DE102017128731A1 - Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine mit einer Anschlagscheibe (3) mit zumindest einer Anschlagfläche (4, 5, 6) zur Begrenzung des Verstellbereichs des Nockenwellenverstellers, dadurch gekennzeichnet, dass zur hydraulischen Anschlagdämpfung an der Anschlagfläche (4, 5, 6) zumindest eine einseitig offene Hydraulikmittel führende Oberflächenkontur (7, 8, 23, 24) an der Anschlagscheibe (3) vorgesehen ist, die an der offenen Seite durch zumindest ein benachbartes Bauteil (13) abgedeckt ist

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
  • Aus DE 10 2014 002 362 A1 ist ein Nockenwellenversteller zur Verstellung einer Phasenlage zwischen Kurbelwelle und einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine mit einem Endanschlagelement bekannt, das zur Begrenzung des Stellbereichs des Nockenwellenverstellers in zumindest eine Richtung dient. Eine Anschlagdämpfung ist dazu vorgesehen, einen Betriebsmittelfilm zur Dämpfung auf einer Anschlagfläche bereitzustellen. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der aufwendige Aufbau der Anschlagdämpfung mit insbesondere einer hydraulischen Steuer- und einer Verstelleinheit aus, wodurch Herstellung und Montage aufwendig und kostenintensiv sind.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Nockenwellenversteller der vorgenannten Art hinsichtlich seines Aufbaues zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Es wird ein elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine mit einer Anschlagscheibe mit zumindest einer Anschlagfläche zur Begrenzung des Verstellbereichs des Nockenwellenverstellers vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist zur hydraulischen Anschlagdämpfung an der Anschlagfläche zumindest eine einseitig offene Hydraulikmittel führende Oberflächenkontur an der Anschlagscheibe vorgesehen. Dabei ist die Oberflächenkontur an der offenen Seite durch zumindest ein benachbartes Bauteil abgedeckt ist. Auf diese Weise kann eine einfach aufgebaute hydraulische Anschlagdämpfung in die Anschlagscheibe kostengünstig integriert werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Anschlagscheibe durch Sintern kostengünstig hergestellt. Eine Hydraulikmittel führende Oberflächenkontur ist dabei an der Anschlagscheibe, insbesondere als eine oder mehrere Vertiefungen, durch Überpressen besonders einfach herstellbar.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn das das benachbarte Bauteil durch ein Getriebeelement des Nockenwellenverstellers gebildet wird, das vorzugsweise koaxial zur Anschlagscheibe angeordnet ist, und eine an einer axialen Stirnseite der Anschlagscheibe ausgebildete Hydraulikmittel führende Oberflächenkontur abdeckt. Bevorzugt liegt dabei das Getriebeelement mit einer stirnseitigen Anlagefläche an der Anschlagscheibe stirnseitig axial an. Auf diese Weise kann ein zusätzliches Bauteil zur Abdeckung der Hydraulikmittel führende Oberflächenkontur an der Anschlagscheibe vermieden werden. Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, wenn das Getriebeelement, vorzugsweise über eine Zentralschraube, in einem axialen Klemmverband mit der Anschlagscheibe angeordnet ist. Alternativ kann auch ein zusätzliches Bauteil, insbesondere eine Abdeckscheibe oder -platte vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise bildet die, insbesondere als zumindest eine Vertiefung oder Nut ausgeführte Oberflächenkontur zumindest einen oder mehrere Hydraulikmittelkanäle mit jeweils einer Austrittsöffnung an einer Anschlagfläche.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Oberflächenkontur eine oder mehrere mit Hydraulikmittel beaufschlagbare Kammern mit jeweils einer Austrittsöffnung an einer Anschlagfläche bildet. Bevorzugt ist dabei zumindest ein in der Kammer beweglich geführter Dämpfungskolben vorgesehen, der im Anschlagfall zur Absorption der kinetischen Anschlagenergie durch Verdrängung von Hydraulikmittel aus der Kammer dient. Auf diese Weise kann eine einfache Dämpfung an der Anschlagfläche durch Dissipation in dem durch die Bewegung des Dämpfungskolbens aus der Kammer verdrängten Hydraulikmittels erreicht werden.
