EP2536926A1 - Impeller of a device for variable adjustment of the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine - Google Patents

Impeller of a device for variable adjustment of the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine

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Publication number
EP2536926A1
EP2536926A1 EP11701238A EP11701238A EP2536926A1 EP 2536926 A1 EP2536926 A1 EP 2536926A1 EP 11701238 A EP11701238 A EP 11701238A EP 11701238 A EP11701238 A EP 11701238A EP 2536926 A1 EP2536926 A1 EP 2536926A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
impeller
sub
elements
hub member
gas exchange
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11701238A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Olaf BÖSE
Mario Arnold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2536926A1 publication Critical patent/EP2536926A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Definitions

  • the bucket wheel, impeller and side covers define several pressure chambers.
  • Each of the pressure chambers is divided by one of the wings into opposing pressure chambers, which form a hydraulic actuator, by means of which the phase angle between the impeller and the cellular wheel can be variably adjusted.
  • the pressure medium supply to or pressure fluid removal from the pressure chambers via pressure medium channels, which are formed in the hub member pressure medium channels.
  • the pressure medium channels communicate on the one hand with a central opening of the impeller and on the other hand with the pressure chambers.
  • the pressure medium channels are formed as bores, which are introduced after the molding process of the hub member in this.
  • pressure medium channels are formed as radially extending grooves on the axial side surfaces of the impeller.
  • the present invention has for its object to provide a cost and weight-optimized impeller of a device for variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine.
  • the impeller has a substantially cylindrical hub member and at least one wing extending radially outwardly from an outer cylindrical surface of the hub member.
  • the wing may for example be made in one piece with the hub member.
  • the wing may be made separately from and connected to the hub member, for example plugged into a groove formed on the hub member.
  • At least the hub member is made of a non-metallic material, for example a plastic, whereby the weight of the impeller is reduced compared to metallic impellers.
  • the wing can also consist of a non-metallic material.
  • the impeller consists of at least two sub-elements, which face each other in the direction of an axis of rotation of the impeller and abut each other.
  • the recess may be formed as a groove which extends radially outwardly from a central opening of the impeller and opens into a region adjacent to the vanes in the circumferential direction, for example a pressure chamber.
  • the grooves are in turn covered by a further sub-element in the axial direction.
  • the grooves can thus be used as pressure medium channels for supplying pressure medium to or removal of pressure medium from the pressure chambers. This design of the pressure medium channels, these are arranged within the impeller without costly post-processing steps, such as drilling the pressure fluid channels, are necessary.
  • FIG. 1 shows very schematically an internal combustion engine
  • second recesses 26 are provided on the abutting side surfaces 25 of the sub-elements, which are formed as blind holes 29.
  • the single opening of the blind holes 29 lies in the joining plane of the two sub-elements 24.
  • the blind holes 29 can also be formed during the molding process of the sub-elements 24.
  • the sealing effect between the side covers 16 and the hub element 17 increases due to the smooth side surfaces of the impeller 15, so that the leakage from the pressure chambers 22, 23 to the central opening 13 reduced.
  • Each of the sub-elements 24 has, in addition to the structures described, form-fitting elements 30, which are formed in the wing 18.

Abstract

The invention relates to an impeller (15) of a device (11) for variable adjustment of the control times of gas exchange valves (9, 10) of an internal combustion engine (1) having a substantially cylindrical hub element (17) and at least one blade (18) which extends radially to the outside proceeding from the hub element (17), wherein at least the hub element (17) is produced from a non-metallic material.

