DE102018124448A1

DE102018124448A1 - Actuators for variable valve control of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102018124448A1
Application number: DE102018124448.7A
Authority: DE
Inventors: Marco Hildebrand; Rainer Ottersbach
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-04-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Antriebsrad (1), wobei zwischen diesem und einer koaxial angeordneten Nockenwelle (2) der Brennkraftmaschine eine Phasenlage einstellbar ist und in Verstellrichtung wirkende Federmittel (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (2) eine von der axialen Stirnseite eines antriebsseitigen Endes (4) derselben ausgehende ringförmige Aussparung (5) aufweist, in der die Federmittel (3) zumindest teilweise angeordnet sind.The invention relates to an actuator system for variable valve control of an internal combustion engine with a drive wheel (1), a phase position being adjustable between the latter and a coaxially arranged camshaft (2) of the internal combustion engine and spring means (3) acting in the adjustment direction, characterized in that the Camshaft (2) has an annular recess (5) extending from the axial end face of an end (4) on the drive side thereof, in which the spring means (3) are at least partially arranged.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.The invention relates to an actuator system for variable valve control of an internal combustion engine according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.

Aus DE 10 2005 023 006 A1 ist eine Nockenverstellvorrichtung mit einem Stellaktor zum Verstellen der Phasenlage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bekannt. Die Nockenwelle ist über eine Antriebswelle durch die Kurbelwelle antreibbar, wobei zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle ein als Drehstabfeder ausgebildetes Federelement angeordnet ist. Das Federmoment ist derart ausgelegt, dass ein mittleres zusätzlich Lastmoment an der Nockenwelle zumindest teilweise kompensierbar ist. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der Umstand aus, dass die Anordnung der Drehstabfeder einen großen axialen Bauraum mit einer aufwendigen Befestigung mit zusätzlichen Bauteilen in der Nockenwelle und an der Antriebswelle erfordert.Out DE 10 2005 023 006 A1 a cam adjusting device with an actuator for adjusting the phase position of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine is known. The camshaft can be driven by the crankshaft via a drive shaft, a spring element designed as a torsion bar spring being arranged between the camshaft and the crankshaft. The spring torque is designed such that an average additional load torque on the camshaft can be at least partially compensated for. A disadvantage of this configuration is the fact that the arrangement of the torsion bar spring requires a large axial installation space with complex fastening with additional components in the camshaft and on the drive shaft.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Aktorik der vorgenannten Art hinsichtlich ihres Aufbaues zu vereinfachen bauraumsparend zu gestalten.The invention is therefore based on the object of simplifying the construction of an actuator of the aforementioned type in terms of its construction space-saving.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The object is achieved by the features of patent claim 1. Further advantageous embodiments result from the respective subclaims, the description and the drawings.

Es wird eine Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Antriebsrad vorgeschlagen, wobei zwischen diesem und einer koaxial angeordneten Nockenwelle der Brennkraftmaschine eine Phasenlage einstellbar ist und in Verstellrichtung wirkende Federmittel angeordnet sind. Erfindungsgemäß weist die Nockenwelle eine von der axialen Stirnseite eines antriebsseitigen Endes derselben ausgehende ringförmige Aussparung auf, die koaxial zur Nockenwelle ausgebildet ist und in der die Federmittel zumindest teilweise in der Nockenwelle angeordnet sind. Auf einfache Weise können so die Federmittel axial und radial bauraumsparend in die Nockenwelle integriert werden. Zudem wird ein einfacher Aufbau der Aktorik ermöglicht.An actuator system for variable valve control of an internal combustion engine with a drive wheel is proposed, a phase position being adjustable between the latter and a coaxially arranged camshaft of the internal combustion engine and spring means acting in the adjustment direction being arranged. According to the invention, the camshaft has an annular recess extending from the axial end face of an end on the drive side thereof, which is formed coaxially to the camshaft and in which the spring means are at least partially arranged in the camshaft. In a simple manner, the spring means can be integrated into the camshaft in an axially and radially space-saving manner. In addition, a simple construction of the actuators is made possible.