  • Alternativ ist es auch möglich, an einem zur Anschlagfläche korrespondierend angeordneten Gegenanschlag zumindest einen Dämpfungskolben korrespondierend zur Austrittsöffnung der jeweiligen Kammer auszubilden, derart, dass dieser im Anschlagfall in die Austrittsöffnung zur Absorption der kinetischen Anschlagenergie durch Verdrängung von Hydraulikmittel aus der Kammer eingreift. Vorzugsweise ist dabei der Dämpfungskolben als in Anschlagrichtung am Gegenanschlag vorstehende Erhebung, bevorzugt einteilig mit diesem, ausgeführt, wodurch die Anzahl der Bauteile und der Herstellungs- und Montageaufwand reduziert werden können.
  • Der oder die Dämpfungskolben können auf besonders einfache und kostengünstige Weise jeweils als Scheibe oder Platte ausgeführt sein. Die Scheibe oder Platte kann an ihren schmalen umfänglichen Seiten an der Innenwand der Kammer einfach geführt werden.
  • Bevorzugt weisen der oder die Dämpfungskolben eine zylindrische oder quaderförmige Form auf.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Oberflächenkontur zumindest einen von zumindest einer Kammer abgehenden Ablaufkanal bildet, der zur Abfuhr des im Anschlagfall aus der jeweiligen Kammer verdrängten Hydraulikmittels dient.
  • Alternativ kann die Abfuhr des verdrängten Hydraulikmittels auch durch den Dämpfungskolben hindurch erfolgen, wobei die Dämpfung an der Anschlagfläche durch das am Dämpfungskolben austretende Hydraulikmittel erhöht wird. Hierzu ist bevorzugt zumindest ein zwischen den Stirnseiten durchgehender Ablaufkanal am Dämpfungskolben vorgesehen. Durch den Querschnitt des Ablaufkanals kann die Dämpfungscharakteristik an die Einsatzbedingungen einfach angepasst werden.
  • Zur Hydraulikmittelversorgung der hydraulischen Anschlagdämpfung weist die Anschlagscheibe vorzugsweise einen zentralen Zulaufkanal auf. In vorteilhafter Weise bildet dabei die Oberflächenkontur zumindest einen vom Zulaufkanal ausgehenden Hydraulikmittelkanal zur Hydraulikmittelbeaufschlagung zumindest einer Austrittsöffnung an zumindest einer Anschlagfläche. Es ist hierbei besonders vorteilhaft, wenn der Zulaufkanal mit dem Motorölkreislauf der Brennkraftmaschine verbunden ist. Hierdurch kann das Motoröl zugleich als Hydraulikmittel verwendet werden. Dabei dient in weiterhin besonders vorteilhafter Weise der Zulaufkanal zugleich zur Schmierölversorgung eines Getriebes des Nockenwellenverstellers.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Anschlagscheibe zur Begrenzung des Verstellbereichs des Nockenwellenverstellers eine Kulissenausnehmung auf, die sich in Verstellrichtung des Nockenwellenverstellers erstreckt und durch zwei in Verstellrichtung gegenüberliegende Anschlagflächen in beide Verstellrichtungen begrenzt ist.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
    • 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen elektrischen Nockenwellenverstellers zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine,
    • 2, 2a und 2b eine Teilansicht des Nockenwellenverstellers und Einzelansichten einer erfindungsgemäßen Anschlagscheibe des Nockenwellenverstellers in einem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 3, 3a und 3b eine Teilansicht des Nockenwellenverstellers und Einzelansichten einer erfindungsgemäßen Anschlagscheibe des Nockenwellenverstellers in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    • 4, 4a und 4b eine Teilansicht des Nockenwellenverstellers und Einzelansichten einer erfindungsgemäßen Anschlagscheibe des Nockenwellenverstellers in einem dritten Ausführungsbeispiel,
