WO2012113474A1 - Nockenwellenversteller - Google Patents

Nockenwellenversteller Download PDF

Info

Publication number
WO2012113474A1
WO2012113474A1 PCT/EP2011/072467 EP2011072467W WO2012113474A1 WO 2012113474 A1 WO2012113474 A1 WO 2012113474A1 EP 2011072467 W EP2011072467 W EP 2011072467W WO 2012113474 A1 WO2012113474 A1 WO 2012113474A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
camshaft adjuster
cover element
cover
drive
guide pin
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/072467
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Bösel
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to US13/985,165 priority Critical patent/US9140150B2/en
Priority to CN201180068464.0A priority patent/CN103403304B/zh
Publication of WO2012113474A1 publication Critical patent/WO2012113474A1/de

Links

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
    • 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
    • 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
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34483—Phaser return springs

Definitions

  • the invention relates to a camshaft adjuster.
  • Camshaft adjusters are used in internal combustion engines for varying the timing of the combustion chamber valves in order to be able to variably shape the phase relation between crankshaft and camshaft in a defined angular range between a maximum early and a maximum retarded position. Adjusting the timing to the current load lowers fuel consumption and emissions.
  • camshaft adjuster are integrated into a drive train, via which a torque is transmitted from the crankshaft to the camshaft.
  • This drive train can be realized for example as a belt, chain or gear drive.
  • the output element and the drive element form one or more pairs of mutually acting pressure chambers, which can be acted upon by oil pressure.
  • a common type of hydraulic camshaft adjuster is the vane-cell phaser. Vane adjusters comprise a stator, a rotor and a drive element. The rotor is usually non-rotatably connected to the camshaft and forms the output element. The stator and the drive element are also rotatably connected to each other and are possibly also integrally formed. The rotor is coaxial to the stator and inside the stator.
  • the vane cell adjusters have various sealing lids. Stator, drive element and sealing cover are secured by several screw connections.
  • Another known type of hydraulic phaser is the axial piston phaser.
  • a displacement element is axially displaced via oil pressure, which generates a helical gear teeth relative rotation between a drive element and an output element.
  • Another design of a camshaft adjuster is the electromechanical camshaft adjuster, which has a three-shaft transmission (for example, a planetary gear). One of the shafts forms the drive element and a second shaft forms the output element.
  • the object of the invention is to provide a camshaft adjuster, which has an increased life and reliability.
  • this object is solved by the features of claim 1.
  • This ensures that the integral with the lid member formed Dunlimin istsstoff, with their extension direction in the axial direction of the camshaft adjuster, eliminate the existing in positive engagement, tolerance-related game.
  • interlocking connections are very economical because additional components and their testing are eliminated.
  • form-fitting play which is eliminated here according to the invention and thereby impulses in the compound excited by vibrations during operation can be avoided.
  • the distance between the connection partners due to the play is overcome by the amplitudes of the oscillations and ends in an unbraked impulse in the contact of both connection partners. This affects the noise behavior and the life of the components.
  • the game elimination means are integrally formed on the lid member, since the lid member is usually made of simple and inexpensive plastic.
  • the lid member has a one-piece integrally formed guide pin.
  • the guide pin has the task of centering the cover element during joining and to facilitate the joining process with the positioning.
  • the guide pin on the Petruli- minimizing means which is designed here as a local survey. This local survey is partially arranged on the circumference of the guide pin. It extends in the axial direction along the lateral surface of the guide pin and parallel to the axis thereof.
  • the centering section of the guide pin engages with the complementary receptacle of the connection partner, with centering taking place.
  • the continuation of the joining process brings the local survey in coincidence with the complementary recording and is plastically deformed by the complementary recording.
