WO2010034575A1 - Vorrichtung zur variablen einstellung der steuerzeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur variablen einstellung der steuerzeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2010034575A1
WO2010034575A1 PCT/EP2009/060756 EP2009060756W WO2010034575A1 WO 2010034575 A1 WO2010034575 A1 WO 2010034575A1 EP 2009060756 W EP2009060756 W EP 2009060756W WO 2010034575 A1 WO2010034575 A1 WO 2010034575A1
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WO
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phase adjusting
drive wheel
adjusting device
internal combustion
combustion engine
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PCT/EP2009/060756
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Inventor
Jürgen Weber
Josef Janitschek
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Schaeffler Kg
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/02—Valve drive
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for variably setting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine with a phase adjusting device and a drive wheel, wherein the drive wheel is fixed to the phase adjusting device and has a substantially hollow cylindrical toothing section.
  • the device comprises a phase adjusting device, by means of which the phase relation between the camshaft and the crankshaft can be variably adjusted, and a drive wheel, via which torque is transmitted from the crankshaft to the phase adjusting device.
  • the phase adjusting device has a drive element and an output element, wherein the drive element is connected to the drive wheel and the output element is in driving connection with the camshaft.
  • Such a device is known for example from US 5,941, 203 B2.
  • the device comprises a hydraulic phase adjusting device and a pulley.
  • the pulley is rotatably connected by a screw with the device.
  • the pulley is located directly on an outer lateral surface of the phase adjusting device.
  • Such pulleys are solid, for example by means of a powder metallurgical process, formed.
  • the device comprises an electromagnetic phase adjusting device and a drive wheel.
  • the electromechanical phase adjusting means comprises a three-shaft gear, in the illustrated embodiment, a swash plate gear, and an electric servomotor.
  • the three-shaft transmission is designed, for example, as planetary gear, inner eccentric gear or wave gear and electrical brakes are provided instead of the servomotor.
  • a first shaft of the three-shaft transmission is in drive connection with the crankshaft of the internal combustion engine.
  • the second shaft is drivingly connected to the camshaft.
  • the servomotor or the brake acts on the third shaft. Rotational energy can be supplied to or removed from the three-shaft gear via this shaft, wherein an adjustment of the phase position of the camshaft relative to the crankshaft is effected by the gear ratio of the three-shaft gear.
  • a disadvantage of these embodiments is that the device is exposed to high temperatures during operation of the internal combustion engine, whereby the viscosity of the pressure medium decreases.
  • the leakage increases within and out of the device, whereby the pressure medium consumption is increased and the adjustment speed of the device decreases.
  • increased wear occurs due to the thermal expansion of the components.
  • the invention has for its object a device for variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine create, with the influence of the operating temperature of the internal combustion engine is to be lowered to the device.
  • ventilation ribs are arranged on an inner circumferential surface of the toothing section.
  • the device has a phase adjusting device, for example an electro-mechanical or a hydraulic phase adjusting device, for example in vane-type construction.
  • the phase adjusting device can be driven by a drive wheel, for example in the form of a belt, chain or gear by means of a toothed belt, a chain or a gear drive from the crankshaft.
  • the drive wheel is rotatably connected to the phase adjusting device.
  • the drive wheel has a substantially hollow cylindrical toothing section, on the outer circumferential surface of which a tooth profile is formed in which the toothed belt, the chain or another toothed wheel engages. It is provided that ventilation ribs are arranged on an inner lateral surface of the toothing section.
  • the drive wheel During operation of the internal combustion engine, the drive wheel generally rotates at half the crankshaft speed.
  • the ventilation ribs cause an air turbulence between the inner lateral surface of the drive wheel and the phase adjusting device.
  • both the phase adjusting device and the drive wheel are cooled, thus lowering the temperature of the device.
  • the toothed section is arranged radially spaced from the phase adjusting device.
  • a cavity between the drive wheel and the phase adjusting device is provided, in which an air flow can establish.
  • the toothed section is arranged in the radial direction to the phase adjusting device.