    • 5, 5a und 5b eine Teilansicht des Nockenwellenverstellers und Einzelansichten einer erfindungsgemäßen Anschlagscheibe des Nockenwellenverstellers in einem vierten Ausführungsbeispiel.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Der in 1 beispielhaft dargestellte erfindungsgemäße elektrische Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine weist ein Getriebe 1 zur Übertragung einer von einem nicht dargestellten elektrischen Stellantrieb zur Übertragung einer Stellbewegung auf eine Nockenwelle 2 der Brennkraftmaschine auf. Eine koaxial zum Getriebe 1 angeordnete Anschlagscheibe 3 mit Anschlagflächen 4, 5, 6 dient zur Begrenzung des Verstellbereichs in beiden Verstellrichtungen des Nockenwellenverstellers. 2 bis 5 zeigen verschiedene Ausgestaltungsformen der Anschlagscheibe 3 für einen elektrischen Nockenwellenversteller mit einer an der dem Getriebe 1 zugewandten inneren axialen Stirnseite der Anschlagscheibe 3 integrierten hydraulischen Anschlagdämpfung. Zur hydraulischen Anschlagdämpfung ist an der inneren axialen Stirnseite der Anschlagscheibe 3 eine Oberflächenkontur mit mehreren Hydraulikmittel führenden axialen Vertiefungen vorgesehen. Diese bilden axial einseitig offene Hydraulikmittelkanäle 7, 8 mit jeweils einer Austrittsöffnung 9, 10, 11 an den Anschlagflächen 4, 5, 6 und sind an der offenen Seite durch ein koaxial angeordnetes an der Anschlagscheibe 3 plan anliegendes benachbartes Bauteil 13 abgedeckt. Über die Hydraulikmittelkanäle 7, 8 kann permanent Hydraulikmittel, hier Drucköl aus dem Motorölkreislauf der Brennkraftmaschine zu den Anschlagflächen 4, 5, 6 geleitet werden. Die Hydraulikmittelkanäle 7, 8 gehen dabei von einem zentralen Zulaufkanal 12 der Anschlagscheibe 3 aus, durch den sie mit Hydraulikmittel versorgt werden und der mit dem Motorölkreislauf der Brennkraftmaschine verbunden ist.
  • Die Anschlagscheibe 3 liegt am koaxial angeordneten benachbarten Bauteil 13, das als ein Abtriebshohlrad des Getriebes 1 ausgeführt ist, in einem getriebeseitigen axialen Klemmverband stirnseitig am Bauteil 13 plan axial drehfest an. Die Hydraulikmittelkanäle 7, 8 sind an der dem Getriebe 1 zugewandten axial inneren Stirnseite der Anschlagscheibe 3 als Vertiefungen oder Nuten axial offen ausgebildet und werden jeweils an ihrer offenen Seite durch das Bauteil 13 im axialen Klemmverband abgedeckt. Die Anschlagscheibe 3 ist weiterhin mit einer vom Außendurchmesser ausgehenden und axial durchgehende Kulissenausnehmung 14 ausgebildet, die sich bogenförmig in Verstellrichtung des Nockenwellenverstellers, d. h. in Drehrichtung der Nockenwelle 2, erstreckt und durch zwei gegenüberliegende Anschlagflächen 4, 5, 6 in beide Verstellrichtungen begrenzt ist. Die Anschlagscheibe 3 ist weiterhin koaxial zu einem von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine antreibbaren Antriebsrad 15 angeordnet, das am Innendurchmesser seines nockenwellenseitigen Endes die Anschlagscheibe 3 radial außen umfasst und eine Anschlagkontur als Gegenanschlag 16 bildet, der als Anschlagnase in die Kulissenausnehmung 14 radial eingreift und mit dieser zusammenwirkt. Das Antriebsrad 15 ist mit dem Gegenanschlag 16 in der Kulissenausnehmung 13 relativ beweglich zu dieser angeordnet und geführt. Der Gegenanschlag 16 ist einteilig mit dem Antriebsrad 15 ausgeführt und bildet an seinen in beide Drehrichtungen ausgerichteten Flanken 17, 18 Gegenanschlagflächen, mit denen er in seinen Endlagen an der jeweiligen Anschlagfläche 4, 5, 6 der Anschlagscheibe 3 zur Begrenzung der Verstellbewegung des Nockenwellenverstellers anlegbar ist. Das über die Hydraulikmittelkanäle 7, 8 permanent in die Kulissenausnehmung 14 eingeleitete Hydraulikmittel läuft über einen zwischen dem Außendurchmesser der Anschlagscheibe 3 und dem Innendurchmesser des Antriebsrads 15 gebildeten Leckagespalt 19 und nockenwellenseitig an der axial offenen Seite der Kulissenausnehmung 14 ab.
