EP1802850B1

EP1802850B1 - Lifelong-lubricated camshaft drive for an internal combustion engine

Info

Publication number: EP1802850B1
Application number: EP05787247A
Authority: EP
Inventors: Jens Schäfer; Martin Steigerwald; Andreas THÖLKE
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: DE102004051423A1; EP1802850A1; KR20070068392A; US20080047513A1; US7703427B2; DE502005009918D1; WO2006045389A1; CN101048575A; JP2008517207A; CN101048575B

Description

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellentrieb für eine Brennkraftmaschine mit einem Nockenwellenversteller.The invention relates to a camshaft drive for an internal combustion engine with a camshaft adjuster.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Aus der DE 689 04 842 T2 ist ein Nockenwellentrieb zum Verstellen und Fixieren der relativen Drehwinkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mittels eines Nockenwellenverstellers bekannt. Der Nockenwellenversteller weist ein Gehäuse auf, welches auf seiner Mantelfläche eine Riemenscheibe trägt. Das Gehäuse des Nockenwellenverstellers ist durch einen Stirndeckel auf der einer Nockenwelle gegenüberliegenden Stirnseite hermetisch und luftdicht verschlossen. Der Nockenwellenversteller wird über eine Motor-Ölpumpe aus einer Ölwanne mit einem Fluid versorgt, welches als Arbeitsfluid dient und Schmiereigenschaften übernimmt.From the DE 689 04 842 T2 is a camshaft drive for adjusting and fixing the relative angular position of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine by means of a camshaft adjuster known. The camshaft adjuster has a housing which carries a pulley on its lateral surface. The housing of the camshaft adjuster is hermetically and airtightly closed by a front cover on the front side opposite a camshaft. The camshaft phaser is supplied via an engine oil pump from an oil pan with a fluid which serves as a working fluid and takes over lubricating properties.

Aus der DE 102 48 355 A1 ist ein Nockenwellenversteller bekannt, welcher ein als Dreiwellengetriebe ausgebildetes Verstellgetriebe mit einem Doppelexzenter aufweist. Der Nockenwellentrieb weist in diesem Fall als Zugmittel eine Zahnkette auf. Der Nockenwellenversteller ist in einen Zylinderkopf integriert. Auch ein Stellantrieb ist unter Abdichtung in den Zylinderkopf integriert. Relativ zueinander bewegte Kontaktflächen von Bauteilen des Nockenwellenverstellers und Wälzlager werden über in dem Zylinderkopf vorhandenes Schmiermittel geschmiert.From the DE 102 48 355 A1 a camshaft adjuster is known, which has a trained as a three-shaft gear adjusting with a double eccentric. In this case, the camshaft drive has a toothed chain as traction means. The camshaft adjuster is integrated in a cylinder head. Also, an actuator is integrated with sealing in the cylinder head. Relative to each other moving contact surfaces of components of the camshaft adjuster and bearings are lubricated via existing in the cylinder head lubricant.

Ebenfalls der Nockenwellenversteller entsprechend der DE 100 38 354 C2 , welcher ein Taumelscheibengetriebe beinhaltet, ist über eine Zahnkette angetrieben und in einen Zylinderkopf integriert, so dass eine Schmierung über im Zylinderkopf vorhandenes Schmiermittel erfolgt.Also the camshaft adjuster according to DE 100 38 354 C2 . which includes a swash plate gear is driven via a toothed chain and integrated into a cylinder head, so that lubrication takes place via existing in the cylinder head lubricant.

Weiterer Stand der Technik ist aus US 6,799,544 B1 , US 5,680,837 A und EP 0 488 158 B1 bekannt.Further prior art is out US 6,799,544 B1 . US 5,680,837 A and EP 0 488 158 B1 known.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nockenwellentrieb vorzuschlagen, für welchen eine Schmierung des Nockenwellenverstellers auf einfach Weise und für große Betriebsdauern ermöglicht ist.The invention has for its object to propose a camshaft drive, for which lubrication of the camshaft adjuster is made possible in a simple manner and for long periods of operation.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Nockenwellentriebes sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 definiert.According to the invention the object is solved by the features of independent claim 1. Further embodiments of a camshaft drive according to the invention are defined in the dependent claims 2 to 7.

Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller weist eine Lebensdauerschmierung auf. Eine derartige Lebensdauerschmierung wird, bspw. mit einer Herstellung des Nockenwellenverstellers, einmal in den Nockenwellenversteller eingebracht und muss nicht innerhalb vorgegebener Wartungsintervalle erneuert werden, sondern stellt eine ausreichende Schmierung für eine vorbestimmte Lebensdauer des Nockenwellenverstellers oder der Brennkraftmaschine bereit. Bei der Lebensdauerschmierung handelt es sich um ein hierfür geeignet ausgewähltes beliebiges Schmiermittel, insbesondere ein Fett oder ein Öl.The camshaft adjuster according to the invention has a lifetime lubrication. Such lifetime lubrication is introduced, for example. With a production of the camshaft adjuster once in the camshaft adjuster and need not be renewed within predetermined maintenance intervals, but provides sufficient lubrication for a predetermined life of the camshaft adjuster or the internal combustion engine ready. Lifetime lubrication is a suitable lubricant selected for this purpose, in particular a grease or an oil.