Bevorzugt ist die Aussparung nach radial innen durch einen radial inneren Durchmesser und nach radial außen durch einen radial äußeren Durchmesser begrenzt. Dabei können die Federmittel in der Aussparung am radial inneren und am radial äußeren Durchmesser mit geringfügigem Spiel geführt werden.The cutout is preferably delimited radially inward by a radially inner diameter and radially outwardly by a radially outer diameter. The spring means can be guided with slight play in the recess on the radially inner and on the radially outer diameter.

In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung sind die Federmittel als Drehschenkel- oder Schlingenfeder koaxial in die Aussparung an der Nockenwelle eingesteckt.In a particularly preferred variant of the invention, the spring means are inserted coaxially into the recess on the camshaft as a torsion spring or loop spring.

Vorzugsweise greifen die Federmittel antriebsseitig am Innendurchmesser des Antriebsrads und abtriebsseitig in der Aussparung der Nockenwelle jeweils zur Federeinhängung direkt drehfest ein. Zusätzlicher Bauraum und zusätzliche Befestigungsmittel zur Federeinhängung werden so vermieden.The spring means preferably engage on the drive side on the inside diameter of the drive wheel and on the drive side in the recess of the camshaft in each case in a rotationally fixed manner for spring suspension. Additional space and additional fasteners for spring suspension are avoided.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Nockenwelle am Außendurchmesser ihres antriebsseitigen Endes nach radial innen zum äußeren Durchmesser der Aussparung hin ringförmig abgesetzt ist. Hierdurch können die Federmittel auf einfache Weise am antriebsseitigen Ende mit einem freien Federschenkel nach radial außen geführt werden und direkt in eine Federeinhängung am Innendurchmesser des Antriebsrads eingreifen.It is also advantageous if the camshaft is offset in a ring shape on the outside diameter of its drive-side end, radially inwards towards the outside diameter of the recess. As a result, the spring means can be easily guided radially outward at the end on the drive side with a free spring leg and directly engage in a spring suspension on the inside diameter of the drive wheel.

In einer weiteren bauraumsparenden Anordnung der Erfindung greift die Nockenwelle mit einem antriebsseitigen Ende in eine am Innendurchmesser des Antriebsrads gebildete zentrale axiale Durchgangsöffnung verdrehbar zu diesem koaxial ein. Vorzugsweise ist hierbei ein freier Federschenkel am antriebsseitigen Ende der Federmittel vom Innendurchmesser des Antriebsrads radial umfasst.In a further space-saving arrangement of the invention, the camshaft engages with a drive-side end in a central axial passage opening formed on the inside diameter of the drive wheel so that it can rotate coaxially with the latter. Preferably, a free spring leg is radially encompassed on the drive end of the spring means by the inner diameter of the drive wheel.

Eine abtriebsseitige direkte Federeinhängung kann auf einfache Weise am radial inneren Durchmesser der Aussparung ausgebildet sein. Bevorzugt ist hierzu ein radialer Schlitz oder eine radiale Vertiefung, insbesondere eine Nut, vorgesehen. In diesen bzw. diese können die Federmittel mit einem abtriebsseitigen freien Federschenkel als Federhaken formschlüssig drehfest radial an der Nockenwelle eingreifen. Vorzugsweise erstreckt sich der Schlitz oder die Vertiefung ausgehend von der axialen Stirnseite des antriebsseitigen Endes der Nockenwelle über die gesamte axiale Länge der Aussparung in der Nockenwelle, wodurch die Montage vereinfacht wird. Alternativ kann der Schlitz oder die Nut auch am radial äußeren Durchmesser der Aussparung ausgebildet sein.A direct spring suspension on the output side can be formed in a simple manner on the radially inner diameter of the recess. For this purpose, a radial slot or a radial depression, in particular a groove, is preferably provided. The spring means can engage in this or these with a free spring leg on the output side as a spring hook in a form-fitting, rotationally fixed manner radially on the camshaft. The slot or the recess preferably extends from the axial end face of the drive-side end of the camshaft over the entire axial length of the cutout in the camshaft, as a result of which the assembly is simplified. Alternatively, the slot or the groove can also be formed on the radially outer diameter of the recess.