  • the material coverage should be greater than or equal to zero, or at least contact should be prevalent for the game eliminator to work. It comes in the area of the local elevation, which resembles a kind Quetschrippe, to a flow of the material.
  • the complementary receptacle on the drive or output element can deform plastically.
  • the local elevation is oriented on the guide pin of the cover element in the circumferential direction.
  • the local survey is oriented in the circumferential direction, because by the formation of the latching positive connection is also game in the circumferential direction.
  • the cover element is braced, since the cover element is made of plastic, whereas, on the other hand, the drive or drive element consists of metallic materials.
  • the respective local surveys on different guide pins can be mutually formed to eliminate the circumferential game.
  • the game eliminator is designed as a local survey on the cover element, but not on the guide pin. Rather, designed in the form of a local material throw in the axial direction, ie predominantly in the joining direction, this survey forms an abutment in the production of the positive connection.
  • the survey is arranged in a defined, circumferential distance to the connection point, so that from a unilateral positive connection a two-sided positive engagement is formed under a bias in the direction of action of the positive connection, which also eliminates play in the connection by bending the cover element.
  • the abutment can have a predominantly radial distance to the positive connection, whereby the cover element is braced in itself.
  • the abutment may have a smaller distance from the center of the cover element than the positive connection, formed with a latching lug and a complementary opening.
  • the cover element at least for the region of the plastic deformation of the game elimination means on a softer material than the drive or driven element with which it is connected.
  • drive or driven element of higher quality material (eg steel) exist to cope with the stresses and strains.
  • the cover element should have a material which is easily flowable under the action of force.
  • Such materials are preferably plastics (also fiber-reinforced) or non-ferrous metals.
  • the game elimination means configured as local elevations may be arranged on the drive element or the output element instead of the cover element.
  • the integrally formed Dunliminianssmittel the cover element are the complementary recordings, which can deform plastically either on the cover element or on the drive or driven element.
  • the cover element is designed as a spring cover which secures the restoring spring, which is arranged for bracing the drive element and the driven element, against being lost.
  • This captive is usually formed in the axial direction, in which the spring cover closes the spring chamber open at the front.
  • the positive connection is given by a latching connection.
  • the local elevations of the present invention may be utilized as a game eliminator integrally formed with the detents. This relieves the locking lugs and increases the service life.
  • integrally formed can also be oriented in the circumferential direction or in the axial direction, wherein after joining the Dunliminie- treatment medium either serves as an abutment or is squeezed when forming the crush rib.
  • the form-locking connection is designed without backlash and thus the service life of the components is increased.
  • the invention provides a variety of combinable embodiments, with the aim of eliminating the production-related game even during operation and thus the reliability of the cover element is preserved.
  • 1 is a latching positive connection of a cover element with a drive wheel of a camshaft adjuster
  • Fig. 5 shows a section through the lid member with a view of the arrangement and the effect of designed as an abutment game eliminator.
  • camshaft adjuster 1 shows a partial view of a longitudinal section through a camshaft adjuster 1.
  • the camshaft adjuster 1 has a drive element 2, an output element 3, a spring cover 16 and a spring 15.
  • the basic structure and the mode of operation of a camshaft adjuster is sufficiently well known to the person skilled in the art, therefore further description of this is dispensed with.
  • the spring cover 16 is designed as a cover element 4, the arrangement and the effect of the play eliminating means integrally formed with the cover element 4 only being discussed in the further figures.
