DE19644721C2

DE19644721C2 - Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19644721C2
Application number: DE1996144721
Authority: DE
Inventors: Hans-Christian Dipl Ing Peter
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: DE19644721A1

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 gattungsbildend aus der DE 195 02 496 A1 vorbekannt. Bei deren Anschlußkonsole zur Zuleitung von Hydraulikmittel zur Vorrichtung kann im Nahtbereich zwischen deren drei Nasen und einem Absatz eines nockenwellenfesten Ringteiles aufgrund von Zentrierungspoblemen eine erschwerte Freigängigkeit, d. h. Drehbeweglichkeit des letztgenannten Bauteils gegenüber den Nasen der Anschlußkonsole, auftreten.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, die eine einfache Zentrierung einer Anschlußkonsole zur Zuführung von Hydraulikmittel mit ihren Nasen gegenüber einem nockenwellenfesten Bauteil unter Gewährleistung einer sicheren und verschleißarmen Relativbeweglichkeit des nockenwellenfesten Bauteils gegenüber der Anschlußkonsole realisiert.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruchs gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung Gegenstand der Unteransprüche sind.

Dadurch, daß die Innenmäntel der Nasen nach der Erfindung nur noch eine extrem geringe Kontaktfläche zum Absatz des Ringteiles aufweisen sowie wahlweise das Toleranzfeld eingeschränkt wurde, ist eine wesentlich gegenüber dem bisherigen Stand der Technik verbesserte Zentrierung der Anschlußkonsole gegenüber dem Ringteil geschaffen. Das Ringteil bleibt auch nach erfolgter Montage der Anschlußkonsole extrem leicht gegenüber deren Nasen relativbe weglich bzw. schleift sich ein geringster Überstand der Nasen unmittelbar nach dem Erstbetrieb der Vorrichtung sofort ab. Zur Schaffung der genannten gerin gen Anlagefläche soll dabei der Absatz des Ringteiles in etwa konusförmig oder ähnlich ausgebildet sein. Vorgeschlagen ist hierbei auch eine zahn- bzw. zahnähnliche Geometrie der Nasen. Auch das eingangs genannte außermittige Befestigen der Anschlußkonsole an der Wandung des Zylinderkopfes wirkt sich nicht mehr nachteilig auf die freie Drehbeweglichkeit des Ringteils gegenüber der Anschlußkonsole aus.

Als äußerst sichere Zentrierung der Nasen ist es vorgeschlagen, am Innenmantel der Anschlußkonsole drei derartige Bauteile zu applizieren, wobei ein Nei gungswinkel deren Konusfläche sich im Bereich von 10°-15° bewegt.

Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Vorrichtung im vorbetrachteten Bereich ist es vorgeschlagen, einen Innenmantel der Nasen bzw. den Absatz des Ringteiles mit einer aufgetragenen Verschleißschutzschicht bzw. mit einer durch anodische Oxydation oder einem ähnlichen Verfahren geschaffenen Schutz schicht zu versehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zweckmäßigerweise wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit Anschlußkon sole;

Fig. 2 eine Seitenansicht nach Fig. 1 mit umfangsverteilten Nasen und

Fig. 3 in ihren Teilen a) bis t) die vergrößert dargestellte Einzelheit III der Anschlußkonsole nach Fig. 1 mit Darstellungen einer speziellen Ausbildung eines Außenmantels ihres Absatzes.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Verändern der Öffnungs- und Schließzei ten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, wie sie von ihrem prinzipiellen Aufbau her der Fachwelt bekannt ist. Die Vorrichtung 1 weist ein Antriebsrad 2 auf, das radial innen mit einem konzentrischen Antriebselement 3 verbunden ist. Das Antriebselement 3 besitzt hier eine innenliegende und schräg ausgeführte erste Verzahnung 4, welche mit einem komplementären verzahnten Abschnitt 5 eines über hydraulisches Mittel axial verschiebbaren Verstellkolbens 6 in Eingriff ist. Der Verstellkolben 6 wiederum besitzt einen weiteren schrägverzahnten und innenliegenden Abschnitt 7, welcher wiederum in Eingriff ist mit einer außenliegenden Verzahnung 8 eines mit einer nicht dargestellten Nockenwelle drehfest verbundenen Abtriebselements 9.

