DE19602704A1

DE19602704A1 - Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19602704A1
Application number: DE1996102704
Authority: DE
Inventors: Dieter Goppelt
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-07-31
Also published as: WO1997027384A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 40 24 057 vor bekannt. Deren Antriebsrad ist über eine aufwendige und teure Schweißver bindung mit einem nachfolgenden Antriebselement verbunden. Außerdem tritt im Schweißbereich während des Schweißvorgangs eine Erwärmung und Gefüge veränderung am angrenzenden Material auf. Diese kann zu unerwünschten Form- und Festigkeitsabweichungen führen. Zum anderen ist festzustellen, daß gegebenenfalls auftretende Schweißspritzer aufwendig zu beseitigen sind.

Zugleich ist der Fachwelt aus der GB-OS 22 29 514 eine weitere Vorrichtung mit einem Antriebsrad bekannt, welches einen relativ komplizierten einteiligen Aufbau aufweist und radial innen an einem zugehörigen Axialansatz eine erste Verzahnung für den Eingriff einer komplementären Gegenverzahnung eines Verstellkolbens besitzt.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei der die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und insbesondere mit einfachen Mitteln eine kostengünstige und sichere Befestigung ihres An triebsrades auf dem nachfolgenden vorrichtungsseitigen Bauteil geschaffen ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfin dung Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10 sind.

Durch die erfindungsgemäßen zahnähnlichen Abschnitte, die bevorzugt von der Bohrung des Antriebsrades ausgehen sollen, ist eine sichere Lagefixierung dieses in Umfangsrichtung geschaffen. Die Herstellungskosten für eine derartige Fixierung erweisen sich deutlich geringer als die über eine Schweißverbindung. Zusätzlich erfolgt keine Gefügeumwandlung mit evtl. auftretendem nachteiligen Verzug im Schweißbereich. Vorteilhaft sind die Verzahnabschnitte rändelartig ausgeführt und gleichmäßig umfangsverteilt angeordnet.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform der Erfindung ist es auch vor gesehen, die Abschnitte segmentartig am Umfang der Bohrung zu positionieren, wobei dann zwischen den "freien" Bereichen Verstemmungen vorgesehen sein können. Diese Verstemmungen dienen in einfacher Art und Weise einer axialen Lagesicherung des Antriebsrades. Denkbar und vorgesehen sind an dieser Stelle eine Vielzahl von geometrischen Ausbildungen der zahnähnlichen Abschnitte, wobei lediglich sichergestellt sein muß, daß diese sich ausreichend fest in ihrem entsprechenden Untergrund eingraben.

Aus einer weiteren Konkretisierung der Erfindung geht es hervor, das Antriebs rad über einen zusätzlichen Axialansatz gegenüber dem vorrichtungsseitigen Bauteil zu zentrieren. Diese Maßnahme sichert eine exakte konzentrische Zuordnung des Antriebsrades zur Nockenwellenachse.

Die Vorrichtung kann auch mit zumindest einem weiteren Antriebsrad versehen sein, an dem ebenfalls die erfindungsgemäßen Maßnahmen realisiert sind. Die Drehbewegung dieses Antriebsrades kann beispielsweise über ein weiteres Zugmittel einer weiteren Nockenwelle zugeordnet werden, die zur Beaufschla gung von entgegengesetzt zur ersten Nockenwelle wirkenden Gaswechselventi len dient. Auch bezieht sich die Erfindung auf Lösungen zur Befestigung von steuertriebsseitigen Zwischen- oder Spannrädern. Zugleich ist vom Schutzum fang dieser Erfindung auch eine Lösung mit eingeschlossen, bei der die Vor richtung nicht unmittelbar den Nockenwellen zugeordnet ist, sondern an einer Zwischenwelle appliziert ist bzw. unmittelbar auf der Kurbelwelle befestigt ist.