  • fastening elements for fastening the drive wheel to the phase adjusting device be provided on the drive wheel.
  • the fastening elements can be manufactured separately, for example, and can be connected to the drive wheel in a material, positive or non-positive manner.
  • the fastening elements are formed integrally with the drive wheel.
  • the drive wheel can be centered on the phase adjusting device.
  • thread carriers can be formed on the fastening elements.
  • the threaded carriers may for example have an internal thread and serve for fastening the drive wheel to the phase adjusting device.
  • the drive wheel may be formed, for example, as a pulley. It can be provided that the toothed portion is formed as a chipless manufactured sheet metal part.
  • a drive wheel which is made of a suitable sheet, such as a steel sheet, the weight of the device can be significantly reduced.
  • the entire drive wheel may be formed as a sheet metal part produced without cutting.
  • the toothed portion, the one-piece formed with this fastening elements and optionally the thread carrier can be formed by a non-cutting forming of a suitable sheet metal part.
  • the toothed portion is formed wave-shaped in the circumferential direction.
  • the inner circumferential surface of the toothed portion may be formed as negative to the tooth profile on the outer circumferential surface.
  • the gearing portion has the ventilation ribs with minimal material usage and thus reduced weight.
  • FIG. 1 shows very schematically an internal combustion engine
  • FIG. 2 shows a plan view of a first embodiment according to the invention of a device for changing the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine
  • FIG. 3 shows a plan view of a drive wheel of the device
  • FIG. 4 shows the detail Z from FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through the drive wheel from FIG. 3,
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a second embodiment of a drive wheel.
  • FIG. 1 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 traction drive 5 with an intake camshaft 6 and exhaust camshaft 7 in combination, with a first and a second device 11 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 inlet gas exchange valves 9 or one or more Auslassgas scaffoldventile 10.
  • it may be provided only one of the camshafts 6, 7 with a device 11, or provide only a camshaft 6, 7, which with a Device 11 is provided.
  • FIG. 2 shows a top view of a first embodiment of a device 11 according to the invention.
  • the device 11 comprises a drive wheel, in the illustrated embodiment, a pulley 24, and a phase adjusting device 20.
  • the phase adjusting device 20 has a drive element 12 and a Output member 14, which are limited in the axial direction of two side covers, not shown.
  • the output element 14 is designed in the form of an impeller and has a substantially cylindrically designed hub member 17, extend from the outer cylindrical surface in the illustrated embodiment, five wings 18 in the radial direction outwards.
  • the wings 18 are formed separately from the hub member 17 and arranged in vane grooves 19.
  • the projections 23 extend radially inwardly.
  • the projections 23 are integrally formed with the peripheral wall 22.
  • the drive element 12 is arranged by means of radially inner circumferential walls of the projections 23 relative to the output member 14 rotatable thereto.
  • the device 11 further includes a drive wheel in the form of a pulley 24, which is non-rotatably attached to the drive member 12.
  • the pulley 24 and the side covers are rotatably fixed to the drive member 12 by means of five screws 27. Torque can be transmitted from the crankshaft 2 to the drive element 12 via the belt pulley 24 by means of a belt drive (not shown).
  • the output member 14 is rotatably connected in the assembled state with the camshaft 6,7.
  • a pressure space 28 is formed between two respective projections 23 adjacent in the circumferential direction.
  • Each of the pressure chambers 28 is circumferentially bounded by opposing, substantially radially extending boundary walls 29 of adjacent projections 23, in the axial direction of the side covers, radially inwardly of the hub member 17 and radially outwardly of the peripheral wall 22.
  • In each of the pressure chambers 28 protrudes a wing 18, wherein the wings 18 are formed such that they rest against both the side covers and on the peripheral wall 22.
  • Each vane 18 thus divides the respective pressure chamber 28 into two counteracting pressure chambers 30, 31.
  • the output element 14 is rotatably arranged in a defined Winkeibreich to the drive element 12.
  • the angular range is limited in one direction of rotation of the driven element 14 in that the wings 18 come into contact with a corresponding boundary wall 29 (early stop 32) of the pressure chambers 28.
