WO2008125565A1 - Cam shaft - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a camshaft of in particular motor vehicle engines with a coaxially arranged in an outer shaft inner shaft, which is rotatably mounted against the outer shaft.
- camshaft adjusters To reduce fuel consumption and pollutant emissions as well as to increase power and torque, many Otto engines are usually equipped with camshaft adjusters. These camshaft adjusters, also known as phasers, change the phasing of the camshaft relative to the crankshaft. In the case of camshafts with an inner shaft arranged coaxially in an outer shaft, such a phaser can also adjust a phase of the inner shaft relative to the outer shaft.
- the invention is based on the general idea, on a phase adjusting device for adjusting a phase position of an inner and an outer shaft relative to each other and / or to provide a drive, a stop device which either alone or together with the phase adjusting a stop for the outer shaft and the inner shaft forms, so that the axial play of the two waves is completely canceled in the best case.
- the inner shaft is mounted coaxially rotatable in the usual manner in the outer shaft, wherein the phase adjusting device according to the invention is mounted on a longitudinal end of the camshaft.
- the stop device of the phase adjusting device has at least a first axial stop for the outer shaft.
- a second axial stop for the inner shaft is provided either on the stop device or on the phase adjusting device, whereby the phase adjusting device fixes the inner shaft axially to the outer shaft in its mounting position via the stop device.
- the outer shaft without mounted phase adjusting device can have a great game to the inner shaft, which is canceled only when mounting the phase adjusting device or a VLD (Variable Lift Duration). Due to the non-positive connection of the phase adjusting device both to the outer shaft and directly or indirectly to the inner shaft, the inner shaft is fixed in a well-defined axial position to the outer shaft.
- the stop device expediently has an internal thread via which the stop device can be screwed onto an outer thread of the outer shaft, wherein the outer thread is formed either directly on the outer shaft or indirectly on a counter-stop element mounted on the outer shaft.
- the outer shaft or the counter-stop element on a collar which abuts when mounted phase adjusting device on the first axial stop of the stop device. Due to the internal thread on the stop device and the associated external thread on the outer shaft or on the counter stop element, a simple connection between the phase adjusting device and the outer shaft can be achieved, since the phase adjusting device only has to be screwed on for connection to the outer shaft.
- the provision of the collar on the outer shaft or on the genanschlagelement defines an exact axial position between the phase adjusting device and the outer shaft, whereby a high alignment accuracy between the phase adjusting device and the outer shaft can be achieved.
- the inner shaft and the outer shaft each have at least one transverse to the shaft axis passage opening for receiving a continuous mounting pin, wherein either the passage opening in the inner shaft or the passage opening in the outer shaft is formed as extending in the axial direction slot.
- the passage openings according to the invention allow an angle exact positioning of the inner shaft to the outer shaft and thus the respectively connected to the shafts cam, the formation of at least one through hole as an axial slot allows axial displacement of the inner shaft with respect to the outer shaft, so that when mounting the phase adjusting a axial adjustment of the two shafts can be done to each other easily, while both waves are already fixed with respect to their angle of rotation by the mounting pin.
- a simplified camshaft assembly is achieved, which also ensures an increased quality of assembly.
- the stop device forms an integral part of the phase adjusting device. It is conceivable here that the stop device is formed either as a separate component and before assembly to the camshaft is connected to the phase adjusting device or that the stop device is already incorporated in a housing part of the phase adjusting device, that is integrated. In particular, the last solution variant allows a common production of the stop device together with the phase adjusting device, so that a subsequent mounting of the stop device on the phase adjusting unnecessary and thereby streamline the manufacturing process and make it cheaper.
- FIG. 1 shows a longitudinal section through a camshaft according to the invention with a longitudinal end side attachable thereto phase adjusting device
- FIG. 2 is a representation as in Fig. 1, but with mounted phase adjusting device
- Fig. 3 is a representation as in Fig. 2, but in a partial sectional view.
- a camshaft 1 in particular a camshaft 1 of a motor vehicle engine, a coaxially arranged in an outer shaft 2 inner shaft 3, which is rotatably mounted against the outer shaft 2.
- the camshaft 1 preferably has mutually rotatable first cam 4 and second cam 5, of which the first cam 4 fixed to the inner shaft 3 and the second cam 5 are fixedly connected to the outer shaft 2.
- a camshaft 1 designed in this way requires a phase adjusting device 6, which preferably comprises two phase adjusters, not shown.
- a first phase adjuster can thereby adjust a phase angle of the inner shaft 3 and thus the first cam 4 to a drive, not shown, while a second phaser can adjust a phase position of the outer shaft 2 and thus the second cam 5 relative to the drive.
- VLD variable-lift-duration system
- movable cams are used and a cam follower (not shown) is inserted between the individual cams 5 and 5 '(see FIG.
- a cam follower (not shown) is inserted between the individual cams 5 and 5 '(see FIG.
- an axial clearance of the inner shaft 3 to the outer shaft 2 is kept as small as possible.
- a large axial play is permitted between the inner shaft 3 and the outer shaft 2, provided the phase adjusting device 6 is not yet mounted, while this axial play is removed during assembly of the phase adjustment device 6, in particular in the case of a VLD actuator.
- the phase adjusting device 6 each have a stop device 7, with at least one first axial stop 8 for the outer shaft 2.
- at least one second axial stop 9 for the inner shaft 3 on the stop device 7 or on the phase adjusting device 6 is provided, so that the stop device 7 alone or together with the phase adjusting device 6 is able to fix the inner shaft 3 to the outer shaft 2 axially.
- both the first axial stop 8 for the outer shaft 2 and the second axial stop 9 for the inner shaft 3 are arranged on the stop device 7.