Der Verstellkolben 6 besitzt beidseitige Stirnseiten 10, 11. Diese begrenzen in Axialrichtung je eine Druckkammer 13, 14 für das Hydraulikmittel. Radial nach außen ist die Vorrichtung 1 im Bereich des Verstellkolbens 6 durch ein hohl zylindrisches Gehäuse 15 verschlossen, welches hier drehfest mit dem Antriebs rad 2 und dem Antriebselement 3 verbunden ist. Eine Axialverschiebung des Verstellkolbens 6 in eine seiner Richtungen über über hydraulisches Mittel bewirkt über die Verzahnungen 4, 8 bzw. Abschnitte 5, 7 eine Relativverdre hung von Antriebselement 3 mit Antriebsrad 2 zum Abtriebselement 9 mit nicht dargestellter Nockenwelle.

Axial dem Abtriebselement 9 vorgelagert und mit diesem ebenfalls und somit mit der Nockenwelle verdrehfest verbunden ist ein konzentrisches Ringteil 16. Dieses Ringteil 16 dient zur Weiterleitung von Hydraulikmittel, ausgehend von einer Bohrung 17 mit Druckmittelanschluß 33 einer Anschlußkonsole 18 zur Zuleitung des Hydraulikmittels. Das Ringteil 16 ist, wie der Fig. 1 des weiteren entnehmbar ist, gegenüber einer Wandung 19 des Zylinderkopfes 32 verdrehbe weglich gelagert.

Die Anschlußkonsole 18 ist, wie aus Fig. 2 näher hervorgeht, über Schraub mittel 20 an einer Stirnseite 21 der Wandung 19 befestigt. Zur Zentrierung der Anschlußkonsole 18 gegenüber dem Ringteil 16 und somit gegenüber der nicht dargestellten Nockenwelle erstrecken sich von einer Stirnseite 22 der Anschluß konsole 18 radial nach innen auf einen Außenmantel 23 eines stirnseitigen Absatzes 24 des Ringteils 16 umfangsverteilt drei Nasen 25 (siehe auch Fig. 2) mit ihren Innenmänteln 26.

Nach der Erfindung soll dabei zwischen den Innenmänteln 26 und dem Außen mantel 23 eine extrem geringe Kontaktfläche geschaffen werden, so daß gleich zeitig eine hervorragende Zentrierung der Anschlußkonsole 18 gegenüber der Nockenwelle und eine hervorragende Drehbeweglichkeit des Ringteils 16 gegenüber der Anschlußkonsole 18 vorliegt. Diese geringe Kontaktfläche wird vorteilhaft dadurch erzielt, daß der Außenmantel 23 des Absatzes 24 des Ringteiles 16 als Konus 27 ausgebildet ist (siehe auch Fig. 3i-l, 3t). Der Konus 27 kann nach einer bevorzugten Variante der Erfindung so ausgestaltet sein, daß er sich von Bohrungsbeginn zu Bohrungsende in seinem Durchmesser vergrößert. Auch kann ein axialer Anfangs- bzw. Endabschnitt 28, 29 des Konus 27 als koaxialer Ring 30 hergestellt sein. Sehr gute Laufeigenschaften weist dabei die gesamte Vorrichtung 1 auf, wenn der Konus 27 einen Neigungs winkel α von etwa 10°-15° besitzt.

Auch können zumindest die Kontaktflächen 23, 26 mit einer aufgetragenen Verschleißschutzschicht, wie in den Vorteilsangaben zu den Ansprüchen näher konkretisiert, versehen sein.

Zur Verringerung der Berührungsfläche im Bereich der Innenmäntel 26 der Nasen 25 gegenüber dem Außenmantel 23 des Absatzes 24 gehen aus Fig. 3 weitere Gestaltungsvarianten dieser Kontaktfläche hervor. Daher kann nach den Fig. 3a), 3c) dieser Außenmantel 23 eine Rechteckform besitzen. Auch sind nach den Fig. 3d)-h) sowie 3m)-s) Zahngeometrien vorgeschlagen.