Eine einfache direkte antriebsseitige Federeinhängung ist an einen axial durchgehend ausgeführten Schlitz am Innendurchmesser des Antriebsrads möglich, in den die Federmittel mit einem antriebsseitigen freien Federschenkel als Federhaken formschlüssig drehfest radial eingreifen.A simple, direct drive-side spring attachment is possible to an axially continuous slot on the inside diameter of the drive wheel, in which the spring means engage with a non-rotatable radial engagement with a free spring leg on the drive side as a spring hook.

In weiterhin vorteilhafter Weise bildet die Aussparung in der Nockenwelle ein axial geschlossenes Ende, an dem die Federmittel mit ihrem nockenwellenseitigen Ende axial abgestützt sind.In a further advantageous manner, the recess in the camshaft forms an axially closed one End at which the spring means are axially supported with their camshaft end.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Aussparung zur Aufnahme der Federmittel zumindest teilweise eine in der Nockenwelle ausgebildete zentrale axiale Sacklochbohrung ringförmig koaxial umfasst, in der eine Zentralschraube zur drehfesten Anbindung eines Abtriebshohlrads im Klemmverband mit der Nockenwelle eingeschraubt ist.It is furthermore advantageous if the recess for receiving the spring means at least partially comprises a central axial blind hole formed in the camshaft in a coaxial manner, in which a central screw for the rotationally fixed connection of an output ring gear is screwed in a clamping connection with the camshaft.

Bevorzugt ist die Nockenwelle mit ihrer axialen Stirnseite des antriebsseitigen Endes mit einem Abtriebshohlrad im Klemmverband zur Übertragung eines Drehmoments angelegt. Vorzugsweise sind hierbei die Federmittel mit ihrem antriebsseitigen Ende am Abtriebshohlrad axial abgestützt.The camshaft is preferably applied with its axial end face of the drive-side end with an output ring gear in the clamping assembly for the transmission of a torque. The spring means are preferably axially supported on the output ring gear with their drive end.

Die erfindungsgemäße Aktorik ist besonders vorteilhaft zur elektrischen oder hydraulischen Nockenwellenverstellung in einer Brennkraftmaschine verwendbar.The actuator system according to the invention can be used particularly advantageously for electrical or hydraulic camshaft adjustment in an internal combustion engine.

FigurenlisteFigure list

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine,
2 die Aktorik in einer Explosionsdarstellung.

Further features of the invention result from the following description and from the drawings, in which an embodiment of the invention is shown in simplified form. Show it:

1 an actuator according to the invention for variable valve control of an internal combustion engine,
2nd the actuators in an exploded view.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die in 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine weist ein von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine antreibbares Antriebsrad 1 auf, wobei zwischen diesem und einer koaxial angeordneten Nockenwelle 2 der Brennkraftmaschine eine relative Phasenlage oder Phasendifferenz zur Drehwinkelverstellung einstellbar ist. Die Phasenlage ist in Richtung früherer oder späterer Öffnungs- bzw. Schließzeiten der durch die Nockenwelle 2 ansteuerbaren Gaswechselventile der Brennkraftmaschine verstellbar. Zwischen dem Antriebsrad 1 und der Nockenwelle 2 sind Federmittel 3 angeordnet, die in Verstell- bzw. Drehrichtung, d.h. in Richtung einer Früh- oder Spätverstellung der Nockenwelle 2, wirken. Auf diese Weise sind die Federmittel 3 durch eine Phasen- bzw. Drehwinkelverstellung zwischen Antriebsrad 1 und Nockenwelle 2 vorspannbar angeordnet. Durch die Federmittel 3 ist die Phasenverstellung in einer Verstellrichtung unterstützbar oder im Falle einer Betriebsstörung der Aktorik eine vorbestimmte Sicherheitsstellung, eine sogenannte Fail-Safe-Position, für einen Notlauf einstellbar. Ausgehend von der axialen Stirnseite eines antriebsseitigen Endes 4 der Nockenwelle 2 ist eine ringförmige Aussparung 5 als Federaufnahme koaxial ausgebildet, in der die Federmittel 3 in der Nockenwelle 2 angeordnet sind. Die Aussparung 5 ist nach radial innen durch einen radial inneren Durchmesser d_i und nach radial außen durch einen radial äußeren Durchmesser d_a begrenzt (1). Dabei begrenzen der radial innere Durchmesser d_i nach radial innen und der radial äußere Durchmesser d_a nach radial außen einen in der Nockenwelle 2 gelegenen Ringraum zur Aufnahme der Federmittel 3. Die Federmittel 3 sind als Drehfedermittel, vorzugsweise als Drehschenkel- oder Schlingenfeder, koaxial zur Nockenwelle 3 in die Aussparung 5 eingesteckt. Sie sind am radial inneren und am radial äußeren Durchmesser d_i , d_a mit geringfügigem radialem Spiel geführt. Die Aussparung 5 ist an ihrem inneren Ende 26 geschlossen ausgeführt, an dem die Federmittel 3 mit ihrem nockenwellenseitigen Ende 27 in der Nockenwelle 2 axial abgestützt sind. Dort greifen die Federmittel 3 mit einem freien abtriebsseitigen Federschenkel 7 als Federhaken direkt in eine abtriebsseitige radiale Federeinhängung 6 am radial inneren Durchmesser d_i der Aussparung 5 der Nockenwelle 2 formschlüssig drehfest ein. Der abtriebs- bzw. nockenwellenseitige freie Federschenkel 7 ist hierbei nach radial innen umgebogen. Die nockenwellenseitige Federeinhängung 6 ist als zwischen der Aussparung 5 und einer zentralen axialen Sacklochbohrung 14 radial durchgehender Schlitz ausgeführt, der wie die Sacklochbohrung 14 von der axialen Stirnseite des antriebsseitigen Endes 4 der Nockenwelle 2 ausgeht und sich axial bis zum inneren Ende 26 der Aussparung 5 erstreckt. Zur Montage können die Federmittel 3 mit ihrem nockenwellenseitigen Ende 27 in die Aussparung 5 und mit dem freien abtriebsseitigen Federschenkel 7 in die Federeinhängung 6 der Nockenwelle 2 axial geführt eingesteckt werden. Das geschlossene innere Ende 26 der Aussparung 4 kann dabei in der Nockenwelle 2 als Montageanschlag dienen.In the 1 and 2nd The actuator system according to the invention for variable valve control of an internal combustion engine has a drive wheel that can be driven by a crankshaft of the internal combustion engine 1 on, between this and a coaxially arranged camshaft 2nd a relative phase position or phase difference for the rotation angle adjustment can be set for the internal combustion engine. The phase position is in the direction of earlier or later opening and closing times by the camshaft 2nd controllable gas exchange valves of the internal combustion engine adjustable. Between the drive wheel 1 and the camshaft 2nd are spring means 3rd arranged in the direction of adjustment or rotation, ie in the direction of early or late adjustment of the camshaft 2nd , Act. In this way, the spring means 3rd through a phase or angle of rotation adjustment between the drive wheel 1 and camshaft 2nd arranged biased. By the spring means 3rd the phase adjustment can be supported in an adjustment direction or, in the event of an actuator malfunction, a predetermined safety position, a so-called fail-safe position, can be set for an emergency operation. Starting from the axial end face of an end on the drive side 4th the camshaft 2nd is an annular recess 5 formed coaxially as a spring holder in which the spring means 3rd in the camshaft 2nd are arranged. The recess 5 is radially inward through a radially inner diameter d _i and radially outward through a radially outer diameter d _a limited ( 1 ). This limits the radially inner diameter d _i radially inward and the radially outer diameter d _a radially outward one in the camshaft 2nd located annulus for receiving the spring means 3rd . The spring means 3rd are as torsion spring means, preferably as a torsion or loop spring, coaxial to the camshaft 3rd in the recess 5 plugged in. They are on the radially inner and on the radially outer diameter d _i , d _a performed with slight radial play. The recess 5 is at its inner end 26 running closed, on which the spring means 3rd with its camshaft end 27 in the camshaft 2nd are axially supported. The spring means grip there 3rd with a free spring leg on the output side 7 as a spring hook directly into a radial spring suspension on the output side 6 on the radially inner diameter d _i the recess 5 the camshaft 2nd positively non-rotatable. The free spring leg on the output or camshaft side 7 is bent radially inwards. The spring suspension on the camshaft side 6 is as between the recess 5 and a central axial blind hole 14 radially continuous slot that runs like a blind hole 14 from the axial end of the drive end 4th the camshaft 2nd goes out and extends axially to the inner end 26 the recess 5 extends. The spring means can be used for assembly 3rd with its camshaft end 27 in the recess 5 and with the free output side spring leg 7 in the spring suspension 6 the camshaft 2nd be inserted axially guided. The closed inner end 26 the recess 4th can be in the camshaft 2nd serve as an assembly stop.