- the stop device 7 can be designed as a separate component for the phase adjusting device 6 and can be mounted together with the latter on the camshaft 1 or form an integral part of the phase adjusting device 6. As can be seen from FIG. 2, the stop device 7 fixes the inner shaft 3 to the outer shaft 2 in the axial direction in its mounting position together with the phase adjusting device 6.
- an internal thread 10 is provided in the region of the stop means 7, via which the stop means 7 can be screwed onto an external thread 11 of the outer shaft 2, wherein the external thread 11 either directly on the Outer shaft 2 or indirectly on a mounted on the outer shaft 2 counter stop element 12 may be formed.
- the external thread 11 is formed on the counter stop element 12.
- phase adjusting device 6 and the stopper 7 on an axial passage opening 14, which is aligned with mounted on the camshaft 1 phase adjusting device 6 with an engagement opening 15 in the inner shaft 3 .
- a fixing element 16 for example a screw
- the second axial stop 9 can either - as shown in FIGS. 1 to 3 - be formed by the phase adjusting device 6 itself or it is on the stopper 7, for example in the form of a radial annular step, provided.
- the through hole 14 preferably has a tapered in the direction of the camshaft 1, in particular radially stepped inner contour, which is formed so that the radial step 18 a stop surface for the fixing element 16, in particular for a screw head 19 forms.
- a radial stage 18 can be produced inexpensively and easily.
- the inner shaft 3 and the outer shaft 2 each have at least one transverse to the shaft axis through hole 14 ', 14' 'for receiving a continuous mounting pin 20, either the through hole 14' of the inner shaft 3 or the through hole 14th '' of the outer shaft 2 is formed as in the axial direction of the camshaft 1 extending slot.
- the formation of one of the two through-openings 14 ', 14' 'thus allows a certain axial play of the inner shaft 3 to the outer shaft 2, wherein the formation allows only a movement of the two shafts 2.3 in the axial direction, while a rotational movement about the shaft axis is excluded so that the inner shaft 3 and thereby the first cams 4 can be brought into phase exactly to the outer shaft 2 and the second cam 5, respectively.
- the mounting pin 20 may be, for example, a cylindrical bolt.
- a trigger wheel (not shown) forms an integral part of the counter stop element 12 and / or that the stop device 7 forms an integral part of the phase adjustment device 6.
- the inner shaft 3 has at its end facing the phase adjusting device 6 a radially enlarged end region, in particular a head 21, via which the inner shaft 3 abuts when mounted phase adjusting device 6 on the second axial stop 9.
- the head 21 prevents slippage of the inner shaft 3 by the outer shaft 2, whereby the assembly of the camshaft 1 can be facilitated as a whole.
- phase adjusting device 6 By means of the phase adjusting device 6 according to the invention with the stop device 7 attached thereto or integrated into it, assembly of the camshaft 1 with a very high axial positioning accuracy of the outer shaft 2 with respect to the inner shaft 3 is facilitated, whereby due to the low requirements and the few components a simple and inexpensive Camshaft mounting can be achieved. In addition, there are no problems with respect to an axial overdetermination. In contrast, allows the mounting pin 20 with the passage openings 14 ', 14' according to the invention in the inner shaft 3 and the outer shaft 2, one of which is formed as extending in the axial direction slot hole a simple way, the inner shaft 3 with respect to its rotation angle exactly to the outer shaft. 2 to position, whereas an axial relative movement of the inner shaft 3 to the outer shaft 2 is maintained until complete installation of the phase adjusting device 6.
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Abstract
The invention relates to an adjustable camshaft (1), of motor vehicle engines in particular, with an inner shaft (3) which is disposed coaxially in an outer shaft(2), wherein the outer shaft (2) and the inner shaft (3) are mounted in such a way that they can be rotated relative to one another, and with at least one phase regulating unit (6) which can be mounted on a longitudinal end of the cam shaft (1) and which adjusts a phase position of the inner and outer shafts (3, 2) relative to one another and/or to a driving mechanism. The phase regulating unit (6) has a stop device (7) with at least one first axial stop (8) for the outer shaft (2). At least one second axial stop (9) for the inner shaft (3) is provided at the axial stop device (7) or at the phase regulating unit (6). The stop device (7), alone or together with the phase regulating unit (6), fixes the inner shaft (3) axially with respect to the outer shaft (2).
Description
Nockenwelle camshaft
Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle von insbesondere Kraftfahrzeugmotoren mit einer koaxial in einer Außenwelle angeordneten Innenwelle, welche verdrehbar gegen die Außenwelle gelagert ist.The invention relates to a camshaft of in particular motor vehicle engines with a coaxially arranged in an outer shaft inner shaft, which is rotatably mounted against the outer shaft.
Zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen sowie zur Erhöhung der Leistung und des Drehmomentes sind heutzutage viele Otto-Motoren in der Regel mit Nocken- wellenverstellern ausgestattet. Diese Nockenwellenverstel- ler, kurz auch Phasensteller genannt, ändern die Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle. Bei Nockenwellen mit einer koaxial in einer Außenwelle angeordneten Innenwelle kann einer derartiger Phasensteller auch eine Phase der Innenwelle relativ zur Außenwelle verstellen.To reduce fuel consumption and pollutant emissions as well as to increase power and torque, many Otto engines are usually equipped with camshaft adjusters. These camshaft adjusters, also known as phasers, change the phasing of the camshaft relative to the crankshaft. In the case of camshafts with an inner shaft arranged coaxially in an outer shaft, such a phaser can also adjust a phase of the inner shaft relative to the outer shaft.
