DE102018128942A1

DE102018128942A1 - Electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine and method for assembling an electric camshaft adjuster

Info

Publication number: DE102018128942A1
Application number: DE102018128942.1A
Authority: DE
Inventors: Peter Zierer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-05-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, mit einem Antriebsrad (1), das an einer Außenverzahnung (2) mit einem Drehmoment antreibbar ist, und einem Abtriebsrad (5) zur Übertragung eines Drehmoments auf eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine, wobei das Abtriebsrad (5) zumindest abschnittsweise in eine Nut (6) am Innendurchmesser des Antriebsrads (1) verdrehbar zu diesem radial eingreift und in dieser axial gelagert ist, wobei die Verdrehung von Abtriebsrad (5) und Antriebsrad (1) in der Nut (6) auf einen vorbestimmten Verstellbereich (α) begrenzt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Nockenwellenverstellers.

The invention relates to an electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine, with a drive wheel (1) which can be driven with torque on an external toothing (2), and an output gear (5) for transmitting a torque to a camshaft of the internal combustion engine, the The driven gear (5) engages radially, at least in sections, in a groove (6) on the inside diameter of the drive gear (1) and is axially mounted therein, the rotation of the driven gear (5) and the drive gear (1) in the groove (6) is limited to a predetermined adjustment range (α). The invention further relates to a method for assembling an electric camshaft adjuster.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Nockenwellenverstellers gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 10 näher definierten Art.The invention relates to an electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine and a method for assembling an electric camshaft adjuster according to the kind defined in the preamble of claim 1 and 10 respectively.

Aus DE 10 2016 216 594 B3 ein elektrischer Nockenwellenversteller mit einem Stellgetriebe, einem Antriebs- und einem Abtriebselement bekannt. Das Abtriebselement ist über ein koaxial angeordnetes Hohlrad axial gesichert, das über Schraubenverbindungen mit dem Antriebselement axial verbunden ist. Zudem ist abtriebsseitig ein zusätzliches Abtriebselement erforderlich, das zur Verstellwinkelbegrenzung mit dem Antriebsrad zusammenwirkt. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung die aufwendige Montage und der erforderliche große axiale Bauraum aus.Out DE 10 2016 216 594 B3 an electric camshaft adjuster with an actuator, a drive and an output element is known. The output element is axially secured via a coaxially arranged ring gear which is axially connected to the drive element via screw connections. In addition, an additional output element is required on the output side, which cooperates with the drive wheel to limit the adjustment angle. The disadvantage of this configuration is the complex assembly and the large axial installation space required.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Nockenwellenversteller der vorgenannten Art hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Montage zu vereinfachen und bauraumsparend zu gestalten. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Nockenwellenverstellers der vorgenannten Art vorzuschlagen.The invention is therefore based on the object of simplifying an electrical camshaft adjuster of the aforementioned type with regard to its construction and its assembly and to make it space-saving. It is a further object of the invention to propose a method for assembling an electric camshaft adjuster of the aforementioned type.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und alternativ durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 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 and alternatively by the features of patent claim 10. Further advantageous embodiments result from the respective subclaims, the description and the drawings.

Es wird ein elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Dieser umfasst ein Antriebsrad, das an einer Außenverzahnung mit einem Drehmoment antreibbar ist, und ein Abtriebsrad zur Übertragung eines Drehmoments auf eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine. Erfindungsgemäß greift das Abtriebsrad zumindest abschnittsweise in eine Nut am Innendurchmesser des Antriebsrads verdrehbar zu diesem radial ein und ist in dieser axial gelagert. Dabei ist die Verdrehung von Abtriebsrad und Antriebsrad in der Nut auf einen vorbestimmten Verstellwinkel begrenzt. Auf einfache Weise ist so eine bauraumsparende axiale Lagerung des Abtriebsrads am Antriebsrad in Kombination mit einer Verstellwinkelbegrenzung des Nockenwellenverstellers erreichbar. Zusätzliche Bauteile werden vermieden und Herstellung und Montage vereinfacht.An electrical camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine is proposed. This comprises a drive wheel, which can be driven with torque on an external toothing, and an output wheel for transmitting a torque to a camshaft of the internal combustion engine. According to the invention, the driven gear rotatably engages, at least in sections, radially in a groove on the inside diameter of the drive gear and is axially supported therein. The rotation of the driven gear and drive gear in the groove is limited to a predetermined adjustment angle. A space-saving axial mounting of the driven wheel on the drive wheel in combination with an adjustment angle limitation of the camshaft adjuster can thus be achieved in a simple manner. Additional components are avoided and manufacturing and assembly are simplified.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung greift das Abtriebsrad mit einem oder mehreren am Außendurchmesser ausgebildeten radialen Vorsprüngen in die Nut am Antriebsrad ein. Vorzugsweise bilden dabei die Vorsprünge axiale Lagerflächen, mit denen das Abtriebsrad in der Nut axial gelagert ist.In a particularly preferred embodiment of the invention, the driven wheel engages with one or more radial projections on the outer diameter in the groove on the drive wheel. The projections preferably form axial bearing surfaces with which the driven gear is axially supported in the groove.