Ein Entweichen der Lebensdauerschmierung aus dem Nockenwellenversteller, welches kurz- oder langfristig zu einer Beeinträchtigung der Funktion des Nockenwellenverstellers führen würde, wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, dass der Nockenwellenversteller ein gegenüber der Umgebung abgedichtetes Gehäuse aufweist, in welchem die Lebensdauerschmierung angeordnet ist. Unter Abdichtung wird in diesem Sinne jedwede Abdichtung verstanden, welche ausreichend ist, um das Schmiermittel an einem Austreten aus dem Gehäuse zu hindern. Die geeigneten Maßnahmen zur Abdichtung des Gehäuses sind hierbei an die Viskosität des Schmiermittels anzupassen. Zusätzlich kann über das abgedichtete Gehäuse vermieden werden, dass in den Nockenwellenversteller Fremdkörper wie Schmutzpartikel eintreten können.An escape of the lifetime lubrication from the camshaft adjuster, which would in the short or long term lead to an impairment of the function of the camshaft adjuster, is inventively avoided in that the camshaft adjuster has a relative to the environment sealed housing in which the lifetime lubrication is arranged. Under sealing is understood in this sense any seal, which is sufficient to prevent the lubricant from escaping from the housing. The appropriate measures for sealing the housing are in this case adapted to the viscosity of the lubricant. In addition, it can be avoided via the sealed housing that foreign bodies such as dirt particles can enter the camshaft adjuster.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, dass mit dem dichten Gehäuse und der Lebensdauerschmierung die Notwendigkeit einer Verbindung des Gehäuses mit weiteren Schmiermittelkreisläufen entfällt. Vielmehr stellt der Nockenwellenversteller hinsichtlich der Schmierung ein separates und autonomes Bauteil dar. Dieses hat Vorteile für eine Montage und Demontage des Nockenwellenverstellers, da etwaigen Anschlüssen an weitere Schmiermittelkreisläufe keine Rechnung getragen werden muss. Als weiterer Vorteil ist zu nennen, dass bei einem Einbrechen, bei einer Veränderung oder bei einer Kontaminierung eines Schmiermittelkreislaufs dieses bei erfindungsgemäßer Ausbildung keine Rückwirkungen auf eine Funktion des Nockenwellenverstellers hat. Umgekehrt bedeutet dies, dass etwaige Beeinträchtigungen der Funktion des Nockenwellenverstellers, welche zu einer Verunreinigung des Schmiermittels des Nockenwellenverstellers führen, nicht zu einer Beeinträchtigung eines anderen Schmiermittelkreislaufs führen können. Hierdurch können große Folgeschäden, beispielsweise im Bereich des Zylinderkopfes, vermieden werden.A significant advantage of the invention is that with the sealed housing and the lifetime lubrication eliminates the need for a connection of the housing with other lubricant circuits. Rather, the camshaft adjuster is a separate and autonomous component in terms of lubrication. This has advantages for assembly and disassembly of the camshaft adjuster, since any connections to other lubricant circuits do not have to be taken into account. A further advantage is that with a collapse, with a change or with a contamination of a lubricant circuit this has no repercussions on a function of the camshaft adjuster in the inventive design. Conversely, this means that any impairment of the function of the camshaft adjuster, which lead to contamination of the lubricant of the camshaft adjuster, can not lead to impairment of another lubricant circuit. As a result, large consequential damage, for example in the area of the cylinder head, can be avoided.

Weiterhin wird es erfindungsgemäß ermöglicht, dass der Nockenwellenversteller nicht in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet ist, sondern außerhalb desselben angeordnet werden kann. Hierdurch ergeben sich erweiterte konstruktive Möglichkeiten. Beispielsweise kann ein derartiger Nockenwellenversteller nun im Zusammenhang mit einem Riementrieb verwendet werden.Furthermore, it is inventively possible that the camshaft adjuster is not arranged in a cylinder head of the internal combustion engine, but can be arranged outside thereof. This results in extended design possibilities. For example, such a phaser can now be used in conjunction with a belt drive.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Nockenwellentriebs weist das Gehäuse einen zumindest einseitig offenen Innenraum auf. Mittels eines derartigen Gehäuses ist über die zumindest eine offene Seite der Innenraum für eine Montage und/oder Demontage gut zugänglich. Im Betrieb erfolgt eine Abdichtung mit einem Dichtdeckel, welcher das Gehäuse nach außen verschließt.According to a development of the camshaft drive according to the invention, the housing has an interior that is open at least on one side. By means of such a housing is easily accessible via the at least one open side of the interior for assembly and / or disassembly. In operation, a seal with a sealing lid, which closes the housing to the outside.