Insbesondere bei modernen Nockenwellensystemen, bei welchen nicht nur die Ventilsteuerzeiten, sondern auch die Ventilhübe steuerbar sein sollen, ist es aufgrund von zwischen den einzelnen Nocken eintauchenden Nockenfolgern unabdingbar, dass ein axiales Spiel der Innenwelle zur Außenwelle möglichst klein gehalten wird.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine verstellbare Nockenwelle dahingehend zu verbessern, dass insbesondere ein Axialspiel der Innenwelle zur Außenwelle möglichst klein gehalten werden kann und dadurch eine hohe Funktionszuverlässigkeit der Nockenwelle erzielt werden kann .In particular, in modern camshaft systems, in which not only the valve timing, but also the valve strokes should be controllable, it is essential that an axial clearance of the inner shaft to the outer shaft is kept as small as possible due to intervening between the individual cam followers. The invention is concerned with the problem of improving an adjustable camshaft so that in particular an axial clearance of the inner shaft to the outer shaft can be kept as small as possible and thereby a high functional reliability of the camshaft can be achieved.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an einer Phasenstelleinrichtung zur Verstellung einer Phasenlage einer Innen- und einer Außenwelle relativ zueinander und/oder zu einem Antrieb, eine Anschlageinrichtung vorzusehen, welche entweder alleine oder zusammen mit der Phasenstelleinrichtung einen Anschlag für die Außenwelle und die Innenwelle bildet, so dass das Axialspiel der beiden Wellen im günstigsten Falle komplett aufgehoben wird. Die Innenwelle ist dabei in üblicher Weise koaxial verdrehbar in der Außenwelle gelagert, wobei die erfindungsgemäße Phasenstelleinrichtung an einem Längsende der Nockenwelle montiert ist. Die Anschlageinrichtung der Phasenstelleinrichtung weist dabei zumindest einen ersten Axialanschlag für die Außenwelle auf. Ein zweiter Axialanschlag für die Innenwelle ist dabei entweder an der Anschlageinrichtung oder an der Phasenstelleinrichtung vorgesehen, wodurch die Phasenstelleinrichtung in ihrer Montageposition über die Anschlageinrichtung die Innenwelle axial zur Außenwelle fixiert. Gemäß der Erfindung
ist dabei besonders interessant, dass die Außenwelle ohne montierte Phasenstelleinrichtung ein großes Spiel zur Innenwelle aufweisen kann, welches erst beim Montieren der Phasenstelleinrichtung bzw. eines VLD-Stellers (Variable Lift Duration) aufgehoben wird. Durch die kraftschlüssige Anbindung der Phasenstelleinrichtung sowohl an die Außenwelle als auch direkt oder indirekt an die Innenwelle wird die Innenwelle in einer genau definierten Axialposition zur Außenwelle fixiert. Durch die vorzugsweise vollständige Aufhebung des Axialspieles kann eine Gefährdung eines Nockenfolgers, welcher üblicherweise zwischen den Nocken eintaucht und bei einem unzulässigen Axialspiel mit den jeweils benachbarten Nocken kollidieren könnte, vermieden werden.The invention is based on the general idea, on a phase adjusting device for adjusting a phase position of an inner and an outer shaft relative to each other and / or to provide a drive, a stop device which either alone or together with the phase adjusting a stop for the outer shaft and the inner shaft forms, so that the axial play of the two waves is completely canceled in the best case. The inner shaft is mounted coaxially rotatable in the usual manner in the outer shaft, wherein the phase adjusting device according to the invention is mounted on a longitudinal end of the camshaft. The stop device of the phase adjusting device has at least a first axial stop for the outer shaft. A second axial stop for the inner shaft is provided either on the stop device or on the phase adjusting device, whereby the phase adjusting device fixes the inner shaft axially to the outer shaft in its mounting position via the stop device. According to the invention It is particularly interesting that the outer shaft without mounted phase adjusting device can have a great game to the inner shaft, which is canceled only when mounting the phase adjusting device or a VLD (Variable Lift Duration). Due to the non-positive connection of the phase adjusting device both to the outer shaft and directly or indirectly to the inner shaft, the inner shaft is fixed in a well-defined axial position to the outer shaft. By preferably completely canceling the axial play a risk of a cam follower, which usually dips between the cam and could collide with an inadmissible axial play with the respective adjacent cam can be avoided.
Zweckmäßig weist die Anschlageinrichtung ein Innengewinde auf, über welches die Anschlageinrichtung auf ein Außengewinde der Außenwelle aufschraubbar ist, wobei das Außengewinde entweder direkt auf der Außenwelle oder indirekt auf einem auf der Außenwelle montierten Gegenanschlagelement ausgebildet ist. Hierbei weist entweder die Außenwelle oder das Gegenanschlagelement einen Kragen auf, welcher bei montierter Phasenstelleinrichtung am ersten Axialanschlag der Anschlageinrichtung anliegt. Durch das Innengewinde an der Anschlageinrichtung und das zugehörige Außengewinde an der Außenwelle bzw. am Gegenanschlagelement kann eine einfache Verbindung zwischen der Phasenstelleinrichtung und der Außenwelle erreicht werden, da die Phasenstelleinrichtung zum Verbinden mit der Außenwelle lediglich aufgeschraubt werden muss. Das Vorsehen des Kragens an der Außenwelle oder am Ge-
genanschlagelement definiert eine exakte Axialposition zwischen der Phasenstelleinrichtung und der Außenwelle, wodurch eine hohe Ausrichtegenauigkeit zwischen der Phasenstelleinrichtung und der Außenwelle erreicht werden kann.The stop device expediently has an internal thread via which the stop device can be screwed onto an outer thread of the outer shaft, wherein the outer thread is formed either directly on the outer shaft or indirectly on a counter-stop element mounted on the outer shaft. In this case, either the outer shaft or the counter-stop element on a collar which abuts when mounted phase adjusting device on the first axial stop of the stop device. Due to the internal thread on the stop device and the associated external thread on the outer shaft or on the counter stop element, a simple connection between the phase adjusting device and the outer shaft can be achieved, since the phase adjusting device only has to be screwed on for connection to the outer shaft. The provision of the collar on the outer shaft or on the genanschlagelement defines an exact axial position between the phase adjusting device and the outer shaft, whereby a high alignment accuracy between the phase adjusting device and the outer shaft can be achieved.