Mit ihrem antriebsseitigen Ende 4 greift die Nockenwelle 2 in eine am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 gebildete zentrale Durchgangsöffnung 8 verdrehbar zu diesem axial ein. Dabei sind die Federmittel 3 mit ihrem antriebsseitigen Ende in der zentralen Durchgangsöffnung 8 des Antriebsrads 1 angeordnet und durch geringfügiges radiales Spiel beabstandet vom Innendurchmesser des Antriebsrads 1 umfasst. In der Durchgangsöffnung 8 ist die Nockenwelle 2 am Außendurchmesser D ihres antriebsseitigen Endes 4 nach radial innen bis zum radial äußeren Durchmesser d_a der Aussparung 5 ringförmig axial abgesetzt. Dadurch ist das antriebsseitige Ende 28 der Federmittel 3 in der zentralen Durchgangsöffnung 8 des Antriebsrads 1 nach radial außen freigelegt. Hierbei sind die Federmittel 3 mit einem antriebsseitigen freien Federschenkel 9 aus der Aussparung 5 nach radial außen geführt und greifen als Federhaken direkt in eine Federeinhängung 10 am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 formschlüssig drehfest radial ein. Der antriebsseitige freie Federschenkel 9 ist hierbei nach radial außen umgebogen. Dieser und der abtriebsseitige freie Federschenkel 7 sind parallel und mit ihren freien Enden in gleicher radialer Richtung ausgerichtet. Die Federeinhängung 10 wird dabei durch einen zwischen den axialen Stirnseiten des Antriebsrads 1 durchgehender Schlitz gebildet. Auf diese Weise sind die Federmittel 3 antriebsseitig am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 und abtriebsseitig in der Aussparung 5 der Nockenwelle 2 jeweils direkt drehfest befestigt.With its drive end 4th grips the camshaft 2nd into one on the inside diameter of the drive wheel 1 formed central through opening 8th rotatable axially to this. Here are the spring means 3rd with its drive end in the central through opening 8th of the drive wheel 1 arranged and spaced from the inner diameter of the drive wheel by slight radial play 1 includes. In the passage opening 8th is the camshaft 2nd on the outside diameter D their drive end 4th radially inward to the radially outer diameter d _a the recess 5 axially offset. This is the drive end 28 the spring means 3rd in the central through opening 8th of the drive wheel 1 exposed radially outwards. Here are the spring means 3rd with a free spring leg on the drive side 9 out of the recess 5 are guided radially outwards and act as spring hooks directly in a spring attachment 10th at the Inner diameter of the drive wheel 1 positively rotationally fixed radially. The free spring leg on the drive side 9 is bent radially outwards. This and the free spring leg on the output side 7 are aligned parallel and with their free ends in the same radial direction. The spring attachment 10th is by a between the axial end faces of the drive wheel 1 continuous slot formed. In this way, the spring means 3rd on the drive side on the inside diameter of the drive wheel 1 and in the recess on the output side 5 the camshaft 2nd each directly attached in a rotationally fixed manner.