Bei einem derartigen Dichtdeckel handelt es sich insbesondere um einen eingepressten oder eingeclipsten Dichtdeckel. Der Dichtdeckel kann hierbei lediglich eine Dichtfunktion an einer oder mehreren Dichtstellen erfüllen, so dass dieser mit geringen Wandstärken oder biegeweich ausgeführt werden kann. Alternativ kann ein derartiger Dichtdeckel neben der Funktion der Abdichtung weitere Funktionen erfüllen, beispielsweise einer Abstützung von Bauteilen des Nockenwellenverstellers dienen.Such a sealing cover is in particular a pressed-in or clipped-in sealing cover. The sealing cover here can only fulfill a sealing function at one or more sealing points, so that it can be performed with low wall thickness or bend soft. Alternatively, such a sealing lid in addition to the function of the seal perform other functions, for example, serve a support of components of the camshaft adjuster.

Zur Gewährleistung der Abdichtung kommen jedwede hierfür bekannten Bauteile in Betracht. Insbesondere handelt es sich hierbei um einen O-Ring, eine Labyrinth-Dichtung, eine Spaltdichtung und/oder einen Radialwellendichtring. Mittels derartiger Dichtmaßnahmen kann sowohl zwischen ruhenden Bauteilen wie beispielsweise dem Gehäuse und einem Dichtdeckel als auch zwischen relativ zueinander bewegten Bauteilen eine hinreichende Dichtfunktion gewährleistet werden. Die Auswahl einer geeigneten Dichtmaßnahme erfolgt entsprechend den auftretenden Relativgeschwindigkeiten, der Viskosität eines Schmiermittels und der Dichtstelle. Beispielsweise sind für Dichtstellen im Umgebungsbereich von rotierenden Bauteilen infolge von auf das Schmiermittel ausgeübten Zentrifugalkräften unter Umständen geringere Dichtanforderungen zu stellen als bei Dichtstellen zwischen Bauteilen, die nicht relativ zueinander bewegt werden.To ensure the seal come any known components for this purpose. In particular, this is an O-ring, a labyrinth seal, a gap seal and / or a radial shaft seal. By means of such sealing measures can be ensured both between resting components such as the housing and a sealing cover as well as between relatively moving components, a sufficient sealing function. The selection of a suitable sealing measure takes place according to the occurring relative speeds, the viscosity of a lubricant and the sealing point. For example, for sealing points in the surrounding area of rotating components as a result of centrifugal forces exerted on the lubricant under certain circumstances lower sealing requirements to make than at sealing points between components that are not moved relative to each other.

Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung tritt eine Nockenwelle unter Abdichtung aus einem Zylinderkopf mit einem Endbereich heraus. Durch diese Abdichtung kann der Nockenwellenversteller separat vom Zylinderkopf ausgebildet sein. Das Gehäuse des Nockenwellenverstellers ist auf der dem Zylinderkopf zugewandten Seite gegenüber dem Zylinderkopf, dem Endbereich der Nockenwelle oder einem mit der Nockenwelle rotierenden Bauteil abgedichtet. Hierdurch wird gewährleistet, dass aus dem Gehäuse des Nockenwellenverstellers in Richtung des Zylinderkopfes kein Schmiermittel austreten kann und keine Fremdkörper in das Gehäuse eintreten können. Für den Fall, dass die Nockenwelle drehfest mit einem rotierenden, aus dem Gehäuse des Nockenwellenverstellers auskragenden Bauteil des Nockenwellenverstellers verbindbar ist, ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse des Nockenwellenverstellers gegenüber diesem Bauteil abgedichtet ist. In einem derartigen Fall erfolgt eine separate Abdichtung der Nockenwelle, beispielsweise gegenüber dem Zylinderkopf. In diesem Fall ist der Nockenwellenversteller auf der dem Zylinderkopf zugewandten Seite auch für eine Demontage der Nockenwelle abgedichtet. Ebenfalls die Nockenwelle ist unabhängig von der Montage des Nockenwellenverstellers gegenüber dem Zylinderkopf nach außen abgedichtet. Auf der dem Zylinderkopf abgewandten Seite ist das Gehäuse des Nockenwellenverstellers gegenüber einer Stellwelle eines Stellmotors (oder gegenüber einem mit der Stellwelle rotierenden Bauteil) abgedichtet. Auf diese Weise bildet das Gehäuse, ggf. mit Dichtdeckeln, der Stellwelle und der Nockenwelle, einen nach außen abgedichteten Innenraum, in welchem das Getriebe des Nockenwellenverstellers mit der Lebensdauerschmierung angeordnet ist.According to a further embodiment of the invention, a camshaft under sealing emerges from a cylinder head with an end region. By this seal, the camshaft adjuster can be formed separately from the cylinder head. The housing of the camshaft adjuster is sealed on the side facing the cylinder head relative to the cylinder head, the end region of the camshaft or a component rotating with the camshaft. This ensures that no lubricant can escape from the housing of the camshaft adjuster in the direction of the cylinder head and no foreign bodies can enter the housing. In the event that the camshaft rotatably connected to a rotating, projecting out of the housing of the camshaft adjuster component of the camshaft adjuster is connected, it is advantageous if the housing of the camshaft adjuster is sealed against this component. In such a case, there is a separate sealing of the camshaft, for example with respect to the cylinder head. In this case, the camshaft adjuster is sealed on the cylinder head side facing also for disassembly of the camshaft. Also, the camshaft is sealed regardless of the assembly of the camshaft adjuster relative to the cylinder head to the outside. On the side facing away from the cylinder head, the housing of the camshaft adjuster is sealed with respect to an actuating shaft of a servomotor (or with respect to a rotating with the actuating shaft component). In this way, the housing, possibly with sealing lids, the control shaft and the camshaft, an outwardly sealed interior, in which the transmission of the camshaft adjuster is arranged with the lifetime lubrication.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Advantageous developments emerge from the subclaims, the description and the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:

Figur 1: einen Nockenwellentrieb mit einem über Dichtdeckel abgedichte- ten Gehäuse im Halbschnitt;
Figur 2: eine Vorderansicht des Nockenwellentriebs gemäß Fig. 1 in räum- licher Darstellung;
Figur 3: eine Rückansicht des Nockenwellentriebs gemäß Fig. 1 in räumlicher Darstellung.

Further features of the invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings, in which embodiments of the invention are shown schematically. Show it:

FIG. 1: a camshaft drive with a housing sealed by a sealing cover in half section;
FIG. 2: a front view of the camshaft drive according to Fig. 1 in spatial representation;
FIG. 3: a rear view of the camshaft drive according to Fig. 1 in spatial representation.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

In dem erfindungsgemäßen Nockenwellentrieb 10 findet ein Nockenwellenversteller 13 Einsatz zur Verstellung der Winkellage zwischen einem von einem Zugmittel, beispielsweise von einer Kette oder einem Riemen, angetriebenen Antriebselement 11 und einer Nockenwelle 12 nach Maßgabe einer Steuereinrichtung, welche insbesondere unter Berücksichtigung einer Leistungsanforderung des Fahrers, Emissionsanforderungen, Kraftstoffersparnisanforderungen und Motor-, Betriebs- und Umgebungsparametern ein geeignetes Stellsignal zur Verstellung des Nockenwellenversteller 13 ermittelt.In the camshaft drive 10 according to the invention, a camshaft adjuster 13 is used for adjusting the angular position between a drive element 11 and a camshaft 12 driven by a traction means, such as a chain or a belt, in accordance with a control device which, in particular taking into account a driver's power requirement, emission requirements , Fuel economy requirements and engine, operating and environmental parameters determined a suitable control signal for adjusting the camshaft adjuster 13.

In dem Nockenwellentrieb 10 kommt ein beliebiger Nockenwellenversteller zum Einsatz, welcher auf Basis eines Überlagerungsgetriebes bzw. Dreiwellengetriebes arbeitet. In einem derartigen Getriebe hängt die Übertragung der Antriebsbewegung des Antriebselementes 11 zur Nockenwelle 12 von der Bewegung einer Stellwelle 14 ab, die mit einem Stellantrieb in Antriebsverbindung steht.In the camshaft drive 10 is any camshaft adjuster is used, which operates on the basis of a superposition gear or three-shaft gear. In such a transmission, the transmission of the drive movement of the drive element 11 to the camshaft 12 depends on the movement of a control shaft 14, which is in drive connection with an actuator.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Getriebe um Doppelexzentergetriebe. Bei diesem tritt die Stellwelle 14 unter Ausbildung einer Antriebsverbindung, ggf. unter Zwischenschaltung eines elastischen Koppelelementes 41, in eine zentrale Bohrung einer Doppelexzenterwelle 15 ein. In dem über das Ende der Stellwelle 14 auskragenden Endbereich der Doppelexzenterwelle 15 weist diese zwei axial versetzte exzentrische Umfangsflächen 16, 17 auf, welche jeweils ein Wälzlager 18, 19 tragen. Die beiden Extremitäten (Bereiche maximalen Abstandes der Umfangsflächen 16, 17 von einer Längsachse X-X des Nockenwellenverstellers) der Umfangsflächen 16, 17 sind in Umfangsrichtung um 180° gegeneinander versetzt.At the in FIG. 1 illustrated embodiment is in the transmission to Doppelexzentergetriebe. In this occurs, the actuating shaft 14, forming a drive connection, possibly with the interposition of an elastic coupling element 41, in a central bore of a double eccentric shaft 15 a. In the over the end of the actuating shaft 14 projecting end portion of the double eccentric shaft 15 has these two axially offset eccentric peripheral surfaces 16, 17 which each carry a roller bearing 18, 19. The two extremities (areas maximum distance of the peripheral surfaces 16, 17 from a longitudinal axis XX of the camshaft adjuster) of the peripheral surfaces 16, 17 are offset in the circumferential direction by 180 ° from each other.