Description

Bezeichnung der Erfindung  Name of the invention
Flügelrad einer Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Impeller of a device for the variable adjustment of the timing of
Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine  Gas exchange valves of an internal combustion engine
Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Flügelrad einer Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem im Wesentlichen zylindrischen Nabenelement und zumindest einem Flügel der sich ausgehend von dem Nabenelement radial nach außen erstreckt, wobei zumindest das Nabenelement aus einem nichtmetallischen Werkstoff herge- stellt ist. Description FIELD OF THE INVENTION The invention relates to an impeller of a device for variably adjusting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine with a substantially cylindrical hub member and at least one wing extending radially outwardly from the hub member, wherein at least the hub member made of a non-metallic material - is.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
In modernen Brennkraftmaschinen werden Vorrichtungen zur variablen Einstel- lung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eingesetzt um die Phasenrelation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel einstellen zu können. Die Vorrichtung ist in einen Antriebsstrang integriert, ü- ber welchen Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb realisiert sein. Darüber hinaus ist die Vorrichtung drehfest mit einer Nockenwelle verbunden und weist eine oder mehrere Druckkammern auf, mittels derer die Phasenrelation zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle gezielt verändert werden kann. In modern internal combustion engines, devices for the variable adjustment of the timing of gas exchange valves are used to adjust the phase relation between crankshaft and camshaft in a defined angular range, between a maximum early and a maximum late position variable. The device is integrated into a drive train via which torque is transmitted from the crankshaft to the camshaft. This drive train can be realized for example as a belt, chain or gear drive. In addition, the device is rotatably connected to a camshaft and has one or more pressure chambers, by means of which the phase relation between the crankshaft and the camshaft can be selectively changed.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2007 041 552 A1 bekannt. Die Vorrichtung weist ein Zellenrad, ein Flügelrad und zwei Seitendeckel auf, wobei das Zellenrad in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle steht und das Flügelrad drehfest an einer Nockenwelle befestigt ist. Dabei ist das Flügelrad in einem definierten Winkelintervall schwenkbar zu dem Zellenrad angeordnet. Die Seitendeckel sind an den axialen Seitenflächen des Flügelrades und des Zellenrades angeordnet und mittels Schrauben drehfest mit dem Zellenrad verbunden. Das Flügelrad besteht aus einem im Wesentlichen zylindrischen Nabenelement und mehreren separaten Flügeln. Die Flügel sind in Flügelnuten angeordnet, die an der zylindrischen Außenmantelfläche des Nabenelements ausgebildet sind, und erstrecken sich radial nach außen. In dem Nabenelement sind mehrere axial verlaufende Hohlräume ausgebildet, die an beiden axialen Seitenflächen des Nabenelements offen sind. Such a device is known for example from DE 10 2007 041 552 A1. The device comprises a cellular wheel, an impeller and two side covers, wherein the cellular wheel is in driving connection with a crankshaft and the impeller is rotatably mounted on a camshaft. In this case, the impeller is arranged in a defined angular interval pivotally to the cell wheel. The side covers are arranged on the axial side surfaces of the impeller and the cellular wheel and rotatably connected by screws with the cellular wheel. The impeller consists of a substantially cylindrical hub member and a plurality of separate blades. The vanes are disposed in vane grooves formed on the cylindrical outer circumferential surface of the hub member and extend radially outward. In the hub member a plurality of axially extending cavities are formed, which are open at both axial side surfaces of the hub member.
Das Zellenrad, das Flügelrad und die Seitendeckel begrenzen mehrere Druckräume. Jeder der Druckräume wird von einem der Flügel in gegeneinander wirkende Druckkammern geteilt, die einen hydraulischen Stellantrieb ausbil- den, mittels dem die Phasenlage zwischen dem Flügelrad und dem Zellenrad variabel eingestellt werden kann. Die Druckmittelzufuhr zu bzw. Druckmittelabfuhr von den Druckkammern erfolgt über Druckmittelkanäle, die in dem Nabenelement Druckmittelkanäle ausgebildet sind. Die Druckmittelkanäle kommunizieren einerseits mit einer Zentralöffnung des Flügelrades und andererseits mit den Druckkammern. Die Druckmittelkanäle sind als Bohrungen ausgebildet, die nach dem Formgebungsprozess des Nabenelements in dieses eingebracht sind. The bucket wheel, impeller and side covers define several pressure chambers. Each of the pressure chambers is divided by one of the wings into opposing pressure chambers, which form a hydraulic actuator, by means of which the phase angle between the impeller and the cellular wheel can be variably adjusted. The pressure medium supply to or pressure fluid removal from the pressure chambers via pressure medium channels, which are formed in the hub member pressure medium channels. The pressure medium channels communicate on the one hand with a central opening of the impeller and on the other hand with the pressure chambers. The pressure medium channels are formed as bores, which are introduced after the molding process of the hub member in this.
Eine weitere Vorrichtung ist aus der US 5,836,277 A bekannt. In dieser Ausfüh- rungsform sind Druckmittelkanäle als radial verlaufende Nuten an den axialen Seitenflächen des Flügelrades ausgebildet. Another device is known from US 5,836,277 A. In this embodiment, pressure medium channels are formed as radially extending grooves on the axial side surfaces of the impeller.