Die Verstemmungen zur axialen Lagefixierung des Antriebsrades verlaufen, wie oben genannt, vorteilhaft in Umfangsrichtung gesehen außerhalb der verzahnten Abschnitte, um ausreichend Material zur Lagefixierung zur Verfügung zu haben. Auch ist es vorgesehen, das Antriebsrad über eine radial nach außen gerichtete Umbördelung des vorrichtungsseitigen Bauteils in zumindest eine Axialrichtung zu fixieren. In die weitere Axialrichtung kann das Antriebsrad nach der Erfin dung beispielsweise an einem Ringabsatz des Bauteils anliegen. Das Bauteil ist hierzu gestuft ausgebildet.

Auch ist es vorgeschlagen, daß zumindest die verzahnten Abschnitte des jewei ligen Elements eine größere Härte aufweisen, als das diesen gegenüberliegende Material. Hierzu sollen diese verzahnten Abschnitte durch ein Oberflächenhär teverfahren wie Induktionshärten beaufschlagt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zweckmäßigerweise ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Antriebsrad im Bereich seiner verzahnten Abschnitte und

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht nach Fig. 2, jedoch mit zusätzlichen Verstemmungen des Antriebsrades.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Verändern der Steuerzeiten einer Brenn kraftmaschine. Diese Vorrichtung 1 weist ein von einem nicht dargestellten Zugmittel beaufschlagtes Antriebsrad 2 auf. Das Antriebsrad 2 ist gegenüber einem vorrichtungsseitigen Bauteil 3 (hier als Gehäuse ausgebildet) über im nächsten Absatz beschriebene Maßnahmen befestigt. Innerhalb der Vorrichtung 1 verläuft ein axial hydraulisch verschiebbarer Verstellkolben 4. Dieser Verstell kolben 4 weist beidseitig schrägverzahnte Abschnitte 5, 6 auf und kann über an seinen Stirnseiten 7, 8 anliegendes Hydraulikmittel verschoben werden. Der Abschnitt 6 kommuniziert dabei mit einer komplementären Verzahnung 9 eines Antriebselements 10, welches mit dem Bauteil 3 verbunden ist. Der Abschnitt 5 wiederum kämmt mit einer Verzahnung 11 eines Abtriebselements 12. Das Abtriebselement 12 ist in nicht dargestellter Art und Weise der Nockenwelle zugeordnet. Wie der Fachmann sich Fig. 1 zusätzlich entnehmen kann, ist auf dem Bauteil 3 ein weiteres Antriebsrad 13 befestigt. Dieses dient einer Weiter leitung der dem Antriebsrad 2 übermittelten Drehbewegung an eine weitere Nockenwelle des Steuertriebs.

Zur kostengünstigen und sicheren Lagefixierung ist es nun nach der Erfindung vorgeschlagen, eine Bohrung 14 des Antriebsrades 2 (siehe auch Fig. 2 und 3) mit zahnähnlichen Abschnitten 15 zu versehen. Diese Abschnitte 15 graben sich bei der notwendigen Befestigung des Antriebsrades 2 auf dem Bauteil 3 (hier als Gehäuse ausgebildet) in dessen Außenmantelfläche 16 ein, so daß das Antriebsrad 2 ausreichend drehfest mit dem Bauteil 3 verbunden ist. Auf die bisher beim Stand der Technik ausgeführten aufwendigen Schweiß- bzw. Preßverbindungen bzw. auch einteiligen Ausführungen des Antriebsrades mit nachfolgenden Funktionsteilen kann durch die Erfindung verzichtet werden. Vorteilhaft sind dabei die verzahnten Abschnitte 15 rändelartig ausgebildet.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, können diese Abschnitte 15 auch segmentartig, d. h. abschnittsweise in der Bohrung 14 des Antriebsrades 2 verlaufen. Bevorzugt außerhalb dieser Segmente sind dabei Verstemmungen 18 im Bereich einer Ringfläche 19, zwischen Antriebsrad 2 und Bauteil 3, vorgesehen.