Die Nockenwelle 2 ist mit ihrem antriebsseitigen Ende 4 an der Durchgangsöffnung 8 des Antriebsrads 1 hindurchgeführt. Sie ist dabei am antriebsseitigen Ende 4 auf einen durch den radial inneren Durchmesser d_i der Aussparung begrenzten radial inneren Bereich 11 eingezogen bzw. abgesetzt. Die Nockenwelle 2 liegt mit der axialen Stirnseite ihres Endes 4 flächig an einem Befestigungsabschnitt 13 eines koaxial angeordneten Abtriebshohlrads 12 an. Dieses ist mit dem Befestigungsabschnitt 13 zur Befestigung an der Nockenwelle 2 nach radial innen eingezogen. Das Abtriebshohlrad 12 greift radial innen mit einem zentralen Nabenabschnitt des Befestigungsabschnitts 13 in eine von der axialen Stirnseite des antriebsseitigen Endes 4 ausgehende zentrale axiale Sacklochbohrung 14 der Nockenwelle 2 ein. Eine Zentralschraube 15 ist am Nabenabschnitt des Abtriebshohlrads 12 und an der zentralen Durchgangsöffnung 8 des Antriebsrads 1 hindurchgeführt und in ein Innengewinde der Sacklochbohrung 14 eingeschraubt. Über die Zentralschraube 15 ist das Abtriebshohlrad 12 im Klemmverband mit dem Befestigungsabschnitt 13 an der axialen Stirnseite des antriebsseitigen Endes 4 der Nockenwelle 2 anliegend zur Übertragung eines Drehmoments drehfest befestigt. Hierbei sind die Federmittel 3 mit ihrem antriebsseitigen Ende 28, insbesondere dem antriebsseitigen freien Federschenkel 9 am Befestigungsabschnitt 13 des Abtriebshohlrads 12 axial abgestützt.The camshaft 2nd is with its drive end 4th at the through opening 8th of the drive wheel 1 passed through. It is at the drive end 4th to one by the radially inner diameter d _i the recess delimited radially inner area 11 moved in or dropped off. The camshaft 2nd lies with the axial end face of its end 4th flat on a fastening section 13 a coaxially arranged output ring gear 12th on. This is with the mounting section 13 for attachment to the camshaft 2nd drawn in radially inwards. The output ring gear 12th engages radially inside with a central hub portion of the mounting portion 13 into one from the axial end of the drive end 4th outgoing central axial blind hole 14 the camshaft 2nd on. A central screw 15 is on the hub section of the output ring gear 12th and at the central through opening 8th of the drive wheel 1 passed through and into an internal thread of the blind hole 14 screwed in. Via the central screw 15 is the output ring gear 12th in a clamp connection with the fastening section 13 on the axial face of the drive end 4th the camshaft 2nd attached to the transmission of a torque non-rotatably. Here are the spring means 3rd with its drive end 28 , in particular the free spring leg on the drive side 9 on the fastening section 13 of the output ring gear 12th axially supported.

Das Antriebsrad 1 ist von einer nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit einem Antriebsmoment antreibbar, das vom Antriebsrad 1 über ein Getriebe 16 mit dem Abtriebshohlrad 12 auf die Nockenwelle 2 übertragbar ist. Das Antriebsrad 1 ist hier als Kettenrad ausgeführt, das über einen nicht dargestellten Kettentrieb mit der Kurbelwelle zur Übertragung des Antriebsmoments verbindbar ist. Denkbar ist auch, das Antriebsrad 1 als Riemenrad auszuführen, das über einen, insbesondere trockenlaufenden Riementrieb mit der Kurbelwelle verbindbar ist. Das Abtriebshohlrad 12 ist radial außen vom Antriebsrad 1 umfasst, das mit dem Innendurchmesser eines axial vorstehenden Gehäuseabschnitts auf dem Außendurchmesser des Abtriebshohlrads 12 gleitgelagert abgestützt ist.The drive wheel 1 is driven by a crankshaft, not shown, of the internal combustion engine with a drive torque that is generated by the drive wheel 1 via a transmission 16 with the output ring gear 12th on the camshaft 2nd is transferable. The drive wheel 1 is designed here as a sprocket, which can be connected to the crankshaft for transmitting the drive torque via a chain drive (not shown). The drive wheel is also conceivable 1 run as a pulley, which can be connected to the crankshaft via a belt drive that runs in particular dry. The output ring gear 12th is radially outside of the drive wheel 1 comprises that with the inner diameter of an axially projecting housing section on the outer diameter of the output ring gear 12th is supported on sliding bearings.