  • the cover element 4 has a latching lug 13, which engages with a complementary opening of the drive wheel 2.
  • the locking lug 13 taken by itself a unilateral positive connection in the axial direction In this case, the detent lug 13 engages the drive element 2 by means of a barb.
  • the play between the detent lug 13 and the drive element 2 in the radial direction 14 is due to the manufacturing tolerances and the different coefficients of expansion of both connection partners.
  • the lid member 4 with the latched positive locking axial and radial clearance.
  • Fig. 2 shows a cover member 4 with a plurality of circumferentially distributed 10, locking lugs 13. These locking lugs 13 are engageable with complementary openings on a drive element 2 or an output member 3 in engagement. Furthermore, a plurality of guide pins 1 1 are arranged in the circumferential direction 10, which are integrally formed with the lid member 4 as well as the locking lugs 13. So that a more reliable joining of the cover element 4 takes place with a connection partner, the guide pins 1 1 have a centering region 8 at the free end. The free ends of the guide pins 1 1 with the respective centering areas 8 protrude beyond the detents 13 in the axial direction 12.
  • the guide pins 1 1 have at least partially arranged on the circumference at least one inventive Dunlimin istsstoff 5 in the form of a local survey, which extends predominantly in the axial direction , locally beyond the circumference of the guide pin 1 1 and is oriented in the circumferential direction 10.
  • the cover element 4 has a plurality of circumferential clearance 10, game eliminator 5 in the form of cuboid elevations. These cuboid elevations act during latching joining of the latching lugs 13 with a complementary opening as abutment 7 according to the invention.
  • the abutments 7 extend with their longer side edge of the cuboid shape predominantly in the circumferential direction 10.
  • the extent of the abutment 7 in the radial direction 14 is limited by the The outer and the inner edge of the edge of the cup-shaped cover element 4.
  • the extension of the abutment 7 in the axial direction 12 bridges axial play between the cover member and its connection partner and acts as an abutment. The more precise mode of action of the abutment 7 is discussed in FIG. 5.
  • Fig. 3 shows a detailed section through the camshaft adjuster 1 in order to explain the effect of the game eliminating means 5 from the guide pin 1 1.
  • guide pin 1 1 which extends through the complementary for the guide pin 1 1 opening.
  • the centering area 8 is arranged.
  • the guide pin 1 1 itself is cylindrical, wherein the centering portion 8 has a conical shape.
  • the game eliminator 5 is formed as a local elevation 6 with its main extension in the axial direction 12.
  • the elevation in the circumferential direction 10 is equal to or greater than the prevailing game between the guide pin 1 1 and its complementary opening in the circumferential direction 10.
  • the local survey 6 When joining the guide pin 1 1 with the cover member 4 and the locking lugs 13, the local survey 6 is already squeezed before the latch 13 is locked.
  • the local elevation 6 has in the axial direction 12 a ramp-like formation, so that the joining process is facilitated.
  • the local elevation 6 remains in the measure over the lateral surface addition, largely constant.
  • non-linear profiles of the local elevation 6 in the axial direction 12 can be provided here.
  • Fig. 4 shows a detailed section through two adjacent locking lugs 13 with two adjacent guide pins 1 1, which have the local elevations 6 according to the invention in the circumferential direction 10.
  • the cover member 4 is clamped by the mutual orientation of the local elevations 6 on the two guide pins 1 1 circumferentially in both directions.
  • a game elimination in the radial direction 14 is realized by the local elevations 6, since the contour of the complementary receptacle 9 of the lateral surface of the guide pin 1 1 follows largely constant.
  • the initial overlap of the two contours of local elevation 6 and complementary receptacle 9 ends in a pinch, a flow of the material of the game elimination means 5.
  • the backlash is maintained.
  • the cover element 4 shows a detailed section through the cover element 4 and the abutment 7, the guide pin 1 1 and the detent 13 and the drive element 2.
  • the distance between the functional levels of the abutment 7 and the detent 13 is less than the thickness of Antriebseiemen- tes 2 and the locking lug 13 complementary opening.