Ein einfache Verstellwinkelbegrenzung ist am Nockenwellenversteller erreichbar, wenn zumindest ein Vorsprung am Abtriebsrads an in der Nut am Antriebsrad angeordneten Anschlagelementen in beiden Verdrehrichtungen anlegbar ist.A simple limitation of the adjustment angle can be achieved on the camshaft adjuster if at least one projection on the driven wheel can be applied to stop elements arranged in the groove on the drive wheel in both directions of rotation.

Die Montage von An- und Abtriebsrad kann vereinfacht werden, wenn am Innendurchmesser des Antriebsrads zumindest eine von einer axialen Stirnseite desselben ausgehende sich bis zur Nut durchgehend erstreckende axiale Montageöffnung vorgesehen ist, die jeweils einem Vorsprung am Abtriebsrad zugeordnet ist. Das Abtriebsrad ist so mit dem jeweiligen Vorsprung in die jeweilige Montageöffnung am Antriebsrad bis in die Nut axial einsteckbar und in dieser verdrehbar. Auf diese Weise ist eine einfache Steck-Dreh-Verbindung zwischen An- und Abtriebsrad analog einem Bajonettverschluss erreichbar.The assembly of the input and output gear can be simplified if at least one axial mounting opening extending from an axial end face of the same and extending to the groove is provided on the inside diameter of the drive gear, which is assigned to a projection on the output gear. The driven wheel can thus be inserted with the respective projection into the respective mounting opening on the drive wheel axially into the groove and rotated therein. In this way, a simple plug-and-turn connection between the input and output gear can be achieved analogously to a bayonet lock.

In besonders vorteilhafter Weise sind die Anschlagelemente in Umfangsrichtung zwischen zwei Montageöffnungen angeordnet. Auf diese Weise bilden die Anschlagelemente in der Nut zugleich eine Verliersicherung, durch die nach der Montage ein Zurückdrehen des Abtriebsrads mit dem oder den Vorsprüngen in den Bereich der Montageöffnungen am Antriebsrad und ein Herausfallen des Abtriebsrads aus dem Antriebsrad sicher vermieden wird.In a particularly advantageous manner, the stop elements are arranged in the circumferential direction between two assembly openings. In this way, the stop elements in the groove at the same time form an anti-loss device, by means of which, after assembly, turning the driven gear back with the protrusion (s) into the area of the assembly openings on the drive gear and preventing the driven gear from falling out of the drive gear.

In einer besonders einfachen herstell- und montierbaren Ausgestaltung sind die Anschlagelemente als Stifte ausgeführt, die am Antriebsrad in die Nut schneidenden Bohrungen angeordnet sind und in die Nut eingreifen. Vorzugsweise sind die Stifte in axialen Durchgangsbohrungen am Antriebsrad angeordnet, wodurch eine gleichmäßige Krafteinleitung beim Anschlagen in das Antriebsrad auf beiden axialen Seiten der Nut erreicht wird. Bevorzugt sind die Anschlagelemente in die Durchgangsbohrungen eingepresst, wodurch eine spielfreie Verbindung zwischen den Anschlagelementen und dem Antriebsrad gewährleistet wird.In a particularly simple embodiment that can be manufactured and assembled, the stop elements are designed as pins which are arranged on the drive wheel in the bores that cut into the groove and engage in the groove. The pins are preferably arranged in axial through bores on the drive wheel, as a result of which a uniform introduction of force when struck into the drive wheel is achieved on both axial sides of the groove. The stop elements are preferably pressed into the through bores, thereby ensuring a play-free connection between the stop elements and the drive wheel.

Der Bauraum sowie der Herstellungs- und Montageaufwand können weiter reduziert werden, wenn das Antriebsrad einteilig ausgeführt ist und am Innendurchmesser eine Innenverzahnung zur Übertragung eines Drehmoments aufweist.The installation space as well as the manufacturing and assembly costs can be further reduced if the drive wheel is made in one piece and has an internal toothing on the inside diameter for transmitting a torque.