Die Wälzlager 18, 19 tragen auf ihren äußeren Mantelflächen jeweils Zwischenräder 20, 21. Die Zwischenräder 20, 21 besitzen mehrere in Umfangsrichtung verteilte Bohrungen 22, 23. Durch die Bohrungen 22, 23 tritt jeweils eine gemeinsamer Steg 24 hindurch, der sich parallel zu der Längsachse X-X des Nockenwellenverstellers 13 erstreckt. Der Steg 24 ist in seinen Endbereichen und außenliegend von den Zwischenrädern 20, 21 jeweils in kreisringförmigen Abstützelementen 25, 26 abgestützt. Durch die Innenbohrung des Abstützelementes 25 tritt unter radialem Spiel die Doppelexzenterwelle 15 hindurch. Das Abstützelement 26 ist radial innenliegend drehfest mit der Nockenwelle 12 verbunden. Hierzu wird das Abstützelement 26 über eine Spannschraube 27, welche in eine Stirnseite der Nockenwelle 12 eingeschraubt ist, mit der Nockenwelle 12 verspannt.The intermediate gears 20, 21 have a plurality of circumferentially distributed holes 22, 23. Through the bores 22, 23 passes through a common web 24 therethrough, which is parallel to the Longitudinal axis XX of the camshaft adjuster 13 extends. The web 24 is in its end regions and outboard of the intermediate wheels 20, 21 each in annular support elements 25, 26 supported. Through the inner bore of the support element 25, the double eccentric shaft 15 passes through under radial play. The support member 26 is radially inwardly rotatably connected to the camshaft 12. For this purpose, the support member 26 is clamped by a clamping screw 27, which is screwed into an end face of the camshaft 12, with the camshaft 12.

Ein Gehäuse 28 des Nockenwellenverstellers 13 besitzt eine hohlzylinderförmige Wandung 29, die radial außenliegend das Antriebselement 11, insbesondere ein Riemenrad, trägt und radial innenliegend ein Hohlrad 30 ausbildet. Im Bereich der Extremitäten der Doppelexzenterwelle 15, also auf gegenüberliegenden Umfangsbereichen, kämmen die Zwischenräder 20, 21 jeweils mit dem Hohlrad 30. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist für das Zwischenrad 20 ist die Extremität der Umfangsfläche 16 dargestellt, so dass das Zwischenrad 20 hier in Eingriff mit dem Hohlrad 30 steht. Die Extremität für die Umfangsfläche 17 liegt in Figur 1 in der nicht dargestellten Halbebene, so dass die Verzahnung des Zwischenrades 21 im dargestellten Bereich nicht im Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrades 30 steht. Die Bohrungen 22, 23 besitzen gegenüber den Durchmessern der Stege ein derartiges Übermaß, dass durch die Extremität verursachten Relativbewegungen zwischen den Zwischenrädern 20, 21 und dem Steg 24 möglich sind.A housing 28 of the camshaft adjuster 13 has a hollow cylindrical wall 29, the radially outside of the drive element 11, in particular a pulley, carries and radially inwardly forms a ring gear 30. In the region of the extremities of the double eccentric shaft 15, ie on opposite circumferential regions, the intermediate wheels 20, 21 mesh with the ring gear 30, respectively FIG. 1 illustrated embodiment is for the idler 20, the extremity of the peripheral surface 16 is shown, so that the intermediate gear 20 is here in engagement with the ring gear 30. The limb for the peripheral surface 17 is located in FIG. 1 in the half-plane, not shown, so that the teeth of the intermediate gear 21 is not engaged with the internal toothing of the ring gear 30 in the illustrated area. The holes 22, 23 have over the diameters of the webs such an oversize that caused by the extremity relative movements between the intermediate wheels 20, 21 and the web 24 are possible.

Zwischen den Kopf der Spannschraube 27 und die Doppelexzenterwelle 15 ist ein weiteres Wälzlager, hier ein Nadellager 31, zwischengeschaltet. Die Nockenwelle 12 tritt unter Abdichtung durch ein Dichtelement 32 aus einem Zylinderkopf 33 heraus.Between the head of the clamping screw 27 and the Doppelexzenterwelle 15 another rolling bearing, here a needle bearing 31, interposed. The camshaft 12 passes out of a cylinder head 33 under sealing by a sealing element 32.

Die Abstützelemente 25, 26 sind gegenüber dem Gehäuse 28 über geeignete Gleitlagerungen geführt und an dem Absatz für das Hohlrad 30 nach innen abgestützt sowie in Richtung der Achse X-X nach außen jeweils über geeignete Sicherungselemente 34 abgestützt.The support elements 25, 26 are guided relative to the housing 28 via suitable slide bearings and supported on the shoulder for the ring gear 30 inwardly and supported in the direction of the axis X-X to the outside in each case via suitable securing elements 34.