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weisen die Innenwelle und die Außenwelle jeweils zumindest eine quer zur Wellenachse verlaufende Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines durchgehenden Montagestiftes auf, wobei entweder die Durchgangsöffnung in der Innenwelle oder die Durchgangsöffnung in der Außenwelle als sich in Axialrichtung erstreckendes Langloch ausgebildet ist. Die erfindungsgemäßen Durchgangsöffnungen erlauben dabei eine Winkel exakte Positionierung der Innenwelle zur Außenwelle und damit der jeweils mit den Wellen verbundenen Nocken, wobei die Ausbildung zumindest einer Durchgangsöffnung als axiales Langloch eine axiale Verschiebbarkeit der Innenwelle bezüglich der Außenwelle zulässt, so dass bei einer Montage der Phasenstelleinrichtung eine axiale Justierung der beiden Wellen zueinander problemlos erfolgen kann, während beide Wellen bezüglich ihres Drehwinkels bereits durch den Montagestift fixiert sind. Hierdurch wird eine vereinfachte Nockenwellenmontage erreicht, die zugleich eine erhöhte Montagequalität gewährleistet.According to an advantageous development of the solution according to the invention, the inner shaft and the outer shaft each have at least one transverse to the shaft axis passage opening for receiving a continuous mounting pin, wherein either the passage opening in the inner shaft or the passage opening in the outer shaft is formed as extending in the axial direction slot. The passage openings according to the invention allow an angle exact positioning of the inner shaft to the outer shaft and thus the respectively connected to the shafts cam, the formation of at least one through hole as an axial slot allows axial displacement of the inner shaft with respect to the outer shaft, so that when mounting the phase adjusting a axial adjustment of the two shafts can be done to each other easily, while both waves are already fixed with respect to their angle of rotation by the mounting pin. As a result, a simplified camshaft assembly is achieved, which also ensures an increased quality of assembly.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bildet die Anschlageinrichtung einen integralen Bestandteil der Phasenstelleinrichtung. Denkbar ist hierbei, dass die Anschlageinrichtung entweder als separates Bauteil ausgebildet
und vor einer Montage an der Nockenwelle mit der Phasenstelleinrichtung verbunden wird oder aber dass die Anschlageinrichtung bereits in ein Gehäuseteil der Phasenstelleinrichtung eingearbeitet, d.h. integriert ist. Insbesondere die letzte Lösungsvariante ermöglicht dabei eine gemeinsame Herstellung der Anschlageinrichtung zusammen mit der Phasenstelleinrichtung, so dass sich eine nachträgliche Montage der Anschlageinrichtung an der Phasenstelleinrichtung erübrigt und sich dadurch der Herstellungsprozess rationalisieren und kostengünstiger gestalten lässt.According to a further advantageous embodiment, the stop device forms an integral part of the phase adjusting device. It is conceivable here that the stop device is formed either as a separate component and before assembly to the camshaft is connected to the phase adjusting device or that the stop device is already incorporated in a housing part of the phase adjusting device, that is integrated. In particular, the last solution variant allows a common production of the stop device together with the phase adjusting device, so that a subsequent mounting of the stop device on the phase adjusting unnecessary and thereby streamline the manufacturing process and make it cheaper.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Nockenwelle mit einer längsendseitig daran anbringbaren Phasenstelleinrichtung,Show, in each case schematically, 1 shows a longitudinal section through a camshaft according to the invention with a longitudinal end side attachable thereto phase adjusting device,
Fig. 2 eine Darstellung wie in Fig. 1, jedoch bei montierter Phasenstelleinrichtung,2 is a representation as in Fig. 1, but with mounted phase adjusting device,
Fig. 3 eine Darstellung wie in Fig. 2, jedoch bei einer teilweisen Schnittansicht.Fig. 3 is a representation as in Fig. 2, but in a partial sectional view.
Entsprechend Fig. 1 weist eine Nockenwelle 1, insbesondere eine Nockenwelle 1 eines Kraftfahrzeugmotors, eine koaxial in einer Außenwelle 2 angeordneten Innenwelle 3 auf, die verdrehbar gegen die Außenwelle 2 gelagert ist. Die Nockenwelle 1 weist dabei vorzugsweise gegeneinander verdrehbare ersten Nocken 4 und zweite Nocken 5 auf, von denen die ersten Nocken 4 fest mit der Innenwelle 3 und die zweiten Nocken 5 fest mit der Außenwelle 2 verbunden sind. Bei einer derartig ausgebildeten Nockenwelle 1 lassen sich somit nicht nur die Ventilsteuerzeiten variieren, sondern auch die Ventilhübe. Eine derartig ausgebildete Nockenwelle 1 benötigt dabei eine Phasenstelleinrichtung 6, welche vorzugsweise zwei nicht gezeigte Phasensteller umfasst. Ein erster Pha- sensteller kann dabei eine Phasenlage der Innenwelle 3 und damit der ersten Nocken 4 zu einem nicht gezeigten Antrieb verstellen, während ein zweiter Phasensteller eine Phasenlage der Außenwelle 2 und damit der zweiten Nocken 5 relativ zum Antrieb verstellen kann. Denkbar ist auch eine Phasenstelleinrichtung 6, wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, welche
lediglich eine Relativverstellung der Innenwelle 3 zur Außenwelle 2 verstellen kann.1, a camshaft 1, in particular a camshaft 1 of a motor vehicle engine, a coaxially arranged in an outer shaft 2 inner shaft 3, which is rotatably mounted against the outer shaft 2. The camshaft 1 preferably has mutually rotatable first cam 4 and second cam 5, of which the first cam 4 fixed to the inner shaft 3 and the second cam 5 are fixedly connected to the outer shaft 2. In such a trained camshaft 1 can thus not only vary the valve timing, but also the valve lifts. A camshaft 1 designed in this way requires a phase adjusting device 6, which preferably comprises two phase adjusters, not shown. A first phase adjuster can thereby adjust a phase angle of the inner shaft 3 and thus the first cam 4 to a drive, not shown, while a second phaser can adjust a phase position of the outer shaft 2 and thus the second cam 5 relative to the drive. Also conceivable is a phase adjusting device 6, as shown in FIGS. 1 to 3, which only a relative adjustment of the inner shaft 3 to the outer shaft 2 can adjust.