  • Nach einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2, 2a, 2b wird das Hydraulikmittel durch die Hydraulikmittelkanäle 7, 8 an den Austrittsöffnungen 9 permanent direkt auf die Anschlagflächen 4 geleitet. 2 zeigt die dem Getriebe 1 zugewandte innere axiale Stirnseite der Anschlagscheibe 3, während in 2a eine nockenwellenseitige Ansicht der äußeren axialen Stirnseite der Anschlagscheibe 3 dargestellt ist. Im Anschlagfall trifft die Anschlagkontur 16 in sehr kurzer Zeit auf die jeweilige Anschlagfläche 4 der Anschlagscheibe 3. Beim Aufprall staut sich das an den Hydraulikmittelkanälen 7, 8 auslaufende Hydraulikmittel an den Anschlagflächen 4 auf und wird durch den Leckagespalt 19 und an der offenen Seite aus der Kulissenausnehmung 14 herausgedrückt, wodurch eine Dämpfungswirkung erreicht wird.
  • In 3, 4 und 5 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, bei denen Dämpfungskolben 20, 21, 22 vorgesehen sind. Die Hydraulikmittelkanäle 7, 8 sind im Bereich der jeweiligen Austrittsöffnungen 10, 11 der Anschlagflächen 5, 6 im Querschnitt aufgeweitet und bilden Kammern 23, 24, in die das Hydraulikmittel geleitet wird. Dabei sind die Dämpfungskolben 20, 21, 22 im Anschlagfall zur Absorption der kinetischen Anschlagenergie durch Verdrängung von Hydraulikmittel in der jeweiligen Kammer 23, 24 (3 und 4) bzw. in diese (5) bewegbar. Durch das durch die Dämpfungskolben 20, 21, 22 verdrängte Hydraulikmittel wird die Anschlagenergie durch Reibung in Wärme umgesetzt und dadurch eine Dämpfung erzielt. Die Dämpfung wird durch den Querschnitt der Kammern 23, 24 bestimmt, der die Druckfläche der Dämpfungskolben 20, 21, 22 bestimmt. Als Kolbenformen kommen insbesondere Quader- oder Zylinderformen in Frage.
  • Die Dämpfungskolben 20, 21 sind in einem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel gemäß 3, 3a, 3b und 4, 4a, 4b jeweils als Scheibe oder Platte ausgeführt, die in die Kammern 23 in Anschlagsrichtung beweglich eingepasst ist. An den Austrittsöffnungen 9 sind die Kammern 23 durch die Dämpfungskolben 20, 21 einseitig verschlossen, die an den Innenwänden der Kammern 23 sowie an deren dem Getriebe 1 zugewandten offenen axialen Seiten durch das an diesen anliegende Bauteil 13 gleitend geführt werden. Durch den permanenten Hydraulikmittelfluss in den Hydraulikmittelkanälen 7, 8 werden die Dämpfungskolben 20, 21 an den Austrittsöffnungen 9 geringfügig mit ihren kulissenseitigen Enden herausgedrückt (3a und 3b). Im Anschlagfall trifft der Gegenanschlag 16 auf das kulissenseitig aus der Kammer 23 herausragende Ende der Dämpfungskolben 20, 21 drückt dieses in die Kammern 23 bis er an der jeweiligen Anschlagfläche 5 anliegt. Dadurch wird das Hydraulikmittel durch die in den Kammern 23 beweglichen Dämpfungskolben 20, 23 in von den Kammern 23 abgehende Ablaufkanäle 25, 26, 27, 28 verdrängt (3, 3b und 4, 4b) und durch dabei erzeugte Reibungsenergie vom Hydraulikmittel dissipiert, wodurch die Kollision an den Anschlagflächen 5 gedämpft wird. Im zweiten Ausführungsbeispiel (3 und 3b) wird das verdrängte Hydraulikmittel über jeweils einen an der Oberflächenkontur gebildeten von den inneren Enden der Kammern 23 ausgehenden und am Außendurchmesser der Anschlagscheibe 3 mündenden Ablaufkanal 25, 26 in den Leckagespalt 19 zwischen Anschlagscheibe 3 abgeführt. Dagegen strömt im dritten Ausführungsbeispiel (4 und 4b) das verdrängte Hydraulikmittel durch jeweils einen zentral durch die Dämpfungskolben 21 stirnseitig von deren inneren Enden zu deren äußeren kulissenseitigen Enden durchgehenden Ablaufkanal 27, 28 und tritt an den Anschlagflächen 5 aus, wodurch die Dämpfung an diesen durch das an dem jeweiligen Ablaufkanal 27, 28 ausströmende Hydraulikmittel zusätzlich erhöht wird. Durch die Größe des Querschnitts der Ablaufkanäle 25, 26, 27, 28 kann die Dämpfungscharakteristik auf einfache Weise an die Einsatzbedingungen angepasst werden.