Das Antriebsrad kann mit einer radialen Lagerfläche am Innendurchmesser auf einfache Weise auf dem Außendurchmesser des Abtriebsrads gelagert werden. Vorzugsweise sind dabei die radiale Lagerfläche und die Nut unmittelbar koaxial hintereinander am Innendurchmesser des Antriebsrads angeordnet.The drive wheel can have a radial bearing surface on the inner diameter in a simple manner on the outer diameter of the driven wheel be stored. The radial bearing surface and the groove are preferably arranged directly coaxially one behind the other on the inner diameter of the drive wheel.

Es ist auch von Vorteil, wenn am Antriebsrad die Innenverzahnung und die Nut bauraumsparend unmittelbar koaxial hintereinander angeordnet.It is also advantageous if the internal toothing and the groove are arranged directly coaxially one behind the other on the drive wheel to save space.

Bevorzugt bildet das Abtriebsrad am Außendurchmesser eine ringförmige radiale Lagerfläche, auf der das Antriebsrad mit dem Innendurchmesser radial gelagert ist. Vorzugsweise sind hierbei die Lagerfläche und der oder die Vorsprünge bauraumsparend unmittelbar koaxial hintereinander angeordnet.The driven wheel preferably forms an annular radial bearing surface on the outer diameter, on which the drive wheel with the inner diameter is mounted radially. The bearing surface and the protrusion (s) are preferably arranged directly coaxially one behind the other in a space-saving manner.

Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, wenn das Antriebsrad über einen koaxial angeordneten flexiblen Zahnring eines Wellgetriebes mit dem Abtriebsrad zur Übertragung eines Drehmoments verbunden ist. Bevorzugt greift hierbei das Antriebsrad mit einer Innenverzahnung antriebsseitig in eine Außenverzahnung des flexiblen Zahnrings ein, der zugleich abtriebsseitig mit der Außenverzahnung mit einer Innenverzahnung des Abtriebsrads kämmt. Vorzugsweise ist dabei das Abtriebsrad als Hohlrad ausgeführt. Von einem Stellantrieb ist hierbei ein Verstellmoment über einen Wellgenerator des Wellgetriebes auf einfache Weise auf den flexiblen Zahnring einleitbar und überdiesen mit der Außenverzahnung hoch untersetzend auf das Abtriebsrad zur Einstellung eines Verstellwinkels der Nockenwelle übertragbar.It is furthermore particularly advantageous if the drive wheel is connected to the driven wheel for the transmission of a torque via a coaxially arranged flexible toothed ring of a wave gear. In this case, the drive wheel preferably engages with an internal toothing on the drive side in an external toothing of the flexible toothed ring which at the same time meshes with the external toothing on the output side with an internal toothing of the driven wheel. The driven gear is preferably designed as a ring gear. In this case, an adjusting torque can be introduced in a simple manner to the flexible toothed ring via a wave generator of the wave gear and can also be transferred with the external toothing to the driven gear for setting an adjustment angle of the camshaft.

Die erfinderische Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Nockenwellenverstellers zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine gelöst. Der Nockenwellenversteller umfasst ein Antriebsrad das an einer Außenverzahnung mit einem Drehmoment antreibbar ist, und ein Abtriebsrad zur Übertragung eines Drehmoments auf eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine. Erfindungsgemäß wird das Abtriebsrad mit einem oder mehreren am Außendurchmesser ausgebildeten radialen Vorsprüngen in korrespondierende axiale Montageöffnungen am Innendurchmesser des Antriebsrads in eine an diesem angeordnete radiale Nut eingesteckt und in dieser verdreht bis zumindest ein Vorsprung zumindest teilweise aus dem Bereich der Montageöffnung gelangt und in der Nut am Antriebsrad axial gelagert ist. Auf diese Weise wird die Montage des Abtriebsrads mit axialer Lagerung am Antriebsrad durch eine einfache axiale Steck-Dreh-Montage analog einer Montage durch Bajonettverschluss ermöglicht.The object of the invention is also achieved by a method for mounting an electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine. The camshaft adjuster comprises a drive wheel which can be driven with a torque on an external toothing, and an output wheel for transmitting a torque to a camshaft of the internal combustion engine. According to the invention, the driven wheel with one or more radial projections formed on the outer diameter is inserted into corresponding axial mounting openings on the inner diameter of the drive wheel in a radial groove arranged thereon and rotated therein until at least one projection at least partially comes out of the area of the mounting opening and in the groove on Drive wheel is axially mounted. In this way, the assembly of the driven wheel with axial bearing on the drive wheel is made possible by a simple axial plug-and-turn assembly analogous to an assembly by means of a bayonet lock.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in besonders vorteilhafter Weise zur Montage eines elektrischen Nockenwellenverstellers nach einem der oben beschriebenen Ansprüche verwendet werden.The method according to the invention can be used in a particularly advantageous manner for assembling an electric camshaft adjuster according to one of the claims described above.