Insbesondere bei modernen Nockentriebsystemen, wie beispielsweise einem VLD-System (Variable-Lift-Duration- System) , bei welchem mit beweglichen Nocken gearbeitet wird und ein nicht gezeigter Nockenfolger zwischen den einzelnen Nocken 5 und 5' (vgl. Fig. 2) eintaucht, ist es unabdingbar, dass ein axiales Spiel der Innenwelle 3 zur Außenwelle 2 möglichst klein gehalten wird. Gemäß der Erfindung wird dabei zwischen der Innenwelle 3 und der Außenwelle 2 ein großes Axialspiel zugelassen, sofern die Phasenstelleinrichtung 6 noch nicht montiert ist, während dieses Axialspiel bei der Montage der Phasenverstelleinrichtung 6 insbesondere bei einem VLD-Steller, entfernt wird.Particularly in modern cam drive systems, such as a variable-lift-duration system (VLD), in which movable cams are used and a cam follower (not shown) is inserted between the individual cams 5 and 5 '(see FIG. It is essential that an axial clearance of the inner shaft 3 to the outer shaft 2 is kept as small as possible. According to the invention, a large axial play is permitted between the inner shaft 3 and the outer shaft 2, provided the phase adjusting device 6 is not yet mounted, while this axial play is removed during assembly of the phase adjustment device 6, in particular in the case of a VLD actuator.
Hierzu weist die Phasenstelleinrichtung 6 gemäß den Fig. 1 bis 3 jeweils eine Anschlageinrichtung 7 auf, mit zumindest einem ersten Axialanschlag 8 für die Außenwelle 2. Darüber hinaus ist an der Anschlageinrichtung 7 oder an der Phasenstelleinrichtung 6 zumindest ein zweiter Axialanschlag 9 für die Innenwelle 3 vorgesehen ist, so dass die Anschlageinrichtung 7 allein oder zusammen mit der Phasenstelleinrichtung 6 in der Lage ist, die Innenwelle 3 zur Außenwelle 2 axial zu fixieren. Alternativ ist denkbar, dass an der Anschlageinrichtung 7 sowohl der erste Axialanschlag 8 für die Außenwelle 2 als auch der zweite Axialanschlag 9 für die Innenwelle 3 angeordnet sind.
Die Anschlageinrichtung 7 kann dabei als zur Phasenstelleinrichtung 6 separates Bauteil ausgebildet sein und zusammen mit dieser auf der Nockenwelle 1 montiert werden oder einen integralen Bestandteil der Phasenstelleinrichtung 6 bilden. Wie der Fig. 2 dabei zu entnehmen ist, fixiert die Anschlageinrichtung 7 in ihrer Montageposition zusammen mit der Phasenstelleinrichtung 6 die Innenwelle 3 zur Außenwelle 2 in axialer Richtung.For this purpose, the phase adjusting device 6 according to FIGS. 1 to 3 each have a stop device 7, with at least one first axial stop 8 for the outer shaft 2. In addition, at least one second axial stop 9 for the inner shaft 3 on the stop device 7 or on the phase adjusting device 6 is provided, so that the stop device 7 alone or together with the phase adjusting device 6 is able to fix the inner shaft 3 to the outer shaft 2 axially. Alternatively, it is conceivable that both the first axial stop 8 for the outer shaft 2 and the second axial stop 9 for the inner shaft 3 are arranged on the stop device 7. In this case, the stop device 7 can be designed as a separate component for the phase adjusting device 6 and can be mounted together with the latter on the camshaft 1 or form an integral part of the phase adjusting device 6. As can be seen from FIG. 2, the stop device 7 fixes the inner shaft 3 to the outer shaft 2 in the axial direction in its mounting position together with the phase adjusting device 6.
Zur Vereinfachung der Montage der Phasenstelleinrichtung 6 bzw. der Anschlageinrichtung 7 auf der Nockenwelle 1 ist im Bereich der Anschlageinrichtung 7 ein Innengewinde 10 vorgesehen, über welches die Anschlageinrichtung 7 auf ein Außengewinde 11 der Außenwelle 2 aufschraubbar ist, wobei das Außengewinde 11 entweder direkt auf der Außenwelle 2 oder indirekt auf einem auf der Außenwelle 2 montierten Gegenan- schlagelement 12 ausgebildet sein kann. Bei den Darstellungen gemäß den Fig. 1 bis 3 ist das Außengewinde 11 auf dem Gegenanschlagelement 12 ausgebildet. Wird nun die, gemäß der Fig. 1 noch von der Nockenwelle 1 getrennte Phasenstelleinrichtung 6, mit ihrer Anschlageinrichtung 7 auf das Außengewinde 11 aufgeschraubt, so kann ein Aufschrauben solange erfolgen, bis der erste Axialanschlag 8 der Anschlageinrichtung 7 an einer Gegenanschlagflache 13, beispielweise in Form eines an der Außenwelle 2 oder am Gegenanschlagelement 12 ausgebildeten Kragens, anliegt. Hierdurch wird eine exakte axiale Positionierung zwischen der Phasenstelleinrichtung 6 und der Außenwelle 2 erreicht.