Das Getriebe 16 weist in der dargestellten bevorzugten Ausgestaltung einen sogenannten Wellgenerator 17 und einen flexiblen Zahnring 18 eines sogenannten Wellgetriebes auf, der mit einer Außenverzahnung 19 als sogenannter Flexring ausgebildet ist. Das Abtriebshohlrad 12 greift mit einer Innenverzahnung 20 in einen abtriebsseitigen Abschnitt der Außenverzahnung 19 des flexiblen Zahnrings 18 ein. Ein antriebsseitiger Abschnitt der Außenverzahnung 19 des Zahnrings 18 kämmt dabei mit einer Innenverzahnung eines mit dem Antriebsrad 1 drehfest verbundenen Antriebshohlrads 24.The gear 16 has a so-called wave generator in the preferred embodiment shown 17th and a flexible tooth ring 18th a so-called wave gear, with an external toothing 19th is designed as a so-called flex ring. The output ring gear 12th engages with an internal toothing 20th into a section of the external toothing on the output side 19th of the flexible toothed ring 18th on. A section of the external toothing on the drive side 19th of the toothed ring 18th meshes with an internal toothing one with the drive wheel 1 non-rotatably connected drive ring gear 24th .

Der flexible Zahnring 18 ist mit dem Innendurchmesser auf dem Außendurchmesser eines flexiblen Außenrings 21 des Wellgenerators 17 angeordnet. Ein Innenring 22 des Wellgenerators 17 ist am Außenumfang leicht unrund oval, insbesondere elliptisch, ausgebildet, auf dem über in einem Käfig geführte Wälzkörper, hier Kugeln, der flexibler Außenring 21 wälzgelagert ist, der wiederum den flexiblen Zahnring 18 trägt. Der Innenring 22 ist über die durch zwei axiale Kupplungsstifte angedeutet Kupplung 23 mit einem nicht dargestellten elektrischen Stellantrieb zur Übertragung des Verstellmoments verbunden. Die Kupplung 23 ist vorzugsweise als sogenannte Oldham-Kupplung ausgebildet, die einen Achsversatzausgleich ermöglicht. Durch den elektrischen Stellantrieb ist über die Kupplung 23 und den Innenring 22 ein Verstellmoment auf den Wellgenerator 17 des Getriebes 16 übertragbar. Das Verstellmoment wird über das Antriebshohlrad 24 abgestützt und über die Außenverzahnung 19 des flexible Zahnrings 18 mit großer Untersetzung auf die Innenverzahnung 20 des Abtriebshohlrads 12 übertragen. Hierdurch wird eine Drehwinkelverstellung des Abtriebshohlrads 12 gegenüber dem Antriebsrad 1 bzw. der Kurbelwelle und damit eine entsprechende Einstellung der Phasenlage der mit dem Abtriebshohlrad 12 drehfest verbundenen Nockenwelle 2 gegenüber dem Antriebsrad 1 erreicht. Auf diese Weise können die Steuerzeiten der durch die Nockenwelle 2 ansteuerbaren Gaswechselventile der Brennkraftmaschine variabel eingestellt werden. Das Getriebe 16 dient dabei als Verstellgetriebe. Das Antriebsrad 1, das Getriebe 16, die Kupplung 23 und der elektrische Antrieb bilden einen elektrischen Nockenwellenversteller. Hierbei sind Kupplung 23, Getriebe 16, Antriebsrad 1 und die Nockenwelle 2 koaxial zu einer Mittelachse 25 angeordnet, die zugleich eine Drehachse bildet.The flexible tooth ring 18th is with the inner diameter on the outer diameter of a flexible outer ring 21 of the wave generator 17th arranged. An inner ring 22 of the wave generator 17th is slightly oval on the outer circumference, in particular elliptical, on which the flexible outer ring is guided by rolling elements guided in a cage, here balls 21 is roller-mounted, which in turn is the flexible toothed ring 18th wearing. The inner ring 22 is via the coupling indicated by two axial coupling pins 23 connected to an electric actuator, not shown, for transmitting the adjusting torque. The coupling 23 is preferably designed as a so-called Oldham coupling, which enables axle offset compensation. Through the electric actuator is over the clutch 23 and the inner ring 22 an adjustment torque on the wave generator 17th of the transmission 16 transferable. The adjustment torque is via the ring gear 24th supported and via the external teeth 19th of the flexible toothed ring 18th with large reduction on the internal toothing 20th of the output ring gear 12th transfer. As a result, a rotation angle adjustment of the output ring gear 12th opposite the drive wheel 1 or the crankshaft and thus a corresponding adjustment of the phase position with the output ring gear 12th non-rotatably connected camshaft 2nd opposite the drive wheel 1 reached. In this way, the timing of the camshaft 2nd controllable gas exchange valves of the internal combustion engine can be set variably. The gear 16 serves as an adjustment gear. The drive wheel 1 , The gear 16 , the coupling 23 and the electric drive form an electric camshaft adjuster. Here are clutch 23 , Transmission 16 , Drive wheel 1 and the camshaft 2nd coaxial to a central axis 25th arranged, which also forms an axis of rotation.