  • the angular range in the other direction of rotation is limited by the fact that the wings 18 come to rest on the other boundary walls 29 of the pressure chambers 28, which serve as a late stop 33.
  • the pulley 24 is shown in plan view and as a longitudinal section.
  • the pulley 24 has a substantially hollow cylindrical toothed portion 15 and a plurality of fasteners 16, by means of which the pulley 24 can be secured to the drive member 12.
  • the toothed portion 15 and the fastening elements 16 are integrally formed and method by means of a non-cutting forming, for example, a deep drawing process, made of a sheet metal part.
  • the fastening elements 16 are arranged at an axial end of the toothing section 15.
  • the toothed portion 15 has on the outer lateral surface of a tooth profile 35, in which an unillustrated toothed belt of the internal combustion engine 1 can intervene.
  • 15 ventilation ribs 34 are formed on the inner circumferential surface 13 of the toothed portion.
  • this is achieved in that the toothed portion 15 is formed wave-shaped in the circumferential direction during the forming process. It is provided that the material thickness of the toothing section 15 is constant along the entire circumference.
  • the tooth profile 35 of the outer circumferential surface formed in a mirrored shape.
  • the toothed section 15 is arranged radially spaced from the phase adjusting device 20 so that in the radial direction there is a distance between the inner circumferential surface 13 of the toothed section 15 and the outer circumferential surface of the phase adjusting device 20.
  • the pulley 24 rotates at half the speed of the crankshaft 2.
  • the ventilation ribs 34 on the inner circumferential surface 13 of the toothed portion 15 cause a turbulence of the ambient air, whereby the phase adjusting device 20 and the pulley 24 receive additional cooling.
  • the material load is lowered.
  • the temperature of the pressure medium within the phase adjusting device 20 is lowered, whereby its viscosity is increased and thus the leakage within the phase adjusting device 20 and out of it is lowered.
  • a first flange plate 25 is integrally formed with the toothed section 15.
  • the first flange plate 25 prevents migration of the toothed belt of the toothed portion 15 in this direction during operation of the internal combustion engine 1.
  • the first flanged wheel 25 can be formed during the chipless manufacturing process of the pulley 24 without significant additional effort. By forming the pulley 24 from a suitable sheet-metal part, the weight of the device 11 can be significantly reduced in comparison with the sintering designs customary in the prior art. The use of non-cutting forming processes significantly reduces production costs.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a pulley 24.
  • integrally formed on the fastening elements 16 thread carrier 21, which are provided with a through hole in which a thread to engage one of the screws 27 is formed.
  • the thread carrier 21 may be made, for example, by a drawing process during the manufacture of the pulley 24, wherein the internal thread may be formed by a thread-forming or tapping process in the through-hole.
  • a second flanged wheel 26 is attached to the axial end of the toothed section 15, on which the fastening elements 16 are arranged.
  • This second flanged wheel 26 can be produced, for example, by stamping or cutting and, for example, by welding, in particular spot welding, gluing, mechanical joining with mold or fabric finish or a forming process rotatably connected to the pulley 24.
  • the pulley 24 can be centered relative to the phase adjusting device 20. Furthermore, it can be provided that structures for engaging a positioning tool are formed on the belt pulley 24 in order to fix the phase position of the phase adjusting device 20 during assembly of the device 11 to the camshaft 6, 7.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (11) zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen (9, 10) einer Brennkraftmaschine (1 ) mit einer Phasenstelleinrichtung (20) und einem Antriebsrad (24), wobei das Antriebsrad (24) an der Phasenstelleinrichtung (20) befestigt ist und einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Verzahnungsabschnitt (15) aufweist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einer Phasenstelleinrichtung und einem Antriebsrad, wobei das Antriebsrad an der Phasenstelleinrichtung befestigt ist und einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Verzah- nungsabschnitt aufweist.