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 einen erfindungsgemäßen elektrischen Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine in einer Seitenansicht,
2 den Nockenwellenversteller in einem Querschnitt,
3 eine weitere Seitenansicht des Nockenwellenverstellers,
4 eine perspektivisch geschnittene Einzelansicht eines Antriebsrads des Nockenwellenverstellers,
5 und 6 perspektivisch geschnittene Einzelansichten eines Abtriebsrads des Nockenwellenverstellers,
7 eine geschnittene Seitenansicht des Nockenwellenverstellers,
8 einen weiteren Querschnitt des Nockenwellenverstellers.

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 electric camshaft adjuster according to the invention for variable valve control of an internal combustion engine in a side view,
2nd the camshaft adjuster in a cross section,
3rd another side view of the camshaft adjuster,
4th 2 shows a perspective sectional view of a drive wheel of the camshaft adjuster,
5 and 6 perspective sectional views of an output gear of the camshaft adjuster,
7 a sectional side view of the camshaft adjuster,
8th another cross section of the camshaft adjuster.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Der in 1 bis 3, 7 und 8 und beispielhaft dargestellte erfindungsgemäße elektrische Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine weist ein Antriebsrad 1 mit einer Außenverzahnung 2 auf. Über diese ist das Antriebsrad 1 von einer nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit einem Drehmoment antreibbar. Das Antriebsrad 1 bildet mit der Außenverzahnung 2 ein Kettenrad, das zum Antrieb über einen Kettentrieb mit der Kurbelwelle verbindbar ist. Denkbar ist auch, das Antriebsrad 1 mit der Außenverzahnung 2 als Riemenrad auszuführen, das über einen, insbesondere trockenlaufenden Riementrieb antreibbar ist. Gemäß 2 und 4 ist das Antriebsrad 1 einteilig ausgeführt und weist am Innendurchmesser eine Innenverzahnung 3 auf, mit der es über ein koaxial angeordnetes Getriebe 4 mit einem koaxial angeordneten Abtriebsrad 5 antriebsverbunden ist. Dieses ist zur Übertragung eines Drehmoments mit einer nicht dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine drehfest verbindbar.The in 1 to 3rd , 7 and 8th and an exemplary electric camshaft adjuster according to the invention for variable valve control of an internal combustion engine has a drive wheel 1 with an external toothing 2nd on. About this is the drive wheel 1 driven by a crankshaft, not shown, of the internal combustion engine with a torque. The drive wheel 1 forms with the external toothing 2nd a sprocket, which can be connected to the crankshaft via a chain drive. The drive wheel is also conceivable 1 with the external toothing 2nd run as a belt pulley which can be driven by a belt drive, in particular a dry-running belt drive. According to 2nd and 4th is the drive wheel 1 made in one piece and has an internal toothing on the inside diameter 3rd on with which it has a coaxially arranged gear 4th with a coaxially arranged driven wheel 5 is connected to the drive. This can be connected in a rotationally fixed manner to transmit a torque to a camshaft, not shown, of the internal combustion engine.