Wird die Stellwelle 14 durch den Stellantrieb mit einer Winkelgeschwindigkeit angetrieben, welche von der Winkelgeschwindigkeit der Nockenwelle 12 abweicht, so wandert die Extremität und damit der Kontaktpunkt zwischen Zwischenrädern 20, 21 in Umfangsrichtung gegenüber dem Hohlrad 30. Hiermit geht eine Veränderung des Winkels zwischen dem Antriebselement 11 und der Nockenwelle 12 einher.If the actuating shaft 14 by the actuator at an angular velocity driven, which deviates from the angular velocity of the camshaft 12, the extremity and thus the contact point between intermediate wheels 20, 21 moves in the circumferential direction relative to the ring gear 30. This is accompanied by a change in the angle between the drive element 11 and the camshaft 12.

Hinsichtlich weiterer prinzipieller Details des Aufbaus eines Nockenwellenverstellers mit Doppelexzentergetriebe wird auf die Druckschrift DE 102 48 355 A1 der Anmelderin verwiesen.With regard to further basic details of the structure of a camshaft adjuster with double eccentric gear is on the publication DE 102 48 355 A1 referred to the applicant.

Die relativ zueinander bewegten und gegeneinander abwälzenden Kontaktflächen sowie die Wälzlager 18, 19, 31 sind mit einer Lebensdauerschmierung versehen. Ein Austritt einer derartigen Lebensdauerschmierung aus dem Gehäuse 28 wird unter Verwendung von Dichtdeckeln 36, 37 bewirkt, die die beiden Öffnungen der Wandung 29 verschließen.The relatively moving and mutually rolling contact surfaces and the rolling bearings 18, 19, 31 are provided with a lifetime lubrication. A leakage of such lifetime lubrication from the housing 28 is effected by using sealing lids 36, 37 which close the two openings of the wall 29.

Für das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel rotieren die Dichtdeckel 36, 37 mit dem Gehäuse 28. Der Dichtdeckel 36 ist in eine geeignete Nut des Gehäuses 28 eingeclipst. Radial innenliegend ist zwischen den Dichtdeckel 36 und die Stellwelle 14 ein Dichtelement 38 zwischengeschaltet.For the in FIG. 1 illustrated embodiment rotate the sealing cover 36, 37 with the housing 28. The sealing cover 36 is clipped into a suitable groove of the housing 28. Radially inwardly between the sealing cover 36 and the actuating shaft 14, a sealing element 38 is interposed.

Zwischen den Dichtdeckel 37 und das Gehäuse 28 ist ein Dichtelement 39 zwischengeschaltet. Radial innenliegend besitzt der Dichtdeckel 37 einen Bund, an welchem sich radial innenliegend ein Dichtelement 40 abstützt, welches radial außenliegend mit dem Zylinderkopf 33 in Wirkverbindung tritt.Between the sealing cover 37 and the housing 28, a sealing element 39 is interposed. Radially inside the sealing cover 37 has a collar on which radially inwardly a sealing element 40 is supported, which occurs radially outboard with the cylinder head 33 in operative connection.

Sowohl für die radial innenliegenden als auch für die radial außenliegenden Kontaktbereiche der Dichtdeckel 36, 37 mit den benachbarten Bauteilen sind beispielsweise die folgenden Lösungen alternativ oder kumulativ denkbar:

Die Dichtdeckel 36, 37 können kraftschlüssig in die benachbarten Bauteile eingesetzt oder eingeclipst werden. Hierbei werden die Dichtdeckel 36, 37 durch Elastizitäten der Dichtdeckel 36, 37 selber oder zusätzlicher elastischer Elemente gegen die benachbarten Bauteile gedrückt, wodurch eine Dichtwirkung entsteht.
Weiterhin können die Dichtdeckel von den benachbarten Bauteilen formschlüssig, beispielsweise in einer Nut, aufgenommen sein.
Zwischen Dichtdeckeln 36, 37 und benachbarten Bauteilen kann ein Dichtelement wie beispielsweise ein Dichtring oder ein Radialwellendichtring zwischengeschaltet sein.
Weiterhin kann eine Spaltdichtung oder Labyrinthdichtung Einsatz finden, welche an die besonderen Betriebsanforderungen wie Drehgeschwindigkeiten, Zentrifugalkräfte und eine Viskosität der Lebensdauerschmierung sowie die auftretenden Temperaturen angepasst ist.

Both for the radially inner and for the radially outer contact regions of the sealing

cover

36, 37 with the adjacent components, for example, the following solutions are conceivable alternatively or cumulatively:

The sealing covers 36, 37 can be force-fitted into the adjacent components or clipped. Here are the sealing cover 36, 37 by elasticities of the sealing cover 36, 37 itself or additional elastic Pressed elements against the adjacent components, creating a sealing effect.
Furthermore, the sealing cover of the adjacent components can be positively received, for example in a groove.
Between sealing caps 36, 37 and adjacent components, a sealing element such as a sealing ring or a radial shaft seal may be interposed.
Furthermore, a gap seal or labyrinth seal can be used, which is adapted to the particular operating requirements such as rotational speeds, centrifugal forces and a viscosity of the lifetime lubrication and the temperatures occurring.