Hintergrund der Erfindung
In modernen Brennkraftmaschinen werden Vorrichtungen zur variablen Einstellung 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 gestalten zu können. Die Vorrichtung umfasst eine Phasenstelleinrichtung, mittels derer die Phasenrelation zwischen der Nockenwelle zur Kurbelwelle variabel eingestellt werden kann, und ein Antriebsrad, über das Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Phasenstelleinrichtung übertragen wird. Die Phasenstelleinrichtung weist ein Antriebselement und ein Abtriebselement auf, wobei das Antriebselement mit dem Antriebsrad verbunden und das Abtriebselement in Antriebsverbindung mit der Nockenwelle steht.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 5,941 ,203 B2 bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine hydraulische Phasenstelleinrichtung und ein Riemenrad. Das Riemenrad ist mittels einer Schraubverbindung drehfest mit der Vorrichtung verbunden. Dabei liegt das Riemenrad direkt an einer äußeren Mantelfläche der Phasenstelleinrichtung an. Derartige Riemenräder sind massiv, beispielsweise mittels eines pulvermetallurgischen Verfahrens, ausge- bildet.
Eine weitere derartige Vorrichtung ist aus der DE 10 2004 062 069 A1 bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine elektromagnetische Phasenstelleinrichtung und ein Antriebsrad. Die elektromechanische Phasenstelleinrichtungen umfasst ein Dreiwellengetriebe, in der dargestellten Ausführungsform ein Taumelscheibengetriebe, und einen elektrischen Stellmotor. Ebenso denkbar sind Ausführungsform, in denen das Dreiwellengetriebe beispielsweise als Planetengetriebe, Innenexzentergetriebe oder Wellgetriebe ausgebildet ist und statt des Stellmotors elektrische Bremsen vorgesehen sind. Dabei steht eine erste Welle des Dreiwellengetriebes mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung. Die zweite Welle steht in Antriebsverbindung mit der Nockenwelle. Der Stellmotor oder die Bremse wirkt auf die dritte Welle. Über diese Welle kann dem Dreiwellengetriebe Rotationsenergie zugeführt oder aus diesem abgeführt werden, wobei durch das Übersetzungsverhältnis des Dreiwellengetrie- bes eine Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle bewirkt wird.
Nachteilig an diesen Ausführungsformen ist, dass die Vorrichtung während des Betriebs der Brennkraftmaschine hohen Temperaturen ausgesetzt ist, wodurch die Viskosität des Druckmittels sinkt. Damit steigt die Leckage innerhalb der Vorrichtung und aus dieser heraus, wodurch der Druckmittelverbrauch erhöht wird und die Verstellgeschwindigkeit der Vorrichtung sinkt. Des Weiteren tritt auf Grund der thermischen Ausdehnung der Bauteile erhöhter Verschleiß auf.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei der Einfluss der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine auf die Vorrichtung gesenkt werden soll.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an einer Innenmantel- fläche des Verzahnungsabschnitts Ventilationsrippen angeordnet sind.