Am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 ist eine als sogenannter Hinterschnitt ausgeführte umlaufende radiale Nut 6 vorgesehen, die unmittelbar koaxial hintereinanderliegend mit der Innenverzahnung 3 angeordnet ist (2 und 4). In die Nut 6 greift das Abtriebsrad 5 abschnittsweise mit drei am Außendurchmesser ausgebildeten radialen Vorsprüngen 7 verdrehbar zum Antriebsrads 1 ein. Die Vorsprünge 7 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet (2, 5 und 6). Dabei ist der Innendurchmesser der Nut 6 geringfügig größer als der Außendurchmesser der Vorsprünge 7, so dass diese am Außendurchmesser durch einen radialen Luftspalt S beabstandet zum Innendurchmesser der Nut 6 angeordnet sind. Die Vorsprünge 7 erstrecken sich als kreisbogenförmige Segmente in Umfangs- bzw. Drehrichtung und bilden an ihren axialen Stirnseiten plane axiale Lagerflächen 8, mit denen das Abtriebsrad 5 in der Nut 6 am Antriebsrad 1 mit geringfügigem Spiel axial gleitgelagert ist.On the inside diameter of the drive wheel 1 is a circumferential radial groove designed as a so-called undercut 6 provided that directly coaxial with the internal toothing 3rd is arranged ( 2nd and 4th ). In the groove 6 grabs the driven gear 5 in sections with three radial projections formed on the outer diameter 7 rotatable to the drive wheel 1 a. The Ledges 7 are evenly distributed over the circumference ( 2nd , 5 and 6 ). The inside diameter of the groove 6 slightly larger than the outer diameter of the protrusions 7 , so that this on the outer diameter through a radial air gap S spaced from the inside diameter of the groove 6 are arranged. The tabs 7 extend as circular arc-shaped segments in the circumferential or rotational direction and form flat axial bearing surfaces on their axial end faces 8th with which the driven gear 5 in the groove 6 on the drive wheel 1 is axially slidably supported with slight play.

Am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 sind ausgehend von der abtriebs- bzw. nockenwellenseitigen axialen Stirnseite desselben axiale Montageöffnungen 9 korrespondierend zu den Vorsprüngen 7 am Abtriebsrad 5 vorgesehen. Die Montageöffnungen 9 erstrecken sich als axiale Durchbrüche bis zur Nut 6. Zur Montage kann das Abtriebsrad 5 mit den Vorsprüngen 7 in die Montageöffnungen 9 an der abtriebs- bzw. nockenwellenseitigen axialen Stirnseite des Antriebsrads 1 bis zur Nut 6 axial eingesteckt und in dieser mit den Vorsprüngen 7 vollständig aus dem Bereich der Montageöffnungen 9 verdreht und mit den Lagerflächen 8 der Vorsprünge 7 in der Nut 6 axial gelagert werden. Die Nut 6 bildet dabei axiale Gleitlagerflächen. Auf diese Weise ist die Montage bzw. die Verbindung von Antriebs- und Abtriebsrad 1, 5 analog eines Bajonettverschlusses möglich.On the inside diameter of the drive wheel 1 are based on the output or camshaft-side axial end face of the same axial assembly openings 9 corresponding to the protrusions 7 on the driven wheel 5 intended. The assembly openings 9 extend as axial openings to the groove 6 . The driven gear can be used for assembly 5 with the ledges 7 into the mounting holes 9 on the output or camshaft end of the drive wheel 1 to the groove 6 axially inserted and in this with the projections 7 completely from the area of the assembly openings 9 twisted and with the bearing surfaces 8th the ledges 7 in the groove 6 be stored axially. The groove 6 forms axial plain bearing surfaces. In this way, the assembly or connection of the drive and driven gear 1 , 5 analogous to a bayonet lock possible.

Am Antriebsrad 1 sind in Umfangsrichtung zwischen zwei hintereinanderliegenden Montageöffnungen 9 jeweils nahe dieser zwei Anschlagelemente 10 in der Nut 6 am Antriebsrad 1 angeordnet (1, 7 und 8). Die Anschlagelemente 10 sind als Stifte ausgeführt und in axiale Durchgangsbohrungen 20 am Antriebsrad 1 eingepresst, die die Nut 6 schneiden, wobei die Anschlagelemente 10 in die Nut 6 eingreifen. Auf diese Weise sind sie auf beiden axialen Seiten der Nut 6 spielfrei mit dem Antriebsrad 1 verbunden. In Umfangsrichtung ist zwischen den Anschlagelementen 10 ein Vorsprung 7 des Abtriebsrads 5 als sogenannte Anschlagnase angeordnet, der mit an seinen umfänglichen Enden ausgebildeten Anschlagflächen 11 bei einer Verdrehung des Abtriebsrads 5 relativ zum Antriebsrad 1 in beiden Drehrichtungen zur mechanischen Begrenzung des Verstellbereichs α bzw. zu Begrenzung der Drehwinkelverstellung zwischen An- und Abtriebsrad 1, 5 anlegbar ist. Auf diese Weise wird zugleich ein Herausfallen des Abtriebsrads 5 aus dem Antriebsrad 1 an den Montageöffnungen 9 sicher vermieden.On the drive wheel 1 are in the circumferential direction between two mounting openings one behind the other 9 each close to these two stop elements 10th in the groove 6 on the drive wheel 1 arranged ( 1 , 7 and 8th ). The stop elements 10th are designed as pins and in axial through holes 20th on the drive wheel 1 pressed into the groove 6 cut, the stop elements 10th in the groove 6 intervention. In this way they are on both axial sides of the groove 6 backlash-free with the drive wheel 1 connected. In the circumferential direction is between the stop elements 10th a head start 7 of the driven wheel 5 arranged as a so-called stop lug, the stop surfaces formed at its circumferential ends 11 when the driven gear rotates 5 relative to the drive wheel 1 in both directions of rotation for mechanical limitation of the adjustment range α or to limit the rotation angle adjustment between the input and output gear 1 , 5 can be created. In this way, the driven gear will fall out 5 from the drive wheel 1 at the assembly openings 9 safely avoided.