Um nun die Innenwelle 3 in eine genau vordefinierte Axialposition verstellen und insbesondere dann fixieren zu können, weisen die Phasenstelleinrichtung 6 und die Anschlageinrichtung 7 eine axiale Durchgangsöffnung 14 auf, die bei auf die Nockenwelle 1 montierter Phasenstelleinrichtung 6 mit einer Eingriffsöffnung 15 in der Innenwelle 3 fluchtet. Durch die Durchgangsöffnung 14 und in die Eingriffsöffnung 15 kann dabei ein Fixierelement 16, beispielsweise eine Schraube, eingedreht werden, und zwar so lange, bis die Innenwelle 3 mit ihrer Stirnseite 17 am zweiten Axialanschlag 9 anliegt. Der zweite Axialanschlag 9 kann dabei entweder - wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt - durch die Phasenstelleinrichtung 6 selbst gebildet sein oder aber er ist an der Anschlageinrichtung 7, beispielsweise in Form einer radialen Ringstufe, vorgesehen. Zur Fixierung der Innenwelle 3 bezüglich der Phasenstelleinrichtung 6 weist die Durchgangsöffnung 14 vorzugsweise eine sich in Richtung der Nockenwelle 1 gesehen verjüngende, insbesondere radial gestufte Innenkontur auf, die so ausgebildet ist, dass die Radialstufe 18 eine Anschlagfläche für das Fixierelement 16, insbesondere für einen Schraubenkopf 19 bildet. Eine derartige Radialstufe 18 lässt sich kostengünstig und einfach herstellen.To simplify the installation of the phase adjusting device 6 and the stopper 7 on the camshaft 1, an internal thread 10 is provided in the region of the stop means 7, via which the stop means 7 can be screwed onto an external thread 11 of the outer shaft 2, wherein the external thread 11 either directly on the Outer shaft 2 or indirectly on a mounted on the outer shaft 2 counter stop element 12 may be formed. In the illustrations according to FIGS. 1 to 3, the external thread 11 is formed on the counter stop element 12. If now, according to FIG. 1 still separated from the camshaft 1 phase adjusting device 6, screwed with its stopper 7 on the external thread 11, then screwing can be done until the first axial stop 8 of the stopper 7 on a counter stop surface 13, for example in Shape of a formed on the outer shaft 2 or the counter-stop member 12 collar rests. As a result, an exact axial positioning between the phase adjusting device 6 and the outer shaft 2 is achieved. In order now to adjust the inner shaft 3 in a precisely predefined axial position and in particular to be able to fix, the phase adjusting device 6 and the stopper 7 on an axial passage opening 14, which is aligned with mounted on the camshaft 1 phase adjusting device 6 with an engagement opening 15 in the inner shaft 3 , Through the passage opening 14 and into the engagement opening 15, a fixing element 16, for example a screw, can be screwed in, namely until the inner shaft 3 rests with its end face 17 against the second axial stop 9. The second axial stop 9 can either - as shown in FIGS. 1 to 3 - be formed by the phase adjusting device 6 itself or it is on the stopper 7, for example in the form of a radial annular step, provided. For fixing the inner shaft 3 with respect to the phase adjusting device 6, the through hole 14 preferably has a tapered in the direction of the camshaft 1, in particular radially stepped inner contour, which is formed so that the radial step 18 a stop surface for the fixing element 16, in particular for a screw head 19 forms. Such a radial stage 18 can be produced inexpensively and easily.
Durch die Anlage der Stirnseite 17 der Innenwelle 3 an dem zweiten Axialanschlag 9 und die gleichzeitige Anlage der Ge- genanschlagflache 13 des Gegenanschlagelementes 12 am ersten Axialanschlag 8 der Anschlageinrichtung 7 wird eine exakt definierte Axialpositionierung der Innenwelle 3 bezüglich
der Außenwelle 2 erreicht und zwar auf konstruktiv denkbar einfache Weise.By the abutment of the end face 17 of the inner shaft 3 on the second axial stop 9 and the simultaneous abutment of the counter stop surface 13 of the counter stop element 12 on the first axial stop 8 of the stop device 7, a precisely defined axial positioning of the inner shaft 3 with respect reaches the outer shaft 2 and that in a structurally simple way.
Zur Erleichterung der Montage der Nockenwelle 1 weisen die Innenwelle 3 und die Außenwelle 2 jeweils zumindest eine quer zur Wellenachse verlaufende Durchgangsöffnung 14', 14'' zur Aufnahme eines durchgehenden Montagestiftes 20 auf, wobei entweder die Durchgangsöffnung 14' der Innenwelle 3 oder die Durchgangsöffnung 14'' der Außenwelle 2 als sich in Axialrichtung der Nockenwelle 1 erstreckendes Langloch ausgebildet ist. Die Ausbildung einer der beiden Durchgangsöffnungen 14', 14'' ermöglicht somit ein gewisses Axialspiel der Innenwelle 3 zur Außenwelle 2, wobei die Ausbildung als Langloch lediglich eine Bewegung der beiden Wellen 2,3 in Axialrichtung zulässt, während eine Drehbewegung um die Wellenachse ausgeschlossen ist, so dass sich die Innenwelle 3 und dadurch die ersten Nocken 4 exakt zur Außenwelle 2 bzw. den zweiten Nocken 5 in Phase bringen lassen. Der Montagestift 20 kann beispielsweise ein zylindrischer Bolzen sein.To facilitate the assembly of the camshaft 1, the inner shaft 3 and the outer shaft 2 each have at least one transverse to the shaft axis through hole 14 ', 14' 'for receiving a continuous mounting pin 20, either the through hole 14' of the inner shaft 3 or the through hole 14th '' of the outer shaft 2 is formed as in the axial direction of the camshaft 1 extending slot. The formation of one of the two through-openings 14 ', 14' 'thus allows a certain axial play of the inner shaft 3 to the outer shaft 2, wherein the formation allows only a movement of the two shafts 2.3 in the axial direction, while a rotational movement about the shaft axis is excluded so that the inner shaft 3 and thereby the first cams 4 can be brought into phase exactly to the outer shaft 2 and the second cam 5, respectively. The mounting pin 20 may be, for example, a cylindrical bolt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass ein nicht gezeigtes Triggerrad einen integralen Bestandteil des Gegenanschlagelementes 12 bildet und/oder dass die Anschlageinrichtung 7 einen integralen Bestandteil der Phasenstelleinrichtung 6 bildet.According to a preferred embodiment, it may also be provided that a trigger wheel (not shown) forms an integral part of the counter stop element 12 and / or that the stop device 7 forms an integral part of the phase adjustment device 6.