Die Vorrichtung weist eine Phasenstelleinrichtung, beispielsweise eine elekt- romechanische oder eine hydraulische Phasenstelleinrichtung, beispielsweise in Flügelzellenbauweise, auf. Die Phasenstelleinrichtung kann über ein Antriebsrad beispielsweise in Form eines Riemen-, Ketten- oder Zahnrades mittels eines Zahnriemens, einer Kette bzw. eines Zahnradtriebes von der Kurbelwelle angetrieben werden. Zu diesem Zweck ist das Antriebsrad drehfest mit der Phasenstelleinrichtung verbunden. Das Antriebsrad weist einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Verzahnungs- abschnitt auf, auf dessen Außenmantelfläche ein Zahnprofil ausgebildet ist, in das der Zahnriemen, die Kette bzw. ein weiteres Zahnrad eingreift. Dabei ist vorgesehen, dass an einer Innenmantelfläche des Verzahnungsabschnitts Ventilationsrippen angeordnet sind. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine rotiert das Antriebsrad in der Regel mit halber Kurbelwellendrehzahl. Die Venti- lationsrippen bewirken eine Luftverwirbel ung zwischen der Innenmantelfläche des Antriebsrades und der Phasenstelleinrichtung. Somit werden sowohl die Phasenstelleinrichtung als auch das Antriebsrad gekühlt und somit die Temperatur der Vorrichtung gesenkt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Verzahnungsabschnitt radial beabstandet zur Phasenstelleinrichtung angeordnet ist. Somit ist ein Hohlraum zwischen dem Antriebsrad und der Phasenstelleinrichtung vorgesehen, in dem sich ein Luftstrom etablieren kann. In einer Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verzahnungsabschnitt in radialer Richtung zu der Phasenstelleinrichtung angeordnet ist. In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass an dem An- triebsrad Befestigungselemente zur Befestigung des Antriebsrades an der Phasenstelleinrichtung vorgesehen sind. Die Befestigungselemente können beispielsweise separat gefertigt und Stoff-, form- oder kraftschlüssig mit dem Antriebsrad verbunden sein. In einer Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Befestigungs- elemente einteilig mit dem Antriebsrad ausgebildet sind. Mittels der Befestigungselemente kann das Antriebsrad an der Phasenstelleinrichtung zentriert werden. Somit werden Rundlauffehler des Antriebsrades vermieden. Dabei können an den Befestigungselementen Gewindeträger ausgebildet sein. Die Gewindeträger können beispielsweise ein Innengewinde aufweisen und zum Befestigen des Antriebsrades an der Phasenstelleinrichtung dienen.
Das Antriebsrad kann beispielsweise als Riemenrad ausgebildet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Verzahnungsabschnitt als spanlos gefertigtes Blechteil ausgebildet ist. Durch den Einsatz eines Antriebsrades, welches aus einem geeigneten Blech, beispielsweise einem Stahlblech, gefertigt ist, kann das Gewicht der Vorrichtung erheblich verringert werden. Durch den Einsatz von spanlosen Umformverfahren, beispielsweise Tiefziehverfahren, verringern sich die Produktionskosten signifikant.
Darüberhinaus kann das gesamte Antriebsrad als spanlos gefertigtes Blechteil ausgebildet sein. Insbesondere können der Verzahnungsabschnitt, die einteilig mit diesem ausgebildeten Befestigungselemente und gegebenenfalls die Gewindeträger durch ein spanloses Umformverfahren aus einem geeigneten Blechteil geformt sein.
In einer Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verzahnungsabschnitt in Umfangsrichtung wellenförmig ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Innenmantelfläche des Verzahnungsabschnitts als negativ zu dem Zahnprofil an dessen Außenmantelfläche ausgebildet sein. Somit weist der Verzah- nungsabschnitt die Ventilationsrippen bei minimalem Materialeinsatz und damit verringertem Gewicht auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen: Figur 1 nur sehr schematisch eine Brennkraftmaschine,
Figur 2 eine Draufsicht auf eine erste erfindungsgemäße Ausführungs- form einer Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine,
Figur 3 eine Draufsicht auf ein Antriebsrad der Vorrichtung,
Figur 4 die Einzelheit Z aus Figur 3,
Figur 5 einen Längsschnitt durch das Antriebsrad aus Figur 3,
Figur 6 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Antriebsrades.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In Figur 1 ist 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 Zugmitteltrieb 5 mit einer Einlassnockenwelle 6 bzw. Auslassnockenwelle 7 in Verbindung, wobei eine erste und eine zweite Vorrichtung 11 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. Ebenso kann vorgesehen sein nur eine der Nockenwellen 6, 7 mit einer Vorrichtung 11 auszustatten, oder nur eine Nockenwelle 6, 7 vorzusehen, welche mit einer Vorrichtung 11 versehen ist.