BezugszeichenlisteReference list

11: Antriebsraddrive wheel
22nd: Nockenwellecamshaft
33rd: FedermittelSpring means
44th: EndeThe End
55: AussparungRecess
6 6: FedereinhängungSpring suspension
77: FederschenkelFeather legs
88th: DurchgangsöffnungThrough opening
99: FederschenkelFeather legs
1010th: FedereinhängungSpring suspension
1111: BereichArea
1212th: AbtriebshohlradOutput ring gear
1313: BefestigungsabschnittFastening section
1414: SacklochbohrungBlind hole
1515: ZentralschraubeCentral screw
1616: Getriebetransmission
1717th: WellgeneratorWave generator
1818th: ZahnringGear ring
1919th: AußenverzahnungExternal teeth
2020th: InnenverzahnungInternal teeth
2121: AußenringOuter ring
2222: InnenringInner ring
2323: Kupplungclutch
2424th: AntriebshohlradDrive ring gear
2525th: MittelachseCentral axis
2626: EndeThe End
2727: EndeThe End
2828: EndeThe End
d_i d _i: Durchmesserdiameter
d_a d _a: Durchmesserdiameter
DD: Außendurchmesserouter diameter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102005023006 A1 [0002]

Claims

Actuator for variable valve control of an internal combustion engine with a drive wheel (1), a phase position being adjustable between the latter and a coaxially arranged camshaft (2) of the internal combustion engine and spring means (3) acting in the adjustment direction, characterized in that the camshaft (2) has an annular recess (5) extending from the axial end face of an end (4) on the drive side thereof, in which the spring means (3) are at least partially arranged.

Actuators after Claim 1 , characterized in that the recess (5) is delimited radially inward by a radially inner diameter (d _i ) and radially outwardly by a radially outer diameter (d _a ), the spring means (3) in the recess (5) are guided with slight play on the radially inner and on the radially outer diameter (d _i , d _a ).

Actuators according to one of the Claims 1 or 2nd , characterized in that the spring means (3) as a torsion spring or loop spring are inserted coaxially into the recess (5) on the camshaft (2).

Actuators according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that on the drive side the spring means (3) engage in a spring attachment (10) on the inside diameter of the drive wheel (1) and on the output side in a spring attachment (6) in the recess (5) of the camshaft (2) in each case directly rotatably.

Actuators according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the camshaft (2) on the outer diameter of its drive-side end (4) to the radially outer diameter (d _a ) of the recess (5) is offset radially in a ring and the spring means (3) with a drive-side free spring leg (9) are guided radially outside.

Actuators according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the camshaft (2) engages with a drive-side end (4) in a central axial passage opening (8) formed on the inside diameter of the drive wheel (1) so that it can rotate coaxially with the latter, and a drive-side free spring leg (9) of the spring means (3 ) is radially encompassed by the inner diameter of the drive wheel (1).

Actuators according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that an output-side spring suspension (6) is designed as a radial slot or radial recess on the radially inner diameter (d _i ) of the recess (5) extending from the axial end face at the drive-side end (4) of the camshaft (2), in the or in which the spring means (3) engage in a form-fitting manner in a radially fixed manner as a spring hook with a free spring leg (7) on the output side

Actuators according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that a drive-side spring attachment (10) on the inside diameter of the drive wheel (1) is designed as an axially continuous slot into which the spring means (3) engage radially in a form-fitting, rotationally fixed manner with a spring-side free spring leg (9) as a spring hook.

Actuators according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the recess (5) in the camshaft (2) forms an axially closed end (26) on which the spring means (3) are axially supported with their camshaft end (27).

Actuators according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the recess (5) at least partially comprises a central axial blind hole (14) formed in the camshaft (2) in an annular coaxial manner, into which a central screw (15) for non-rotatably connecting an output ring gear (12) in a clamping connection with the camshaft (2) is screwed in.