Eine weitere Vorrichtung ist aus der DE 101 34 320 A1 bekannt. In dieser Ausführungsform sind die Flügel einteilig mit dem Nabenelement ausgebildet. Das einstückig ausgebildete Flügelrad besteht aus einem Kunststoff. Aufgabe der Erfindung Another device is known from DE 101 34 320 A1. In this embodiment, the wings are integrally formed with the hub member. The integrally formed impeller is made of a plastic. Object of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kosten- und ge- wichtsoptimiertes Flügelrad einer Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine anzugeben. The present invention has for its object to provide a cost and weight-optimized impeller of a device for variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Flügelrad aus zumindest zwei Teilelementen besteht, die sich in Richtung einer Rotationsachse des Flügelrades gegenüberstehen und aneinander anliegen, wobei die Teilelemente miteinander verbunden sind und wobei zumindest an einer der aneinander anliegenden Seitenflächen der Teilelemente zumindest eine Ausnehmungen ausgebildet ist. The object is achieved in that the impeller consists of at least two sub-elements which face each other in the direction of an axis of rotation of the impeller and abut each other, wherein the sub-elements are interconnected and formed at least at one of the abutting side surfaces of the sub-elements at least one recesses is.
Das Flügelrad weist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgeführtes Nabenelement und zumindest einen Flügel auf, der sich ausgehend von einer äußeren zylindrischen Mantelfläche des Nabenelements radial nach außen erstreckt. Der Flügel kann beispielsweise einteilig mit dem Nabenelement ausgeführt sein. Alternativ kann der Flügel separat zu dem Nabenelement hergestellt und mit diesem verbunden sein, beispielsweise in eine an dem Nabenelement ausgebildete Nut eingesteckt sein. Zumindest das Nabenelement ist aus einem nichtmetallischen Werkstoff, beispielsweise einem Kunststoff, gefertigt, wodurch das Gewicht des Flügelrades im Vergleich zu metallischen Flügelrädern reduziert wird. Zusätzlich kann auch der Flügel aus einem nichtmetallischen Werkstoff bestehen. Das Flügelrad besteht aus zumindest zwei Teilelementen, die sich in Richtung einer Rotationsachse des Flügelrades gegenüberstehen und aneinander anliegen. Dabei kann die Trennebene der Teilelemente von der Rotationsachse des Flügelrades beispielsweise senkrecht durchstoßen werden, so dass eine axiale Seitenfläche eines Teilelements an einer axialen Seitenfläche eines anderen Teilelements anliegt. Die Teilelemente sind, beispielsweise mittels einer Klebeverbindung oder einer Schweißverbindung (z.B. mittels Ultraschallschweißen) oder form bzw. kraftschlüssig, miteinander ver- bunden. Des Weiteren ist vorgesehen, dass zumindest an einer der aneinander anliegenden Seitenflächen der Teilelemente zumindest eine Ausnehmung ausgebildet ist. Die Ausnehmungen können bereits während des Formgebungsprozesses hergestellt werden. Beispielsweise können diese in der Spritzgussform eines Spritzgusswerkzeuges berücksichtigt werden. Durch diese Ausbildung des Flügelrades wird die Ausnehmung eines Teilelements in axialer Richtung von einem weiteren Teilelement verschlossen. Die Ausnehmung kann beispielsweise sacklochförmig ausgebildet sein. In diesem Fall ist ein nach außen abgeschlossener Hohlraum in dem Flügelrad realisiert, so dass das Gewicht und der Materialbedarf zur Herstellung des Flügelrades sinken. Nach dem Zusammenbau der Vorrichtung liegen die axialen Seitenflächen des Flügelrades an Seitendeckeln der Vorrichtung dichtend an, um Leckage aus den Druckkammern radial nach innen zu minimieren. Da an den axialen Seitenflächen des Flügelrades im Bereich der Hohlräume keine Öffnungen vorhanden sind verlängert sich die Dichtlänge in diesem Bereich, wodurch die Leckage verringert wird. The impeller has a substantially cylindrical hub member and at least one wing extending radially outwardly from an outer cylindrical surface of the hub member. The wing may for example be made in one piece with the hub member. Alternatively, the wing may be made separately from and connected to the hub member, for example plugged into a groove formed on the hub member. At least the hub member is made of a non-metallic material, for example a plastic, whereby the weight of the impeller is reduced compared to metallic impellers. In addition, the wing can also consist of a non-metallic material. The impeller consists of at least two sub-elements, which face each other in the direction of an axis of rotation of the impeller and abut each other. In this case, the parting plane of the sub-elements of the axis of rotation of the impeller, for example, be pierced vertically, so that an axial side surface of a sub-element abuts an axial side surface of another sub-element. The sub-elements are, for example, by means of an adhesive bond or a welded joint (eg by means of ultrasonic welding) or form or non-positively, together prevented. Furthermore, it is provided that at least at one of the abutting side surfaces of the sub-elements at least one recess is formed. The recesses can already be produced during the shaping process. For example, these can be taken into account in the injection mold of an injection molding tool. As a result of this design of the impeller, the recess of a partial element is closed off in the axial direction by a further partial element. The recess may be formed, for example, blind hole-shaped. In this case, an outwardly closed cavity is realized in the impeller, so that the weight and the material required for the production of the impeller fall. After assembly of the device, the axial side surfaces of the impeller seal against side covers of the device to minimize leakage from the pressure chambers radially inwardly. Since no openings are present on the axial side surfaces of the impeller in the region of the cavities, the sealing length is extended in this area, whereby the leakage is reduced.