Die Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 in Draufsicht. Die Vorrichtung 11 umfasst ein Antriebsrad, in der dargestellten Ausführungsform ein Riemenrad 24, und eine Phasenstelleinrichtung 20. Die Phasenstelleinrichtung 20 weist ein Antriebselement 12 und ein Abtriebselement 14 auf, die in axialer Richtung von zwei nicht dargestellten Seitendeckeln begrenzt werden. Das Abtriebselement 14 ist in Form eines Flügelrades ausgeführt und weist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgeführtes Nabenelement 17 auf, von dessen äußerer zylindrischer Mantelfläche sich in der dargestellten Ausführungsform fünf Flügel 18 in radialer Richtung nach außen erstrecken. Die Flügel 18 sind separat zu dem Nabenelement 17 ausgebildet und in Flügelnuten 19 angeordnet.
Ausgehend von einer äußeren Umfangswand 22 des Antriebselements 12 erstrecken sich fünf Vorsprünge 23 radial nach innen. In der dargestellten Ausfüh- rungsform sind die Vorsprünge 23 einteilig mit der Umfangswand 22 ausgebildet. Das Antriebselement 12 ist mittels radial innen liegender Umfangswände der Vorsprünge 23 relativ zu dem Abtriebselement 14 drehbar zu diesem angeordnet.
Die Vorrichtung 11 weist des Weiteren ein Antriebsrad in Form eines Riemenrades 24 auf, das drehfest an dem Antriebselement 12 befestigt ist. Das Riemenrad 24 und die Seitendeckel sind mittels fünf Schrauben 27 drehfest an dem Antriebselement 12 fixiert. Über das Riemenrad 24 kann mittels eines nicht dargestellten Riementriebs Drehmoment von der Kurbelwelle 2 auf das Antriebselement 12 übertragen werden. Das Abtriebselement 14 ist in montiertem Zustand drehfest mit der Nockenwelle 6,7 verbunden.
Innerhalb der Phasenstelleinrichtung 20 ist zwischen jeweils zwei in Umfangs- richtung benachbarten Vorsprüngen 23 ein Druckraum 28 ausgebildet. Jeder der Druckräume 28 wird in Umfangsrichtung von gegenüberliegenden, im Wesentlichen radial verlaufenden Begrenzungswänden 29 benachbarter Vorsprünge 23, in axialer Richtung von den Seitendeckeln, radial nach innen von dem Nabenelement 17 und radial nach außen von der Umfangswand 22 be- grenzt. In jeden der Druckräume 28 ragt ein Flügel 18, wobei die Flügel 18 derart ausgebildet sind, dass diese sowohl an den Seitendeckeln als auch an der Umfangswand 22 anliegen. Jeder Flügel 18 teilt somit den jeweiligen Druckraum 28 in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern 30, 31. Das Abtriebselement 14 ist in einem definierten Winkeibreich drehbar zu dem Antriebselement 12 angeordnet. Der Winkelbereich wird in einer Drehrichtung des Abtriebselements 14 dadurch begrenzt, dass die Flügel 18 an je einer kor- respondierenden Begrenzungswand 29 (Frühanschlag 32) der Druckräume 28 zum Anliegen kommen. Analog wird der Winkelbereich in der anderen Drehrichtung dadurch begrenzt, dass die Flügel 18 an den anderen Begrenzungswänden 29 der Druckräume 28, die als Spätanschlag 33 dienen, zum Anliegen kommen. Durch Druckbeaufschlagung einer Gruppe von Druckkammern 30, 31 und Druckentlastung der anderen Gruppe kann die Phasenlage des Antriebselements 12 zum Abtriebselement 14 (und damit die Phasenlage der Nockenwelle 6, 7 zur Kurbelwelle 2) variiert werden. Durch Druckbeaufschlagung beider Gruppen von Druckkammern 30, 31 kann die Phasenlage konstant gehalten werden.