Das Antriebsrad 1 umfasst gehäuseartig das Getriebe 4 und das Abtriebsrad 5 radial außen. Das Abtriebsrad 5 ist an seinem abtriebs- bzw. nockenwellenseitigen Ende an der Stirnseite zur Verbindung mit der Nockenwelle nach radial innen eingezogen und bildet dort einen zentralen nabenförmigen Abschnitt 21. Das Antriebsrad 1 ist im Bereich der Außenverzahnung 2 mit einer radialen Lagerfläche 23 am Innendurchmesser auf dem Außendurchmesser des Abtriebsrads 5 radial gleitgelagert. Dabei sind am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 die radiale Lagerfläche 23 und die Nut 6 unmittelbar koaxial hintereinander angeordnet (2 und 8). Das Abtriebsrad 5 bildet am Außendurchmesser seines abtriebs- bzw. nockenwellenseitigen Endabschnitts eine ringförmige radiale Lagerfläche 24, auf der das Antriebsrad 1 am Innendurchmesser mit der Lagerfläche 23 radial gleitgelagert ist. Am Außendurchmesser des Abtriebsrads 5 sind die Lagerfläche 24 und die Vorsprünge 7 unmittelbar koaxial hintereinander angeordnet (5 und 6).The drive wheel 1 encloses the gearbox like a housing 4th and the driven gear 5 radially outside. The driven gear 5 is drawn in radially inward at its output or camshaft end on the end face for connection to the camshaft and forms a central hub-shaped section there 21st . The drive wheel 1 is in the area of the external teeth 2nd with a radial bearing surface 23 on the inside diameter on the outside diameter of the driven gear 5 radially slide bearing. Here are on the inside diameter of the drive wheel 1 the radial bearing surface 23 and the groove 6 arranged directly coaxially one behind the other ( 2nd and 8th ). The driven gear 5 forms an annular radial bearing surface on the outer diameter of its end section on the output or camshaft side 24th on which the drive wheel 1 on the inside diameter with the bearing surface 23 is radially sliding. On the outer diameter of the driven gear 5 are the storage area 24th and the ledges 7 arranged directly coaxially one behind the other ( 5 and 6 ).

Das Getriebe 4 weist einen flexiblen Zahnring 12 mit einer Außenverzahnung 13 als sogenannten Flexring eines Wellgetriebes auf (2, 7 und 8). Die Außenverzahnung 13 kämmt antriebsseitig mit der Innenverzahnung 3 des Antriebsrads 1 und abtriebsseitig mit einer Innenverzahnung 14 am Innendurchmesser des Abtriebsrads 5, das als Abtriebshohlrad ausgeführt ist (5 und 6). Mit seinem Innenumfang ist der Zahnring 12 auf einem sogenannten Wellgenerator 15 des Wellgetriebes angeordnet, der antriebsseitig über einen Sicherungsring 16 am Antriebsrad 1 axial gesichert ist. Der Wellgenerator 15 besteht aus einem unrund ovalen, vorzugsweise elliptischen Innenring 17 und einem über Wälzkörper, hier Kugeln, auf diesem gelagerten flexiblen Außenring 18, der am Außenumfang den flexiblen Zahnring 12 trägt. Hierbei ist der Wellgenerator 15 antriebsseitig mit der vom Abtriebsrad 5 abgewandten axialen Stirnseite des Außenrings 18 am Sicherungsring 16 axial gesichert, der in einer Sicherungsnut am Innendurchmesser des antriebsseitigen Endes des Antriebsrads 1 angeordnet ist. Alternativ kann zur axialen Sicherung des Wellgenerators 15 auch ein radialer Absatz am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 vorgesehen sein.The gear 4th has a flexible toothed ring 12 with an external toothing 13 as a so-called flex ring of a wave gear on ( 2nd , 7 and 8th ). The external toothing 13 meshes on the drive side with the internal toothing 3rd of the drive wheel 1 and on the output side with an internal toothing 14 on the inside diameter of the driven gear 5 , which is designed as an output ring gear ( 5 and 6 ). With its inner circumference is the toothed ring 12 on a so-called wave generator 15 of the wave gear arranged on the drive side via a locking ring 16 on the drive wheel 1 is axially secured. The wave generator 15 consists of a non-circular oval, preferably elliptical inner ring 17th and a rolling element, here balls, on this flexible outer ring 18th the flexible toothed ring on the outer circumference 12 wearing. Here is the wave generator 15 on the drive side with that of the driven gear 5 facing axial end face of the outer ring 18th on the locking ring 16 axially secured in a locking groove on the inner diameter of the drive end of the drive wheel 1 is arranged. Alternatively, the shaft generator can be secured axially 15 also a radial shoulder on the inside diameter of the drive wheel 1 be provided.