Aus Fig. 2 kann der Fachmann zusätzlich entnehmen, daß die Anschluß konsole 18 einteilig mit einem Ventilgehäuse 31 für ein Schaltventil verbunden ist. Dieses Schaltventil innerhalb des Ventilgehäuses 31 wird somit mit der gesamten Anschlußkonsole 18 innerhalb der Wandung 19 des Zylinderkopfes 32 montiert.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Antriebsrad

3

Antriebselement

4

Verzahnung

5

Abschnitt

6

Verstellkolben

7

Abschnitt

8

Verzahnung

9

Abtriebselement

10

Stirnseite

11

Stirnseite

13

Druckkammer

14

Druckkammer

15

Gehäuse

16

Ringteil

17

Bohrung

18

Anschlußkonsole

19

Wandung

20

Schraubmittel

21

Stirnseite

22

Stirnseite

23

Außenmantel, Kontaktfläche

24

Absatz

25

Nase

26

Innenmantel, Kontaktfläche

27

Konus

28

Anfangsabschnitt

29

Endabschnitt

30

Ring

31

Ventilgehäuse

32

Zylinderkopf

33

Druckmittelanschluß

34

Druckmittelanschluß

Claims

1. Vorrichtung (1) zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine, wobei die Vorichtung (1) innerhalb eines Steuertriebs von zumindest einer in einem Zylinderkopf (32) gelagerten Nockenwelle, vorzugsweise an einem mit der Nockenwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad (2), angeordnet ist und einen über ein hydraulisches Mittel axial verschiebbaren Verstellkolben (6) aufweist, der mit zwei, bevorzugt gegenläufig, schrägverzahnten Abschnitten (5, 7) versehen ist, von denen der erste Abschnitt (5) mit einer korrespondie renden Verzahnung (4) eines mit dem Antriebsrad (2) verbundenen Antriebs elements (3) und der zweite Abschnitt (7) mit einer Verzahnung (8) eines mit der Nockenwelle drehfest verbundenen Abtriebselements (9) kommuniziert, wobei die Nockenwelle an ihrem der Vorrichtung (1) zugewandten Endbereich von einer Anschlußkonsole (18) mit wenigstens einem Druckmittelanschluß (33, 34) für Hydraulikmittel zur Beaufschlagung des Verstellkolbens (6) mittelbar um schlossen ist, welche Anschlußkonsole (18) innerhalb ihrer Bohrung (17) un mittelbar ein mit der Nockenwelle drehfest verbundenes und sich in Richtung zur Vorrichtung (1) erstreckendes Ringteil (16) zur Weiterleitung des Hydraulik mittels aufweist und wobei sich von der Bohrung (17) der Anschlußkonsole (18) radial nach innen umfangsverteilte Nasen (25) erstrecken, welche mit ihrem Innenmantel (26) auf einem Außenmantel (23) eines stirnseitigen Absatzes (24) des Ringteiles (16) verlaufen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenmäntel (26) der Nasen (25) lediglich mit einem geringen Bereich ihrer axialen Erstreckung am Absatz (24) des Ringteiles (16) anliegen und/oder
daß zwischen den Innenmänteln (26) der Nasen (25) und dem Außenmantel (23) des Absatzes (24) eine radiale Freigängigkeit(s) von etwa 0,1 mm bis 0,25 mm vorhanden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei umfangs verteilte Nasen (25) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmäntel (26) der Nasen (25) als zur Nockenwelle koaxiale Ringabschnitte hergestellt sind, wobei der Außenmantel (23) des Absatzes (24) als Konus (27) bzw. konus ähnlich gefertigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus (27) einen Neigungswinkel (α) von etwa 10° bis 15° aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen mantel (23) des Absatzes (24) eine zahnförmige bzw. zahnähnliche Geometrie besitzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein axialer Anfangs- bzw. Endabschnitt (28 bzw. 29) des Konus (27) als zur Nockenwelle koaxialer Ring (30) hergestellt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Innenmäntel (26) der Nasen (25) bzw. die Nasen (25) und/oder der Absatz (24) des Ringteiles (16) mit einer aufgetragenen Verschleißschutzschicht bzw. mit einer durch anodische Oxydation erzielten Schicht versehen sind.