In den Figuren 3 und 5 ist das Riemenrad 24 in Draufsicht und als Längsschnitt dargestellt. Das Riemenrad 24 weist einen im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Verzahnungsabschnitt 15 und mehrere Befestigungselemente 16 auf, mittels derer das Riemenrad 24 an dem Antriebselement 12 befestigt werden kann. In der dargestellten Ausführungsform sind der Verzahnungsabschnitt 15 und die Befestigungselemente 16 einteilig ausgebildet und mittels eines spanlosen Umform verfahren, beispielsweise eines Tiefziehverfahrens, aus einem Blechteil hergestellt. Die Befestigungselemente 16 sind an einem axialen Ende des Verzahnungsabschnitts 15 angeordnet. Der Verzahnungsabschnitt 15 weist an dessen äußerer Mantelfläche ein Zahnprofil 35 auf, in das ein nicht dargestellter Zahnriemen der Brennkraftmaschine 1 eingreifen kann. Des Weiteren sind an der Innenmantelfläche 13 des Verzahnungsabschnitts 15 Ventilationsrippen 34 ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, dass der Verzahnungsabschnitt 15 während des Umformprozesses in Umfangsrichtung wellenförmig ausgebildet wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Materialdicke des Verzahnungsabschnitts 15 entlang des gesamten Umfangs konstant ist. Somit ist an der Innenmantelfläche 13 des Verzahnungsabschnitts 15 das Zahnprofil 35 der Außenmantelfläche in gespiegelter Form ausgebildet. Der Verzahnungsabschnitt 15 ist radial beabstandet zu der Phasenstelleinrichtung 20 angeordnet, so dass in radialer Richtung ein Abstand zwischen der Innenmantelfläche 13 des Verzahnungsabschnitts 15 und der Außenmantelfläche der Phasenstelleinrichtung 20 vorliegt.
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 rotiert das Riemenrad 24 mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle 2. Die Ventilationsrippen 34 an der Innenmantelfläche 13 des Verzahnungsabschnittes 15 bewirken eine Verwirbelung der Umgebungsluft, wodurch die Phasenstelleinrichtung 20 und das Riemenrad 24 eine zusätzliche Kühlung erhalten. Somit wird die Materialbelastung gesenkt. Darüberhinaus wird die Temperatur des Druckmittels innerhalb der Phasenstelleinrichtung 20 gesenkt, wodurch dessen Viskosität erhöht und damit die Leckage innerhalb der Phasenstelleinrichtung 20 und aus dieser heraus gesenkt wird.
An dem axialen Ende des Verzahnungsabschnitts 15, das den Befestigungselementen 16 gegenübersteht, ist eine erste Bordscheibe 25 einteilig mit dem Verzahnungsabschnitt 15 ausgebildet. Die erste Bordscheibe 25 verhindert ein Abwandern des Zahnriemens von dem Verzahnungsabschnitt 15 in dieser Richtung während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1. Die erste Bordscheibe 25 kann während des spanlosen Herstellungsprozesses des Riemenrades 24 ohne nennenswerten Zusatzaufwand ausgebildet werden. Durch die Ausbildung des Riemenrades 24 aus einem geeigneten Blechteil kann das Gewicht der Vorrichtung 11 im Vergleich zu den im Stand der Tech- nik üblichen Sinterausführungen signifikant gesenkt werden. Durch den Einsatz spanloser Umform verfahren sinken die Herstellungskosten signifikant. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Gefahr von Rissbildungen an der ersten Bordscheibe oder den Befestigungselementen 16, die bei sintertechnisch hergestellten Riemenrädern auf Grund der komplexen Struktur besteht, bei den Riemenrädern 24 aus Blech nicht besteht. Somit wird die Prozesssicherhit erhöht und der Produktionsausschuss verringert. Die Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Riemenrades 24. Im Unterschied zu dem in Figur 5 dargestellten Riemenrad 24 sind in dieser Ausführungsform an den Befestigungselementen 16 einteilig Gewindeträger 21 ausgebildet, die mit einer Durchgangsbohrung versehen sind, in der ein Gewinde zum eingriff einer der Schrauben 27 ausgebildet ist. Der Gewindeträger 21 kann beispielsweise durch einen Ziehprozess während der Herstellung des Riemenrades 24 hergestellt werden, wobei das Innengewinde durch einen Ge- windeumform- oder Gewindeschneidprozess in der Durchgangsbohrung ausgebildet werden kann. Des Weiteren ist eine zweite Bordscheibe 26 an dem axialen Ende des Verzahnungsabschnitts 15 angebracht, an dem die Befestigungselemente 16 angeordnet sind. Diese zweite Bordscheibe 26 kann beispielsweise durch Stanzen oder Schneiden hergestellt und beispielsweise durch Schweißen, insbesondere Punktschweißen, Kleben, mechanisches Fügen mit Form- oder Stoff- Schluss oder einen Umformprozess drehfest mit dem Riemenrad 24 verbunden werden.