Zusätzlich ist in Fig. 1 gezeigt, daß das Antriebsrad 2 einen radial innen liegenden Axialansatz 20 aufweisen kann, über dessen Bohrung 21 das An triebsrad 2 auf der Außenmantelfläche 16 des Bauteils 3 zentriert ist. Alternativ hierzu ist es denkbar, das Antriebsrad 2 durch eine Umbördelung 22 (hier am weiteren Antriebsrad 13 dargestellt) in Axialrichtung zu fixieren. Zur Bildung eines Anschlags in die weitere Axialrichtung ist das Bauteil 3 vorteilhaft gestuft ausgebildet, wodurch das Antriebsrad 2 mit seiner einen Stirnfläche 23 an einem Ringabsatz 24 des Bauteils 3 anliegt.

Das Bauteil 3 dient bei der hier offenbarten Vorrichtung 1 nicht nur der Befesti gung des Antriebsrads 2, sondern ist gleichzeitig als Gehäuse für die gesamte Vorrichtung 1 ausgebildet. Somit begrenzt diese Gehäuse radial nach außen Druckräume 25, 26 für Hydraulikmittel zur Beaufschlagung des Verstellkolbens 4.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung
2 Antriebsrad
3 Bauteil
4 Verstellkolben
5 Abschnitt
6 Abschnitt
7 Stirnseite
8 Stirnseite
9 Verzahnung
10 Antriebselement
11 Verzahnung
12 Abtriebselement
13 Antriebsrad
14 Bohrung
15 Abschnitt
16 Außenmantelfläche
17 Kopfbereich
18 Verstemmung
19 Ringfläche
20 Axialansatz
21 Bohrung
22 Umbördelung
23 Stirnfläche
24 Ringabsatz
25 Druckraum
26 Druckraum
27 Stirnfläche

Claims

1. Vorrichtung (1) zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine, die innerhalb eines Steuertriebs von zumindest einer Nockenwelle angeordnet ist, welche Nockenwelle wenigstens ein von einem Zugmittel beaufschlagtes Antriebsrad (2, 13) aufweist, das gegenüber einem vorrichtungsseitigen Bauteil (3) mit seiner Bohrung (14) befestigt ist, wobei die Vorrichtung (1) einen axial verschiebbaren Verstellkolben (4) umfaßt, der während einer Längsbewegung mittels verzahnter Abschnitte (5, 6) das Antriebsrad (2) gegenüber der Nocken welle verdreht, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (14) des Antriebs rades (2, 13) bzw. eine Außenmantelfläche (16) des Bauteils (3) zumindest an einem Teilabschnitt des Umfangs radial in Verbindungsrichtung ragende zahn ähnliche Abschnitte (15) aufweist, welche mit ihren Kopfbereichen (17) im jeweils gegenüberliegenden Element (3 oder 2) verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (15) rändelartig hergestellt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (15) segmentartig am Umfang der Bohrung (14) bzw. Außenmantelfläche (16) verteilt vorliegen (Fig. 3).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (2) in Axialrichtung gesehen hinter der Bohrung (14) in einen Axialansatz (20) übergeht, über dessen Bohrung (21) das Antriebsrad (2) auf der Außenmantel fläche (16) des Bauteils (3) eine Zentrierung erfährt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß stirnsei tig des Antriebsrades (2), im Bereich einer zwischen der Bohrung (14) des Antriebsrades (2) und der Außenmantelfläche (16) des Bauteils (3) verlaufenden Ringfläche (19), zumindest eine Verstemmung (18) appliziert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstem mung (18) in Umfangsrichtung gesehen außerhalb der Abschnitte (15) verläuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (2 oder 13) an zumindest einer Stirnfläche (23) oder (27) durch eine Umbörde lung (22) des Bauteils (3) lagefixiert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Ab schnitte (15) aufweisende Element (Antriebsrad 2 oder Bauteil 3) eine größere Oberflächenhärte im Bereich der Abschnitte (15) aufweist, als das jeweils gegen überliegende Elemente (Bauteil 3 oder Antriebsrad 2).

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen mantelfläche (16) des Bauteils (3) gestuft ausgebildet ist, wobei das Antriebsrad (2 oder 13) mit einer seiner Stirnflächen (23 oder 27) an einem Ringabsatz (24) des Bauteils (3) in Axialrichtung anliegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (3) als die Vorrichtung (1) radial nach außen begrenzendes Gehäuse ausgebildet ist.