Alternativ oder zusätzlich kann die Ausnehmung als Nut ausgebildet sein, die sich ausgehend von einer Zentralöffnung des Flügelrades radial nach außen erstreckt und in einen den Flügeln in Umfangsrichtung benachbarten Bereich, beispielsweise eine Druckkammer, mündet. In diesem Fall werden die Nuten wiederum durch ein weiteres Teilelement in axialer Richtung abgedeckt. Die Nuten können somit als Druckmittelkanäle zur Zufuhr von Druckmittel zu oder Abfuhr von Druckmittel von den Druckkammern genutzt werden. Durch diese Ausbildung der Druckmittelkanäle sind diese innerhalb des Flügelrades angeordnet, ohne dass kostenintensive Nachbearbeitungsschritte, beispielsweise Bohren der Druckmittelkanäle, notwendig sind. Da dass Druckmittel in dieser Ausführungsform innerhalb des Flügelrades zu den Druckkammern geleitet wird und nicht mit einem der Seitendeckel in Kontakt kommt, wirken auf das Flügelrad keine Querkräfte, die dieses gegen einen der Seitendeckel pressen und damit den Verscheiß an dieser Stelle erhöhen würden. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Alternatively or additionally, the recess may be formed as a groove which extends radially outwardly from a central opening of the impeller and opens into a region adjacent to the vanes in the circumferential direction, for example a pressure chamber. In this case, the grooves are in turn covered by a further sub-element in the axial direction. The grooves can thus be used as pressure medium channels for supplying pressure medium to or removal of pressure medium from the pressure chambers. This design of the pressure medium channels, these are arranged within the impeller without costly post-processing steps, such as drilling the pressure fluid channels, are necessary. Since the pressure means in this embodiment is guided within the impeller to the pressure chambers and does not come into contact with one of the side cover, acting on the impeller no transverse forces that press this against one of the side cover and thus increase the Verscheiß at this point. Brief description of the drawings
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: Further features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings in which an embodiment of the invention is shown in simplified form. Show it:
Figur 1 nur sehr schematisch eine Brennkraftmaschine, FIG. 1 shows very schematically an internal combustion engine,
Figur 2 eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Figure 2 shows a device for variable adjustment of the timing of
Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine in einer Draufsicht entlang der Rotationsachse der Vorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Flügelrad,  Gas exchange valves of an internal combustion engine in a plan view along the axis of rotation of the device with an impeller according to the invention,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Flügelrades aus Figur 2, FIG. 3 shows a perspective view of the impeller from FIG. 2,
Figur 4 ein Teilelement des Flügelrades aus Figur 3 in einer Draufsicht, FIG. 4 shows a partial element of the impeller from FIG. 3 in a plan view,
Figur 5 eine perspektivische Darstellung des Teilelements aus Figur 4. Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Figure 5 is a perspective view of the sub-element of Figure 4. Detailed Description of the Drawings
In Figur 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 1 skizziert, wobei ein auf einer Kurbelwelle 2 sitzender Kolben 3 in einem Zylinder 4 angedeutet ist. Die Kurbelwelle 2 steht in der dargestellten Ausführungsform über je einen Zugmit- teltrieb 5 mit einer Einlassnockenwelle 6 bzw. Auslassnockenwelle 7 in Verbindung, wobei eine erste und eine zweite Vorrichtung 1 1 zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen 9, 10 für eine Relativdrehung zwischen Kurbelwelle 2 und den Nockenwellen 6, 7 sorgen können. Nocken 8 der Nockenwellen 6, 7 betätigen ein oder mehrere Einlassgaswechselventile 9 bzw. ein oder mehrere Auslassgaswechselventile 10. 1 schematically shows an internal combustion engine 1 is sketched, wherein a seated on a crankshaft 2 piston 3 is indicated in a cylinder 4. The crankshaft 2 is in the illustrated embodiment via a respective Zugmit- teltrieb 5 with an intake camshaft 6 and exhaust camshaft 7 in combination, wherein a first and a second device 1 1 for variably setting the timing of gas exchange valves 9, 10 for a relative rotation between the crankshaft 2 and the camshafts 6, 7 can provide. Cams 8 of the camshafts 6, 7 actuate one or more intake gas exchange valves 9 or one or more exhaust gas exchange valves 10.
Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 1 in einer Draufsicht entlang einer Rotationsachse 33 der Vorrichtung 1 1 . Die Vorrichtung 1 1 weist ein Zel- lenrad 14, ein Flügelrad 15 und zwei Seitendeckel 16 auf. Die Seitendeckel sind an axialen Seitenflächen des Zellenrades 14 angeordnet und mittels Schrauben 12 an diesem befestigt. In Figur 2 ist lediglich der hintere Seitendeckel 16 dargestellt. Das Flügelrad 15 ist aus einem geeigneten Kunststoff ge- fertigt und weist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgeführtes Nabenelement 17 auf, von dessen äußerer zylindrischer Mantelfläche sich fünf Flügel 18 in radialer Richtung nach außen erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform sind die Flügel 18 einteilig mit dem Nabenelement 17 ausgebildet. Ebenso denkbar sind Ausführungsformen, bei denen die Flügel 18 separat zu dem Na- benelement 17 ausgebildet und in Flügelnuten angeordnet sind, die an der zylindrischen Mantelfläche des Nabenelements 17 ausgebildet sind. In diesem Fall können die Flügel 18 ebenfalls aus Kunststoff hergestellt sein. Ebenso denkbar sind Flügel 18 aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus Stahl. FIG. 2 shows a device 1 1 according to the invention in a plan view along a rotation axis 33 of the device 11. The device 11 has a cell lenrad 14, an impeller 15 and two side cover 16 on. The side covers are arranged on axial side surfaces of the cellular wheel 14 and secured by screws 12 thereto. In Figure 2, only the rear side cover 16 is shown. The impeller 15 is made of a suitable plastic and has a substantially cylindrically designed hub member 17, from whose outer cylindrical lateral surface five wings 18 extend in the radial direction to the outside. In the illustrated embodiment, the wings 18 are formed integrally with the hub member 17. Likewise conceivable are embodiments in which the vanes 18 are formed separately from the hub element 17 and are arranged in vane grooves which are formed on the cylindrical jacket surface of the hub element 17. In this case, the wings 18 may also be made of plastic. Also conceivable are wings 18 made of a metallic material, for example steel.
Ausgehend von einer äußeren Umfangswand 19 des Zellenrades 14 erstrecken sich fünf Vorsprünge 20 radial nach innen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Vorsprünge 20 einteilig mit der Umfangswand 19 ausgebildet. Das Zellenrad 14 ist mittels radial innen liegender Umfangswände der Vor- Sprünge 20 relativ zu dem Flügelrad 15 drehbar auf diesem gelagert. Starting from an outer peripheral wall 19 of the cellular wheel 14, five projections 20 extend radially inwardly. In the illustrated embodiment, the projections 20 are formed integrally with the peripheral wall 19. The cellular wheel 14 is rotatably mounted on the latter by means of radially inner circumferential walls of the projections 20 relative to the impeller 15.
An dem nicht dargestellten Seitendeckel, ist ein ebenfalls nicht dargestelltes Kettenrad ausgebildet, über das mittels des Zugmitteltriebs 5 Drehmoment von der Kurbelwelle 2 auf das Zellenrad 14 übertragen werden kann. Das Flügelrad 15 ist im montierten Zustand drehfest mit der Nockenwelle 6, 7 verbunden. Zu diesem Zweck weist das Flügelrad 15 eine Zentralöffnung 13 auf, die von einer nicht dargestellten Zentralschraube durchgriffen wird, die mit der der Nockenwelle 6,7 verschraubt ist. Innerhalb der Vorrichtung 1 1 ist zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarten Vorsprüngen 20 ein Druckraum 21 ausgebildet. Jeder der Druckräume 21 wird in Umfangsrichtung von benachbarten Vorsprünge 20, in axialer Richtung von den Seitendeckeln 16, radial nach innen von dem Nabenelement 17 und radial nach außen von der Umfangswand 19 begrenzt. In jeden der Druckräume 21 ragt ein Flügel 18, wobei die Flügel 18 sowohl an den Seitendeckeln 16, als auch an der Umfangswand 19 anliegen. Jeder Flügel 18 teilt somit den jeweiligen Druckraum 21 in zwei gegeneinander wirkende Druck- kammern 22, 23. At the side cover, not shown, a likewise not shown sprocket is formed, via the means of the traction drive 5 torque from the crankshaft 2 can be transferred to the feeder 14. The impeller 15 is rotatably connected to the camshaft 6, 7 in the mounted state. For this purpose, the impeller 15 has a central opening 13 which is penetrated by a central screw, not shown, which is bolted to the camshaft 6,7. Within the device 1 1, a pressure chamber 21 is formed between each two circumferentially adjacent projections 20. Each of the pressure chambers 21 is circumferentially formed by adjacent projections 20, in the axial direction of the side covers 16, radially inwardly of the hub member 17 and bounded radially outward by the peripheral wall 19. In each of the pressure chambers 21 protrudes a wing 18, wherein the wings 18 bear against both the side covers 16, and on the peripheral wall 19. Each vane 18 thus divides the respective pressure chamber 21 into two oppositely acting pressure chambers 22, 23.