Mittels der Befestigungselemente 16 bzw. der Gewindeträger 21 kann das Riemenrad 24 relativ zu der Phasenstelleinrichtung 20 zentriert werden. Des Wei- teren kann vorgesehen sein, dass an dem Riemenrad 24 Strukturen zum Eingriff eines Positionierungswerkzeuges ausgebildet sind, um während der Montage der Vorrichtung 11 an die Nockenwelle 6, 7 die Phasenlage der Phasenstelleinrichtung 20 zu fixieren.
Bezugszeichen
1 Brennkraftmaschine
2 Kurbelwelle
3 Kolben
4 Zylinder
5 Zugmitteltrieb
6 Einlassnockenwelle
7 Auslassnockenwelle
8 Nocken
9 Einlassgaswechselventil
10 Auslassgaswechselventil
11 Vorrichtung
12 Antriebselement
13 Innenmantelfläche
14 Abtriebselement
15 Verzahnungsabschnitt
16 Befestigungselement
17 Nabenelement
18 Flügel
19 Flügelnut
20 Phasenstelleinrichtung
21 Gewindeträger
22 Umfangswand
23 Vorsprung
24 Riemenrad
25 erste Bordscheibe
26 zweite Bordscheibe
27 Schraube
28 Druckraum
29 Begrenzungswand
30 erste Druckkammer zweite Druckkammer Frühanschlag Spätanschlag Ventilationsrippen Zahnprofil

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (11 ) zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen (9, 10) einer Brennkraftmaschine (1 ) mit - einer Phasenstelleinrichtung (20) und einem Antriebsrad (24),
- wobei das Antriebsrad (24) an der Phasenstelleinrichtung (20) befestigt ist und einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Verzahnungsabschnitt (15) aufweist,
- dadurch gekennzeichnet, dass an einer Innenmantelfläche (13) des Ver- zahnungsabschnitts (15) Ventilationsrippen (34) angeordnet sind.
2. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungsabschnitt (15) radial beabstandet zur Phasenstelleinrichtung (20) angeordnet ist.
3. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungsabschnitt (15) in radialer Richtung zu der Phasenstelleinrichtung (20) angeordnet ist.
4. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Antriebsrad (24) Befestigungselemente (16) zur Befestigung des Antriebsrades (24) an der Phasenstelleinrichtung (20) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Be- festigungselemente (16) einteilig mit dem Antriebsrad (24) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Befestigungselementen (16) Gewindeträger (21 ) ausgebildet sind.
7. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (24) als Riemenrad (24) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungsabschnitt (15) als spanlos gefertigtes Blechteil ausgebildet ist.
9. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Riemenrad (24) als spanlos gefertigtes Blechteil ausgebildet ist.
10.Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungsabschnitt (15) in Umfangsrichtung wellenförmig ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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DE102013224855A1 (de) * 2013-12-04 2015-06-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Stator für einen Nockenwellenversteller

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61238436A (ja) * 1985-04-15 1986-10-23 Marujiyun Seiki Kogyo Kk タイミングベルトプ−リ−の製造方法
DE19829049A1 (de) * 1997-06-30 1999-01-07 Aisin Seiki Ventilsteuerungsvorrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3823451B2 (ja) 1997-06-24 2006-09-20 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
DE102004062069A1 (de) 2004-12-23 2006-07-06 Schaeffler Kg Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61238436A (ja) * 1985-04-15 1986-10-23 Marujiyun Seiki Kogyo Kk タイミングベルトプ−リ−の製造方法
DE19829049A1 (de) * 1997-06-30 1999-01-07 Aisin Seiki Ventilsteuerungsvorrichtung

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