Der Dichtdeckel 36 stützt sich vorzugsweise im radial außenliegenden Endbereich gegenüber der Wandung 29 ab. Alternativ ist eine Abstützung gegenüber dem Abstützelement 25 möglich, wobei in diesem Fall eine zusätzliche Abdichtung zwischen dem Abstützelement 25 und der Wandung 29 bereitgestellt werden muss.The sealing cover 36 is preferably supported in the radially outer end region opposite to the wall 29. Alternatively, a support against the support element 25 is possible, in which case an additional seal between the support element 25 and the wall 29 must be provided.

Radial innenliegend stützt sich der Dichtdeckel 36 gegenüber der Stellwelle 14 ab. Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass eine Abstützung des Dichtdeckels 36 gegenüber der Doppelexzenterwelle 15 erfolgt. In diesem Fall ist zu gewährleisten, dass die Verbindung zwischen der Stellwelle 14 und der Doppelexzenterwelle 15 dicht ausgebildet ist.Radially inward, the sealing cover 36 is supported relative to the actuating shaft 14. Alternatively, it is also possible that a support of the sealing cover 36 relative to the double eccentric shaft 15 takes place. In this case, it must be ensured that the connection between the control shaft 14 and the double eccentric shaft 15 is made tight.

Der Dichtdeckel 37 stützt sich axial außenliegend gegenüber der Wandung 29 ab. Alternativ ist es möglich, dass sich der Dichtdeckel 37 gegenüber dem Abstützelement 26 abstützt, wobei in diesem Fall eine Abdichtung zwischen Abstützelement 26 und Wandung 29 vorzusehen ist. Radial innenliegend erfolgt eine Abstützung des Dichtdeckels 37 gegenüber dem Zylinderkopf 33 oder der Nockenwelle 12.The sealing cover 37 is supported axially on the outside of the wall 29 from. Alternatively, it is possible that the sealing cover 37 is supported relative to the support element 26, in which case a seal between the support element 26 and the wall 29 is provided. Radial inside is a support of the sealing cover 37 relative to the cylinder head 33 or the camshaft 12th

Für den Fall, dass die Nockenwelle 12 und/oder die Stellwelle 14 nicht in den Nockenwellenversteller 13 hineinragen, sondern außerhalb desselben mit einer aus dem Nockenwellenversteller heraustretenden Welle gekuppelt sind, kann eine Abdichtung gegenüber dieser heraustretenden Welle erfolgen.In the event that the camshaft 12 and / or the control shaft 14 does not protrude into the camshaft adjuster 13, but are coupled outside thereof with a shaft emerging from the camshaft adjuster, a seal against this emerging shaft can take place.

Die Dichtdeckel 36, 37 sind vorzugsweise eigensteif ausgeführt, beispielsweise als ein Blechteil. Alternativ können die Dichtdeckel zumindest teilweise biegeweich, insbesondere als ein Dichtbalg o. ä., ausgebildet sein. Die Dichtdeckel 36, 37 können für eine weitere Ausgestaltungsform der Erfindung vollständig entfallen, sofern für eine Abdichtung zwischen Gehäuse 28, Abstützelement 25, Steg 24, Doppelexzenterwelle 15 und Stellwelle 14 bzw. Gehäuse 28, Abstützelement 26, Steg 24 und Nockenwelle 12 gesorgt ist.The sealing cover 36, 37 are preferably designed inherently rigid, for example as a sheet metal part. Alternatively, the sealing cover at least partially flexible, especially as a sealing bellows o. Ä., Be formed. The sealing cover 36, 37 can be completely eliminated for a further embodiment of the invention, provided that a seal between the housing 28, support member 25, web 24, Doppelexzenterwelle 15 and actuator shaft 14 and housing 28, support member 26, web 24 and camshaft 12 is provided.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist zwischen Stellwelle 14 und Doppelexzenterwelle 15 ein gummielastisches Formelement 41 zwischengeschaltet. In diesem Fall kann eine Abdichtung eines Dichtdeckels 36 gegenüber dem gummielastischen Formelement 41 oder gegenüber der Stellwelle erfolgen. Unter Umständen ist es in diesem Fall ausreichend, hier eine Spaltdichtung vorzusehen, da die Lebensdauerschmierung aufgrund der Fliehkraft radial nach außen geschleudert wird.According to another embodiment of the invention, a rubber-elastic molded element 41 is interposed between the adjusting shaft 14 and the double eccentric shaft 15. In this case, a sealing of a sealing cover 36 relative to the rubber-elastic molding element 41 or against the control shaft can be done. Under certain circumstances, it is sufficient in this case to provide a gap seal, since the lifetime lubrication is thrown radially outward due to the centrifugal force.

Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Nockenwellensteller kann es sich um einen Nockenwellensteller beliebiger Bauart handeln. Beispielsweise ist als Stelleinheit eine Ausführung mit einem BLDC-Motor mit Seltenerdmagnet und stehendem Stator, vorzugsweise in bipolarer Bauweise, einsetzbar. Beliebige andere Motoren, wie beispielsweise ein bürstenbehafteter Gleichstrommotor, sind ebenfalls denkbar.The camshaft actuator used according to the invention may be a camshaft actuator of any design. For example, as a control unit, an embodiment with a BLDC motor with rare earth magnet and stationary stator, preferably in bipolar design, can be used. Any other motors, such as a brushed DC motor, are also conceivable.

Weiterhin sind Getriebe einsetzbar, bei welchen der Motor mitrotiert.Furthermore, transmissions are used in which the engine rotates.

Als Kupplungselement zwischen der Stellwelle 14 und dem Elektromotor kann in die Stellwelle 14 ein gummielastisches Formelement 41 integriert sein, wobei allerdings auch andere Möglichkeiten, wie beispielsweise eine Passfeder oder ein Keilwellenprofil, zum Einsatz kommen können.As a coupling element between the control shaft 14 and the electric motor can be integrated into the control shaft 14, a rubber-elastic molded element 41, wherein However, other options, such as a key or a splined shaft profile, can be used.

Die Lebensdauerschmierung ist vorzugsweise als Lebensdauerfettfüllung ausgebildet. Andere Lebensdauerschmierungen wie ein Motorenöl (wie bei Getrieben mit kettengetriebenen Motoren) sind ebenfalls denkbar, wobei in diesem Fall erhöhte Dichtanforderungen zu stellen sind.The lifetime lubrication is preferably designed as a lifetime grease filling. Other life lubrication such as engine oil (as in transmissions with chain-driven engines) are also conceivable, in which case increased sealing requirements are to be made.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Nockenwellentriebcamshaft drive
1111: Antriebselementdriving element
1212: Nockenwellecamshaft
1313: NockenwellenverstellerPhaser
1414: Stellwelleactuating shaft
1515: Doppelexzenterwelledouble eccentric
1616: Umfangsflächeperipheral surface
1717: Umfangsflächeperipheral surface
1818: Wälzlagerroller bearing
1919: Wälzlagerroller bearing
2020: Zwischenradidler
2121: Zwischenradidler
2222: Bohrungdrilling
2323: Bohrungdrilling
2424: Stegweb
2525: Abstützelementsupporting
2626: Abstützelementsupporting
2727: Spannschraubeclamping screw
2828: Gehäusecasing
2929: Wandungwall
3030: Hohlradring gear
3131: Nadellagerneedle roller bearings
3232: Dichtelementsealing element
3333: Zylinderkopfcylinder head
3434: Sicherungselementfuse element
3636: Dichtdeckelsealing cover
3737: Dichtdeckelsealing cover
3838: Dichtelementsealing element
3939: Dichtelementsealing element
4040: Dichtelementsealing element
4141: elastisches Koppelelementelastic coupling element

Claims

Cam shaft drive for an internal combustion engine, with a cam shaft adjuster (13) in a construction with a double eccentric gearing in which a driving element (11) is coupled to the cam shaft (12) by an electromotive actuator with an adjustment shaft (14), characterized in that the cam shaft adjuster (13) is arranged outside a cylinder head (33) of the internal combustion engine and, with regard to the lubrication, is formed separately without connection to other lubricant circuits and has a housing (28) which is sealed off from the surroundings and in which a lubricant is arranged.
Cam shaft drive according to Claim 1, characterized in that the cam shaft adjuster (13) has a belt-operated driving element (11).
Cam shaft drive according to Claim 1 or 2, characterized in that the housing (28) has an internal space which is open at least on one side and which is closed to the outside for sealing purposes by a sealing cover (36, 37).
Cam shaft drive according to one of the preceding claims, characterized in that sealing is carried out by means of a sealing element (32; 38; 39; 40), in particular by means of an O-ring, a labyrinth seal, a gap seal and/or a radial shaft sealing ring.
Cam shaft drive according to one of Claims 1 to 4, characterized in that
a) an end region of a cam shaft (12) which is connected in terms of drive to a driving element (11) with the interconnection of the cam shaft adjuster (13) emerges in a sealed manner out of a cylinder head (33),

b) that side of the housing (28) of the cam shaft adjuster (13) which faces the cylinder head (33) is sealed off from the cylinder head (33) or the end region of the cam shaft (12) or a component rotating with the cam shaft (12), and

c) that side of the housing (28) of the cam shaft adjuster (13) which faces away from the cylinder head (33) is sealed off from an adjustment shaft (14) of a servomotor or from a component rotating with the adjustment shaft (14).
Cam shaft drive according to Claim 5, characterized in that the housing (28) of the cam shaft adjuster (13) accommodates a gearing of the cam shaft adjuster (13) radially on the inside and has two opposite, open end sides which are each closed by a sealing cover (36, 37), the cam shaft (12) passing through the sealing cover (37) arranged on the side facing the cylinder head (33) and the adjustment shaft (14) passing through the other sealing cover (36).
Cam shaft drive according to Claim 6, characterized in that the housing (28) is formed integrally with the driving element (11).