Durch Druckbeaufschlagung einer Gruppe von Druckkammern 22, 23 und Druckentlastung der anderen Gruppe kann die Phasenlage des Flügelrades 15 zum Zellenrad 14 und damit die Phasenlage der Nockenwelle 6, 7 zur Kurbel- welle 2 variiert werden. Durch Druckbeaufschlagung beider Gruppen von Druckkammern 22, 23 kann die Phasenlage konstant gehalten werden. By pressurizing a group of pressure chambers 22, 23 and pressure relief of the other group, the phase angle of the impeller 15 to the cell wheel 14 and thus the phase angle of the camshaft 6, 7 to the crankshaft 2 can be varied. By pressurizing both groups of pressure chambers 22, 23, the phase position can be kept constant.
Das Flügelrad 15 weist eine sacklochartige Aufnahme 31 auf, die an einer axialen Seitenfläche des Flügelrades offen ausgebildet ist. In der Aufnahme 31 ist ein axialverschiebbarer Verriegelungspin 32 aufgenommen, der in Richtung auf den nicht dargestellten Seitendeckel von einer Feder mit einer Kraft beaufschlagt wird. Der nicht dargestellte Seitendeckel weist eine Kulisse auf, in die der Verriegelungspin 32 eingreifen kann, wenn dieser der Kulisse in axialer Richtung gegenübersteht. Somit kann eine mechanische Kopplung zwischen dem Flügelrad 15 und dem Zellenrad 14 hergestellt werden, die durch Druckmittelzufuhr zu der Kulisse gelöst werden kann. The impeller 15 has a blind hole-like receptacle 31, which is formed open on an axial side surface of the impeller. In the receptacle 31, an axially displaceable locking pin 32 is received, which is acted upon in the direction of the side cover, not shown, by a spring with a force. The side cover, not shown, has a gate into which the locking pin 32 can engage when facing the backdrop in the axial direction. Thus, a mechanical coupling between the impeller 15 and the cellular wheel 14 can be made, which can be solved by pressure medium supply to the backdrop.
Das Flügelrad 15 besteht aus zwei Teilelementen 24 (Figur 3), die sich entlang einer Trennebene, die in der dargestellten Ausführungsform senkrecht zu der Rotationsachse 33 der Vorrichtung 1 1 bzw. des Flügelrades 15 verläuft, gegenüberstehen und aneinander anliegen. Die beiden Teilelemente 24 sind mittels einer Klebverbindung aneinander befestigt. The impeller 15 consists of two sub-elements 24 (Figure 3), which along a parting plane which is perpendicular to the axis of rotation 33 of the device 1 1 and the impeller 15 in the illustrated embodiment, and abut each other. The two sub-elements 24 are fastened to each other by means of an adhesive bond.