Der Innenring 17 ist über eine durch zwei axiale Kupplungsstifte angedeutet Kupplung 19 mit einem nicht dargestellten elektrischen Stellantrieb zur Übertragung eines Verstellmoments verbindbar (2, 7 und 8). Die Kupplung 19 ist vorzugsweise als sogenannte Oldham-Kupplung ausgebildet, die einen Achsversatzausgleich ermöglicht. Durch den elektrischen Stellantrieb ist über die Kupplung 19 und den Innenring 17 ein Verstellmoment auf den Wellgenerator 15 des Wellgetriebes übertragbar. Zugleich wird der Zahnring 12 am biegeelastischen Verzahnungsabschnitt der Außenverzahnung 13 durch die leicht unrund ovale, insbesondere elliptische Form des rotierenden Innenrings 17 an diskreten, insbesondere an zwei gegenüberliegenden Eingriffsstellen mit wenigen Zähnen in die Innenverzahnung 14 des Abtriebsrads 5 elastisch gedrückt. Auf diese Weise wird bei einer Umdrehung des Innenrings 17 eine Drehwinkelverstellung des Abtriebsrads 5 gegenüber dem Antriebsrad 1 und damit eine entsprechende Verstellung der Nockenwelle mit großer Untersetzung erreicht. Das Verstellmoment wird über die Innenverzahnung 3 des Antriebsrads 1 abgestützt und über die Außenverzahnung 13 des Zahnrings 12 mit großer Untersetzung auf das Abtriebsrads 5 übertragen. Hierdurch wird eine Drehwinkelverstellung des Abtriebsrads 5 gegenüber dem Antriebsrad 1 bzw. der Kurbelwelle und damit eine entsprechende Phasenlage der mit dem Abtriebsrad 5 drehfest verbindbaren Nockenwelle gegenüber dem Antriebsrad 1 erreicht. Auf diese Weise können die Steuerzeiten der durch die Nockenwelle ansteuerbaren Gaswechselventile der Brennkraftmaschine variabel eingestellt werden. Das Wellgetriebe dient dabei als Verstellgetriebe des elektrischen Nockenwellenverstellers. Die Kupplung 19, das Getriebe 4 mit dem Zahnring 12, das Antriebsrad 1, Abtriebsrad 5 und die Nockenwelle sind koaxial zu einer Mittelachse 22 angeordnet, die zugleich eine Drehachse bildet.The inner ring 17th is via a coupling indicated by two axial coupling pins 19th can be connected to an electric actuator (not shown) for transmitting an adjusting torque ( 2nd , 7 and 8th ). The coupling 19th is preferably designed as a so-called Oldham coupling, which enables axle offset compensation. Through the electric actuator is over the clutch 19th and the inner ring 17th an adjustment torque on the wave generator 15 of the wave gear transferable. At the same time the tooth ring 12 at the flexible toothing section of the external toothing 13 due to the slightly non-round oval, in particular elliptical shape of the rotating inner ring 17th at discrete, especially at two opposing points of engagement with few teeth in the internal toothing 14 of the driven wheel 5 pressed elastically. In this way, with one revolution of the Inner ring 17th an angle of rotation adjustment of the driven wheel 5 opposite the drive wheel 1 and thus achieved a corresponding adjustment of the camshaft with a large reduction. The adjustment torque is via the internal toothing 3rd of the drive wheel 1 supported and via the external teeth 13 of the toothed ring 12 with large reduction on the driven gear 5 transfer. As a result, a rotation angle adjustment of the driven wheel 5 opposite the drive wheel 1 or the crankshaft and thus a corresponding phase position with the driven gear 5 non-rotatably connectable camshaft relative to the drive wheel 1 reached. In this way, the control times of the gas exchange valves of the internal combustion engine which can be controlled by the camshaft can be set variably. The wave gear serves as an adjustment gear of the electric camshaft adjuster. The coupling 19th , The gear 4th with the gear ring 12 , the drive wheel 1 , Driven gear 5 and the camshaft are coaxial with a central axis 22 arranged, which also forms an axis of rotation.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Antriebsraddrive wheel
22nd: AußenverzahnungExternal teeth
33rd: InnenverzahnungInternal teeth
44th: Getriebetransmission
55: AbtriebsradOutput gear
66: NutGroove
77: Vorsprunghead Start
88th: Lagerflächestorage area
99: MontageöffnungAssembly opening
1010th: AnschlagelementStop element
1111: AnschlagflächeAbutment surface
1212: ZahnringGear ring
1313: AußenverzahnungExternal teeth
1414: InnenverzahnungInternal teeth
1515: WellgeneratorWave generator
1616: SicherungsringCirclip
1717th: InnenringInner ring
1818th: AußenringOuter ring
1919th: Kupplungclutch
2020th: DurchgangsbohrungThrough hole
2121st: Abschnittsection
2222: MittelachseCentral axis
2323: Lagerflächestorage area
2424th: Lagerflächestorage area
αα: VerstellbereichAdjustment range
SS: LuftspaltAir gap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102016216594 B3 [0002]