  • In einem vierten Ausführungsbeispiel nach 5, 5a und 5b, sind die Dämpfungskolben 22 direkt in den Gegenanschlag 16 integriert, der in die Kulissenausnehmung 14 der Anschlagscheibe 3 eingreift. Hierzu sind die Dämpfungskolben 22 an den Flanken 17, 18 des Anschlags 16 einteilig mit diesem als in Dreh- bzw. Anschlagsrichtung an den Gegenanschlagsflächen vorstehende Erhebungen ausgeführt. Auf diese Weise kann die Anzahl der Bauteile und somit der Herstellungs- und Montageaufwand weiter reduziert werden. Die kulissenseitigen Austrittsöffnungen 11 der Kammern 24 sind ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel vollkommen offen. Diese werden erst im Anschlagfall von den in die jeweiligen Austrittsöffnungen 11 eingreifenden Dämpfungskolben 22 abgedeckt. Dabei verdrängen diese das in den Kammern 24 befindliche Hydraulikmittel in durch die Oberflächenkontur gebildete Ablaufkanäle 29, 30, durch die das verdrängte Hydraulikmittel ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3 in den Leckagespalt 19 abgeführt werden kann.
  • In einer besonders einfachen und kostengünstigen weiteren Variante sind zwischen den Dämpfungskolben 22 und den Innenwänden der Kammern 24 Leckagespalte vorgesehen, die ein Ausströmen des in den Kammern 24 durch die Dämpfungskolben 22 verdrängten Hydraulikmittels an den Austrittsöffnungen 11 gewährleisten. Auf diese Weise können die Ablaufkanäle 29, 30 vermieden werden, wodurch der herstellungsaufwand weiter reduziert wird.
  • Das zur Anschlagscheibe 3 benachbart angeordnete als Abtriebshohlrad ausgeführte Bauteil 13 ist an seinem nockenwellenseitigen Ende nach radial innen eingezogen und bildet eine plane ringförmige axiale Anlagefläche 31, mit der es an der getriebeseitigen Stirnseite der Anschlagscheibe 3 angelegt ist (1). Das Bauteil 13 ist an seinem nockenwellenseitigen Ende radial innen mit einem zentralen axial vorstehenden Ringkragen 32 ausgeführt, der die Anlagefläche 31 radial innen begrenzt. Auf dem Außendurchmesser des Ringkragens 32 ist die Anschlagscheibe 3 mit dem Innendurchmesser einer zentralen Aufnahmeöffnung 33 radial abgestützt. An einer am Innendurchmesser des Ringkragen 32 gebildeten zentralen Durchgangsöffnung des Bauteils 13 ist eine Zentralschraube 34 hindurchgeführt, die in eine zentrale axiale Gewindebohrung am antriebsseitigen Ende der Nockenwelle 2 eingreift. Durch die Zentralschraube 34 sind das Bauteil 13 und die Anschlagscheibe 3 aneinander flächig anliegend in einem axialen Klemmverband mit der Nockenwelle 2 drehfest verbunden. Am Innendurchmesser der zentralen Aufnahmeöffnung 33 der Anschlagscheibe 3 ist der axial verlaufende zentrale Zulaufkanal 12 für die Hydraulikmittelversorgung der Hydraulikmittelkanäle 7, 8 der hydraulischen Anschlagdämpfung durch eine radiale Vertiefung ausgebildet. Der Zulaufkanal 12 dient zugleich zur Schmierölversorgung des Getriebes 1 des elektrischen Nockenwellenverstellers.