Wie den Fig. 1 bis 3 weiter zu entnehmen ist, weist die Innenwelle 3 an ihrem der Phasenstelleinrichtung 6 zugewandten Ende einen radial vergrößerten Stirnbereich, insbesondere
einen Kopf 21 auf, über welchen die Innenwelle 3 bei montierter Phasenstelleinrichtung 6 am zweiten Axialanschlag 9 anliegt. Gleichzeitig verhindert der Kopf 21 ein Durchrutschen der Innenwelle 3 durch die Außenwelle 2, wodurch die Montage der Nockenwelle 1 insgesamt erleichtert werden kann.As can further be seen in FIGS. 1 to 3, the inner shaft 3 has at its end facing the phase adjusting device 6 a radially enlarged end region, in particular a head 21, via which the inner shaft 3 abuts when mounted phase adjusting device 6 on the second axial stop 9. At the same time, the head 21 prevents slippage of the inner shaft 3 by the outer shaft 2, whereby the assembly of the camshaft 1 can be facilitated as a whole.
Durch die erfindungsgemäße Phasenstelleinrichtung 6 mit der daran angebauten bzw. in diese integrierten Anschlageinrichtung 7 erleichtert sich eine Montage der Nockenwelle 1 mit einer sehr hohen axialen Positioniergenauigkeit der Außenwelle 2 bezüglich der Innenwelle 3, wobei durch die geringen Anforderungen und die wenigen Bauteile eine einfach und kostengünstige Nockenwellenmontage erreicht werden kann. Darüber hinaus ergeben sich keine Probleme bezüglich einer axialen Überbestimmung. Demgegenüber ermöglicht der Montagestift 20 mit den erfindungsgemäßen Durchgangsöffnungen 14', 14'' in der Innenwelle 3 bzw. der Außenwelle 2, wovon eine als sich in axialer Richtung erstreckende Langlochbohrung ausgebildet ist eine einfache Möglichkeit, die Innenwelle 3 bezüglich ihres Drehwinkels exakt zur Außenwelle 2 zu positionieren, wogegen eine axiale Relativbewegung der Innenwelle 3 zur Außenwelle 2 bis zur vollständigen Montage der Phasenstelleinrichtung 6 erhalten bleibt.
By means of the phase adjusting device 6 according to the invention with the stop device 7 attached thereto or integrated into it, assembly of the camshaft 1 with a very high axial positioning accuracy of the outer shaft 2 with respect to the inner shaft 3 is facilitated, whereby due to the low requirements and the few components a simple and inexpensive Camshaft mounting can be achieved. In addition, there are no problems with respect to an axial overdetermination. In contrast, allows the mounting pin 20 with the passage openings 14 ', 14' according to the invention in the inner shaft 3 and the outer shaft 2, one of which is formed as extending in the axial direction slot hole a simple way, the inner shaft 3 with respect to its rotation angle exactly to the outer shaft. 2 to position, whereas an axial relative movement of the inner shaft 3 to the outer shaft 2 is maintained until complete installation of the phase adjusting device 6.
Claims
1. Verstellbare Nockenwelle (1) von insbesondere Kraftfahrzeugmotoren,1. adjustable camshaft (1) of in particular motor vehicle engines,
- mit einer koaxial in einer Außenwelle (2) angeordneten Innenwelle (3) ,with an inner shaft (3) arranged coaxially in an outer shaft (2),
- wobei die Außenwelle (2) und die Innenwelle (3) relativ zueinander verdrehbar gelagert sind,- Wherein the outer shaft (2) and the inner shaft (3) are rotatably mounted relative to each other,
- mit zumindest einer auf ein Längsende der Nockenwelle (1) montierbaren Phasenstelleinrichtung (6), die eine Phasenlage der Innen- und der Außenwelle (3,2) relativ zueinander und/oder zu einem Antrieb verstellt,- With at least one on a longitudinal end of the camshaft (1) mountable phase adjusting device (6) which adjusts a phase angle of the inner and the outer shaft (3,2) relative to each other and / or to a drive,
- wobei die Phasenstelleinrichtung (6) eine Anschlageinrichtung (7) mit zumindest einem ersten Axialanschlag (8) für die Außenwelle (2) aufweist,- wherein the phase adjusting device (6) has an abutment device (7) with at least one first axial stop (8) for the outer shaft (2),
- wobei an der Anschlageinrichtung (7) oder an der Phasenstelleinrichtung (6) zumindest ein zweiter Axialanschlag (9) für die Innenwelle (3) vorgesehen ist,wherein at least one second axial stop (9) for the inner shaft (3) is provided on the stop device (7) or on the phase adjusting device (6),
- wobei die Anschlageinrichtung (7) allein oder zusammen mit der Phasenstelleinrichtung (6) die Innenwelle (3) zur Außenwelle (2) axial fixiert.- Wherein the stop device (7) alone or together with the phase adjusting device (6) axially fixes the inner shaft (3) to the outer shaft (2).
2. Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Nockenwelle (1) gegeneinander verdrehbare erste und zweite Nocken (4,5) aufweist, von denen die ersten Nocken (4) fest mit der Innenwelle (3) und die zweiten Nocken (5) fest mit der Außenwelle (2) verbunden sind,2. Camshaft according to claim 1, characterized in that - That the camshaft (1) against each other rotatable first and second cam (4,5), of which the first cam (4) fixed to the inner shaft (3) and the second cam (5) fixedly connected to the outer shaft (2) are,
- dass die Phasenstelleinrichtung (6) einen ersten und einen zweiten Phasensteller umfasst, von denen der erste Phasen- steller eine Phasenlage der Innenwelle (3) und damit der ersten Nocken (4) relativ zu einem Antrieb verstellt, während der zweite Phasensteller eine Phasenlage der Außenwelle (2) und damit der zweiten Nocken (5) relativ zum Antrieb verstellt.- That the phase adjusting device (6) comprises a first and a second phase adjuster, of which the first phase adjuster a phase angle of the inner shaft (3) and thus the first cam (4) adjusted relative to a drive, while the second phaser a phase angle of Outer shaft (2) and thus the second cam (5) adjusted relative to the drive.
3. Nockenwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,3. Camshaft according to claim 1 or 2, characterized
- dass die Anschlageinrichtung (7) ein Innengewinde (10) aufweist, über welches die Anschlageinrichtung (7) auf ein Außengewinde (11) der Außenwelle (2) aufschraubbar ist, wobei das Außengewinde (11) direkt auf der Außenwelle (2) oder indirekt auf einem auf der Außenwelle (2) montierten Gegenanschlagelement (12) ausgebildet ist,- That the stop means (7) has an internal thread (10), via which the stop means (7) on an external thread (11) of the outer shaft (2) can be screwed, wherein the external thread (11) directly on the outer shaft (2) or indirectly is formed on a counter-stop element (12) mounted on the outer shaft (2),
- dass entweder die Außenwelle (2) oder das Gegenanschlagelement (12) einen Kragen (13) aufweist, welcher bei montierter Phasenstelleinrichtung (6) am ersten Axialanschlag (8) der Anschlageinrichtung (7) anliegt.- That either the outer shaft (2) or the counter-stop element (12) has a collar (13) which abuts when mounted phase adjusting device (6) on the first axial stop (8) of the stop device (7).
4. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenstelleinrichtung (6) und die Anschlageinrichtung (7) eine jeweils axiale Durchgangsöffnung (14) aufwei- sen, die bei auf die Nockenwelle (1) montierter Phasenstelleinrichtung (6) mit einer Eingriffsöffnung (15) in der Innenwelle (3) fluchtet.4. Camshaft according to one of claims 1 to 3, characterized in that the phase adjusting device (6) and the stop device (7) each have an axial passage opening (14) aufwei- sen, which is aligned with the camshaft (1) mounted phase adjusting device (6) with an engagement opening (15) in the inner shaft (3).
5. Nockenwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,5. Camshaft according to claim 4, characterized
- dass die Durchgangsöffnung (14) eine sich in Richtung der Nockenwelle (1) gesehen verjüngende, radial gestufte Innenkontur aufweist, wobei die Radialstufe (18) eine Anschlagfläche für ein Fixierelement (16), insbesondere eine Schraube bildet,in that the through-opening (14) has a radially stepped inner contour tapering in the direction of the camshaft (1), the radial step (18) forming a stop surface for a fixing element (16), in particular a screw,
- dass ein der Innenwelle (3) zugewandter Rand der Durchgangsöffnung (14) den zweiten Axialanschlag (9) bildet, an dem die Innenwelle (3) bei montiertem Fixierelement (16) anliegt .- That one of the inner shaft (3) facing edge of the through hole (14) forms the second axial stop (9) on which the inner shaft (3) rests with mounted fixing element (16).
6. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwelle (3) und die Außenwelle (2) jeweils zumindest eine quer zur Wellenachse verlaufende Durchgangsöffnung (14', 14'') zur Aufnahme eines durchgehenden Montagestiftes (20) aufweisen, wobei entweder die Durchgangsöffnung (14') der Innenwelle (3) oder die Durchgangsöffnung (14'') der Außenwelle (2) als sich in Axialrichtung erstreckendes Langloch ausgebildet ist.6. Camshaft according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner shaft (3) and the outer shaft (2) each have at least one transverse to the shaft axis through opening (14 ', 14' ') for receiving a continuous mounting pin (20) wherein either the passage opening (14 ') of the inner shaft (3) or the passage opening (14' ') of the outer shaft (2) is formed as a slot extending in the axial direction.
7. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Triggerrad einen integralen Bestandteil des Gegen- anschlagelements (12) bildet.7. Camshaft according to one of claims 3 to 6, characterized a trigger wheel forms an integral part of the counterstop element (12).
8. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlageinrichtung (7) einen integralen Bestandteil der Phasenstelleinrichtung (6) bildet.8. Camshaft according to one of claims 1 to 7, characterized in that the stop device (7) forms an integral part of the phase adjusting device (6).
9. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwelle (3) an ihrem der Phasenstelleinrichtung9. Camshaft according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inner shaft (3) at its the phase adjusting device
(6) zugewandten Ende einen radial vergrößerten Kopf (21) aufweist, über welchen die Innenwelle (3) bei montierter(6) facing end has a radially enlarged head (21), via which the inner shaft (3) mounted at
Phasenstelleinrichtung (6) am zweiten Axialanschlag (9) anliegt .Phase adjusting device (6) against the second axial stop (9).
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Legal Events
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 08736009 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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