Die aneinander anliegenden Seitenflächen 25 der Teilelemente 24 weisen mehrere Ausnehmungen 26 auf (Figuren 4 und 5). Erste Ausnehmungen 26 sind als radial verlaufende Nuten 27 ausgebildet. Die Nuten 27 erstrecken sich ausgehend von einem in der Zentralöffnung 13 ausgebildeten Ringkanal 28 bis zu einer Öffnung an der äußeren zylindrischen Mantelfläche des Nabenele- ments 17. Dabei erstrecken sich die Nuten 27 gleichzeitig in den Bereich der Flügel 18 hinein. Die Nuten 27 kommunizieren somit mit einem den Flügeln 18 in Umfangsrichtung benachbarten Bereich, den Druckkammern 22, 23. Beide Teilelemente 24 sind bzgl. der Nuten 27 identisch ausgebildet, so dass nach deren Zusammenbau die Nuten 27 des einen Teilelements 24 von einem Bereich der Seitenfläche 25 des anderen Teilelements 24 in axialer Richtung verschlossen sind. Somit dienen die Nuten 27 als Druckmittelkanäle, über die den Druckkammern 22, 23 Druckmittel aus den Ringkanälen 28 zugeführt oder Druckmittel aus den Druckkammern 22, 23 zu den Ringkanälen 28 abgeführt werden kann. Durch die Ausbildung der Druckmittelkanäle als Nuten 27 in den Teilelementen 24 wird erreicht, dass die Druckmittelkanäle nicht an einer axialen Seitenfläche des Flügelrades 15 ausgebildet sind. Somit wirken bei Duckbeaufschlagung der Nuten 27 keine axialen Kräfte auf das Flügelrad 15, wodurch die Reibungskräfte zwischen den Seitendeckeln 16 und den Seitenflä- chen des Flügelrades 15 minimiert werden. Darüber hinaus können die Nuten 27 während des Formgebungsprozesses der Teilelemente 24, beispielsweise eines Spritzgussprozesses, ohne Mehraufwand ausgeformt werden. Somit sind keine zusätzlichen spanenden Nachbearbeitungsschritte, beispielsweise Bohren der Druckmittelkanäle, notwendig. The adjoining side surfaces 25 of the sub-elements 24 have a plurality of recesses 26 (Figures 4 and 5). First recesses 26 are formed as radially extending grooves 27. The grooves 27 extend from an annular channel 28 formed in the central opening 13 to an opening on the outer cylindrical surface of the hub element. 17. The grooves 27 extend simultaneously into the area of the wings 18. The grooves 27 thus communicate with a region adjacent to the vanes 18 in the circumferential direction, the pressure chambers 22, 23. Both subelements 24 are identical with respect to the grooves 27, so that after their assembly, the grooves 27 of the one subelement 24 from a region of the side surface 25 of the other sub-element 24 are closed in the axial direction. Thus, the grooves 27 serve as pressure medium channels, via which the pressure chambers 22, 23 pressure medium from the annular channels 28 supplied or pressure medium from the pressure chambers 22, 23 can be discharged to the annular channels 28. The formation of the pressure medium channels as grooves 27 in the sub-elements 24 ensures that the pressure medium channels are not formed on an axial side surface of the impeller 15. Thus, when Duckbeaufschlagung of the grooves 27 no axial forces acting on the impeller 15, whereby the frictional forces between the side covers 16 and the side surfaces of the impeller 15 are minimized. In addition, the grooves 27 can be formed during the molding process of the sub-elements 24, for example, an injection molding process without additional effort. Thus, no additional machining post-processing steps, such as drilling the pressure fluid channels, necessary.
Neben den Nuten 27 sind an den aneinander anliegenden Seitenflächen 25 der Teilelemente 24 zweite Ausnehmungen 26 vorgesehen, die als Sacklöcher 29 ausgebildet sind. Die einzige Öffnung der Sacklöcher 29 liegt in der Fügeebene der beiden Teilelemente 24. Somit sind die axialen Seitenflächen des Flügelrades 15 ohne Ausnehmungen ausgebildet. Die Sacklöcher 29 können ebenfalls während des Formgebungsprozesses der Teilelemente 24 ausgebildet werden. Somit sinken der Materialaufwand und das Gewicht des Flügelrades 15. Gleichzeitig erhöht sich auf Grund der glatten Seitenflächen des Flügelrades 15 die Dichtwirkung zwischen den Seitendeckeln 16 und dem Naben- element 17, so dass sich die Leckage aus den Druckkammern 22, 23 zu der Zentralöffnung 13 reduziert. Jedes der Teilelemente 24 weist neben den beschriebenen Strukturen Form- schlusselemente 30 auf, die in den Flügel 18 ausgebildet sind. Dabei ist an zwei Flügeln 18 jeweils ein Zapfen und an zwei weiteren Flügel 18 jeweils eine an den Zapfen angepasste Öffnung ausgebildet. Während des Fügens der Teilelemente 24 greifen die Zapfen in die korrespondierende Öffnung ein, so dass die Teilelemente 24 automatisch zueinander positioniert werden. In addition to the grooves 27 24 second recesses 26 are provided on the abutting side surfaces 25 of the sub-elements, which are formed as blind holes 29. The single opening of the blind holes 29 lies in the joining plane of the two sub-elements 24. Thus, the axial side surfaces of the impeller 15 are formed without recesses. The blind holes 29 can also be formed during the molding process of the sub-elements 24. At the same time, the sealing effect between the side covers 16 and the hub element 17 increases due to the smooth side surfaces of the impeller 15, so that the leakage from the pressure chambers 22, 23 to the central opening 13 reduced. Each of the sub-elements 24 has, in addition to the structures described, form-fitting elements 30, which are formed in the wing 18. In this case, a pin is formed on each of two wings 18 and an opening adapted to the pin on two further wings 18. During the joining of the sub-elements 24, the pins engage in the corresponding opening, so that the sub-elements 24 are automatically positioned relative to each other.