  • Das Antriebsrad 15 ist hier als Kettenrad mit einer Verzahnung am Außendurchmesser ausgebildet, an dem es über einen nicht dargestellten Kettentrieb mit der Kurbelwelle antreibbar verbunden ist. Denkbar ist auch, das Antriebsrad 15 als Riemenrad auszuführen, das über einen, insbesondere trockenlaufenden Riementrieb von der Kurbelwelle antreibbar ist. Das Getriebe 1 ist dabei radial außen teilweise vom Antriebsrad 15 gehäuseartig umfasst, das mit dem Innendurchmesser über ein Gleitlager auf dem Außendurchmesser des Bauteils 13 abgestützt ist. Dieses greift mit einer Innenverzahnung in eine Außenverzahnung eines flexiblen Zahnrings 35 des Getriebes 1 ein, der mit dem Innendurchmesser auf einem sogenannten Wellgenerator 35 diesen umfassend angeordnet ist.
  • Der Wellgenerator 35 besteht aus einem Innenring, der am Außenumfang leicht unrund oval, insbesondere elliptisch, ausgebildet ist, auf dem über ein Wälzlager mit in einem Käfig geführte Wälzkörpern, hier Kugeln, ein radial flexibler Außenring wälzgelagert ist, der den flexiblen Zahnring 35 als sogenannten Flexring trägt. Dieser und der Außenring sind dabei stirnseitig durch einen Deckel über eine Schraubenverbindung am Antriebsrad 15 nach außen axial gesichert. Zum Teil wird auch nur der Innenring als Wellgenerator und die übrigen Teile des Wälzlagers und des Flexrings als Wellgetriebe bezeichnet. Der Innenring ist über eine Kupplung drehfest mit einer nicht dargestellten Motorwelle eines Elektromotors zur Übertragung eines Drehmoments verbunden.
  • Ein vom elektrischen Stellantrieb über die Kupplung übertragene Verstellmoment wird durch den mit dem Antriebsrad 15 drehfest verbundenen Zahnring 35 am Antriebsrad 15 abgestützt. Zugleich wird der Zahnring 35 durch die leicht unrunde ovale, insbesondere elliptische Form des Wellgenerators 36 in die Innenverzahnung des Abtriebshohlrads 15 gedrückt und bei einer Umdrehung des Innenrings des Wellgenerators 36 eine Drehwinkelverstellung des Abtriebshohlrads 15 gegenüber dem Antriebsrad 15 und damit eine entsprechende Verstellung der Nockenwelle 2 gegenüber diesem und der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erreicht. Durch die unterschiedliche Zähnezahl des Zahnrings 35 und des Abtriebshohlrads 15 wird zugleich eine Übersetzung erreicht.
  • Auf diese Weise ist durch den elektrischen Stellantrieb über die Kupplung in das Getriebe 1 ein Verstellmoment einleitbar und getriebeausgangsseitig über das Bauteil 13 auf die Nockenwelle 2 zum Verstellen der relativen Phasenlage dieser gegenüber dem Antriebsrad 15 bzw. der Kurbelwelle übertragbar, wodurch die Steuerzeiten eines oder mehrerer Gaswechselventile der Brennkraftmaschine durch den elektrischen Nockenwellenversteller variabel einstellbar sind. Das Getriebe 1 bildet auf diese Weise ein Verstellgetriebe eines elektrischen Nockenwellenverstellers. Dabei sind die Kupplung, das Getriebe 1, das Antriebsrad 15 und die Nockenwelle 2 koaxial zu einer Mittelachse 37 des Nockenwellenverstellers angeordnet, die zugleich die Drehachse bildet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Getriebe
    2
    Nockenwelle
    3
    Anschlagscheibe
    4
    Anschlagfläche
    5
    Anschlagfläche
    6
    Anschlagfläche
    7
    Oberflächenkontur, Hydraulikmittelkanal
    8
    Oberflächenkontur, Hydraulikmittelkanal
    9
    Austrittsöffnung
    10
    Austrittsöffnung
    11
    Austrittsöffnung
    12
    Zulaufkanal
    13
    Bauteil
    14
    Kulissenausnehmung
    15
    Antriebsrad
    16
    Gegenanschlag
    17
    Flanke
    18
    Flanke
    19
    Leckagespalt
    20
    Dämpfungskolben
    21
    Dämpfungskolben
    22
    Dämpfungskolben
    23
    Oberflächenkontur, Kammer
    24
    Oberflächenkontur, Kammer
    25
    Oberflächenkontur, Ablaufkanal
    26
    Oberflächenkontur, Ablaufkanal
    27
    Ablaufkanal
    28
    Ablaufkanal
    29
    Oberflächenkontur, Ablaufkanal
    30
    Oberflächenkontur, Ablaufkanal
    31
    Anlagefläche
    32
    Ringkragen
    33
    Aufnahmeöffnung
    34
    Zentralschraube
    35
    Zahnring
    36
    Wellgenerator
    37
    Mittelachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014002362 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine mit einer Anschlagscheibe (3) mit zumindest einer Anschlagfläche (4, 5, 6) zur Begrenzung des Verstellbereichs des Nockenwellenverstellers, dadurch gekennzeichnet, dass zur hydraulischen Anschlagdämpfung an der Anschlagfläche (4, 5, 6) zumindest eine einseitig offene Hydraulikmittel führende Oberflächenkontur (7, 8, 23, 24) an der Anschlagscheibe (3) vorgesehen ist, die an der offenen Seite durch zumindest ein benachbartes Bauteil (13) abgedeckt ist.