Claims

Electrical camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine, with a drive wheel (1) which can be driven with torque on an external toothing (2) and an output gear (5) for transmitting a torque to a camshaft of the internal combustion engine, the output gear (5) at least in sections in a groove (6) on the inside diameter of the drive wheel (1) rotatably engages radially and is axially supported therein, the rotation of the driven wheel (5) and drive wheel (1) in the groove (6) to a predetermined adjustment range (a) is limited.

Electric camshaft adjuster after Claim 1 characterized in that the driven gear (5) engages in the groove (6) with one or more radial projections (7) formed on the outer diameter, the projections (7) forming axial bearing surfaces (8) with which the driven gear (5) is axially supported in the groove (6).

Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 or 2nd , characterized in that the driven wheel (5) engages with at least one projection (7) formed on the outer diameter in the groove (6) on the drive wheel (1) and can be applied in this to stop elements arranged in both directions of rotation in order to limit the adjustment angle.

Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the inner diameter of the drive wheel (1) is provided with at least one axial mounting opening (9) which extends from an axial end face thereof to the groove (6) and which is in each case associated with a projection (7) on the driven wheel (5) and on which this can be axially inserted and rotated in the groove (6) with the respective projection (7) for mounting on the drive wheel (1).

Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 2 to 4th , characterized in that the stop elements (10) are designed as pins and are pressed into the axial through bores (20) which cut into the groove (6) on the drive wheel (1).

Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the drive wheel (1) is made in one piece and has an internal toothing (3) on the inside diameter for transmitting a torque.

Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the drive wheel (1) is mounted on the inner diameter with a radial bearing surface (23) on the outer diameter of the driven wheel (5), the radial bearing surface (23) and the groove (6) on the drive wheel (1) being directly coaxial are arranged one behind the other.

Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that an internal toothing (3) for transmitting a torque is formed on the inner diameter of the drive wheel (1), these and the groove (6) being arranged directly coaxially one behind the other.

Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 2 to 8th , characterized in that the driven wheel (5) forms an annular radial bearing surface (24) on the outer diameter, on which the drive wheel (1) with the inner diameter is mounted radially, the bearing surface (24) and the protrusion (s) on Output gear (5) are arranged directly coaxially one behind the other.

Method for assembling an electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine, with a drive wheel (1) which can be driven with a torque on an external toothing (2) and an output gear (5) for transmitting a torque to a camshaft of the internal combustion engine, characterized that the driven wheel (5) with one or more radial projections (7) formed on the outer diameter is inserted into corresponding axial mounting openings (9) on the inner diameter of the drive wheel (1) into a radial groove (6) arranged thereon and rotated therein until at least one projection (7) at least partially comes out of the area of the respective assembly opening (9) and is axially supported in the groove (6) on the drive wheel (1).