Die beiden Teilelemente 24 sind identisch ausgebildet, so dass nur eine Spritzgussform zu deren Herstellung benötigt wird. The two sub-elements 24 are identical, so that only one injection mold is needed for their production.
Bezugszeichen reference numeral
1 Brennkraftmaschine 1 internal combustion engine
2 Kurbelwelle  2 crankshaft
3 Kolben  3 pistons
4 Zylinder  4 cylinders
5 Zugmitteltrieb  5 traction drive
6 Einlassnockenwelle  6 intake camshaft
7 Auslassnockenwelle  7 exhaust camshaft
8 Nocken  8 cams
9 Einlassgaswechselventil  9 inlet gas exchange valve
10 Auslassgaswechselventil  10 outlet gas exchange valve
1 1 Vorrichtung  1 1 device
12 Schraube  12 screw
13 Zentralöffnung  13 central opening
14 Zellenrad  14 cell wheel
15 Flügelrad  15 impeller
16 Seitendeckel  16 side covers
17 Nabenelement  17 hub element
18 Flügel  18 wings
19 Umfangswand  19 peripheral wall
20 Vorsprung  20 advantage
21 Druckraum  21 pressure chamber
22 erste Druckkammer  22 first pressure chamber
23 zweite Druckkammer  23 second pressure chamber
24 Teilelement  24 subelement
25 Seitenfläche  25 side surface
26 Ausnehmung  26 recess
27 Nut  27 groove
28 Ringkanal  28 ring channel
29 Sackloch  29 blind hole
30 Formschlusselement Aufnahme30 positive locking element admission
Verriegelungspinlocking pin
Rotationsachse axis of rotation

Claims

Patentansprüche claims
1 . Flügelrad (15) einer Vorrichtung (1 1 ) zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen (9, 10) einer Brennkraftmaschine (1 ) mit - einem im Wesentlichen zylindrischen Nabenelement (17) und zumindest einem Flügel (18) der sich ausgehend von dem Nabenelement (17) radial nach außen erstreckt, 1 . Impeller (15) of a device (1 1) for variably setting the timing of gas exchange valves (9, 10) of an internal combustion engine (1) with - a substantially cylindrical hub member (17) and at least one wing (18) extending from the hub member (17) extends radially outwards,
- wobei zumindest das Nabenelement (17) aus einem nichtmetallischen Werkstoff hergestellt ist,  - wherein at least the hub member (17) is made of a non-metallic material,
dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (15) aus zumindest zwei Teilelementen (24) besteht,  characterized in that the impeller (15) consists of at least two partial elements (24),
- die sich in Richtung einer Rotationsachse (33) des Flügelrades (15) gegenüberstehen und aneinander anliegen,  - which face each other in the direction of a rotation axis (33) of the impeller (15) and abut each other,
- wobei die Teilelemente (24) miteinander verbunden sind und  - Wherein the sub-elements (24) are interconnected and
- wobei zumindest an einer der aneinander anliegenden Seitenflächen (25) der Teilelemente (24) zumindest eine Ausnehmung (26, 27, 29) ausgebildet ist. - Wherein at least one of the abutting side surfaces (25) of the sub-elements (24) at least one recess (26, 27, 29) is formed.
2. Flügelrad (15) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aus- nehmung (26, 27, 29) in Richtung eines anderen Teilelements (24) von diesem verschlossen wird. 2. impeller (15) according to claim 1, characterized in that the recess (26, 27, 29) in the direction of another part element (24) is closed by this.
3. Flügelrad (15) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (29) sacklochförmig ausgebildet ist. 3. impeller (15) according to claim 1, characterized in that the recess (29) is formed blind hole-shaped.
4. Flügelrad (15) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (27) als Nut (27) ausgebildet ist, die sich ausgehend von einer Zentralöffnung (13) des Flügelrades (15) radial nach außen erstreckt und in einen den Flügeln (18) in Umfangsrichtung benachbarten Bereich mündet. 4. impeller (15) according to claim 1, characterized in that the recess (27) as a groove (27) is formed, which extends from a central opening (13) of the impeller (15) radially outwardly and in a the wings (18) opens in the circumferential direction adjacent area.
5. Flügelrad (15) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (24) mittels einer Schweiß- oder Klebverbindung miteinander verbunden sind. 5. impeller (15) according to claim 1, characterized in that the sub-elements (24) are interconnected by means of a welded or glued connection.
6. Flügelrad (15) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (24) kraft- oder formschlüssig miteinander verbunden sind. 6. impeller (15) according to claim 1, characterized in that the sub-elements (24) non-positively or positively connected to each other.
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