  2. Elektrischer Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagscheibe (3) durch Sintern und die Oberflächenkontur (7, 8, 23, 24) durch Überpressen hergestellt ist.
  3. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das benachbarte Bauteil (13) durch ein Getriebeelement des Nockenwellenverstellers gebildet wird, das koaxial zur Anschlagscheibe (3) angeordnet ist und eine an einer axialen Stirnseite der Anschlagscheibe ausgebildete Hydraulikmittel führende Oberflächenkontur (7, 8, 23, 24) abdeckt.
  4. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenkontur zumindest einen Hydraulikmittelkanal (7, 8) mit einer Austrittsöffnung (9, 10, 11) an einer Anschlagfläche (4, 5, 6) bildet.
  5. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenkontur zumindest eine mit Hydraulikmittel beaufschlagbare Kammer (23, 24) mit einer Austrittsöffnung (10, 11) an einer Anschlagfläche (5, 6) bildet und zumindest ein Dämpfungskolben (20, 21) vorgesehen ist, der in der Kammer (23, 24) in Anschlagrichtung beweglich geführt ist und im Anschlagfall zur Absorption der kinetischen Anschlagenergie durch Verdrängung von Hydraulikmittel aus der Kammer (23, 24) dient.
  6. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenkontur zumindest eine mit Hydraulikmittel beaufschlagbare Kammer (24) mit einer Austrittsöffnung (11) an einer Anschlagfläche (6) bildet und an einem zur Anschlagfläche (6) korrespondierend angeordneten Gegenanschlag (16) zumindest ein Dämpfungskolben (21) korrespondierend zur Austrittsöffnung (11) ausgebildet ist, derart, dass dieser im Anschlagfall in die Austrittsöffnung (11) zur Absorption der kinetischen Anschlagenergie durch Verdrängung von Hydraulikmittel aus der Kammer (24) eingreift.
  7. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein als Scheibe oder Platte ausgeführter Dämpfungskolben (20, 21) vorgesehen ist
  8. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenkontur zumindest einen von zumindest einer Kammer (23) ausgehenden Ablaufkanal (25, 26, 29, 30) bildet, der zur Abfuhr des im Anschlagfall aus der jeweiligen Kammer (23) verdrängten Hydraulikmittels dient.
  9. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Dämpfungskolben (22) zumindest einen zwischen den Stirnseiten desselben durchgehenden Ablaufkanal (27, 28) aufweist, der zur Abfuhr des im Anschlagfall aus der jeweiligen Kammer (24) verdrängten Hydraulikmittels dient.
  10. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagscheibe (3) zur Hydraulikmittelversorgung einen zentralen Zulaufkanal (12) aufweist und die Oberflächenkontur zumindest einen vom Zulaufkanal (12) ausgehenden Hydraulikmittelkanal (7, 8) zur Hydraulikmittelbeaufschlagung zumindest einer Austrittsöffnung (9, 10, 11) an zumindest einer Anschlagfläche (4, 5, 6) bildet.
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