  • the abutment 7 of the cover element 4 comes into contact with the drive element 2 in the axial direction 12 during the joining process. If the barb of the locking lug 13 snaps in, a bending moment is applied to the cover element 4 by the distance a between the latching lug 13 and the abutment 7. Due to the bending moment, the cover element 4 is under prestress, which eliminates the production-related and operational play.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Pinball Game Machines (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Nockenwellenversteller (1 ), mit einem Antriebselement (2), einem Abtriebselement (3) und einem Deckelelement (4), wobei das Deckelelement (4) mit dem An- oder Abtriebselement (2, 3) rastend formschlüssig gefügt wurde und das Deckelelement (4) Spieleliminierungsmittel aufweist, die ein Spiel in der Verbindung beseitigen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Nockenwellenversteller
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller.
Hintergrund der Erfindung Nockenwellenversteller werden in Verbrennungsmotoren zur Variation der Steuerzeiten der Brennraumventile 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 Anpassung der Steuerzeiten an die aktuelle Last senkt den Verbrauch und die Emissionen. Zu diesem Zweck sind Nockenwellenversteller in einen Antriebsstrang integriert, über welche ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb realisiert sein. Bei einem hydraulischen Nockenwellenversteller bilden das Abtriebselement und das Antriebselement ein oder mehrere Paare gegeneinander wirkender Druckkammern aus, welche mit Öldruck beaufschlagbar sind. Antriebselement und Abtriebselement sind hierbei koaxial angeordnet. Durch die Befüllung und Entleerung einzelner Druckkammern wird eine Relativbewegung zwischen An- triebselement und Abtriebselement erzeugt. Die auf zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement rotativ wirkende Feder drängt das Antriebselement gegenüber dem Abtriebselement in eine Vorteilsrichtung. Diese Vorteilsrichtung kann gleichläufig oder gegenläufig zu der Verdrehrichtung sein. Eine verbreitete Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Flü- gelzellenversteller. Flügelzellenversteller weisen einen Stator, einen Rotor und ein Antriebselement auf. Der Rotor ist meist mit der Nockenwelle drehfest ver- bunden und bildet das Abtriebselement. Der Stator und das Antriebselement werden ebenfalls untereinander drehfest verbunden und sind ggf. auch einteilig ausgebildet. Dabei befindet sich der Rotor koaxial zum Stator und innerhalb des Stators. Rotor und Stator prägen mit deren, sich radial erstreckenden Flügeln, gegensätzlich wirkende Ölkammern aus, welche durch Öldruck beaufschlagbar sind und eine Relativbewegung zwischen Stator und Rotor ermöglichen. Weiterhin weisen die Flügelzellenversteller diverse Abdichtdeckel auf. Stator, Antriebselement und Abdichtdeckel werden über mehrere Schraubenverbindungen gesichert. Eine andere bekannte Bauart von hydraulischen Nockenwellenverstellern ist der Axialkolbenversteller. Hierbei wird über Öldruck ein Verschiebeelement axial verschoben, welches über Schrägverzahnungen eine Relativverdrehung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement erzeugt. Eine weitere Bauform eines Nockenwellenverstellers ist der elektromechani- sche Nockenwellenversteller, der ein Dreiwellengetriebe (beispielsweise ein Planetengetriebe) aufweist. Dabei bildet eine der Wellen das Antriebselement und eine zweite Welle das Abtriebselement. Über die dritte Welle kann dem System mittels einer Stelleinrichtung, beispielsweise einem Elektromotor oder einer Bremse, Rotationsenergie zugeführt oder aus dem System abgeführt werden. Hierbei kann gleichfalls eine Feder derart angeordnet werden, dass das Antriebselement und das Abtriebselement bei deren relativen Verdrehung unterstützt oder zurückführt. Die DE 10 2007 039 282 A1 offenbart einen Flügelzellenversteller mit einem Riemenrad zum Antrieb des Nockenwellenverstellers und einem Kunststoffteil, wobei durch die Verbindung beider Bauelemente ein flüssigkeitsdichter Raum entsteht. Die Verbindung ist durch Rastnasen in umlaufende Langlöcher reali- siert und stellt einen Formschluss in axialer Richtung bereit. Da sich jedoch die Hinterschnitte der Rastnasen im Betrieb lösen können, werden Keilelemente eingebracht, welche eine Rückfederung der Rastnasen verhindern sollen. Durch diese Keilelemente wird der Formschluss gesichert und kann sich im Betrieb nicht mehr lösen.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nockenwellenversteller anzugeben, der eine erhöhte Lebensdauer und Zuverlässigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Hierdurch wird erreicht, dass die einteilig mit dem Deckelelement ausgebildeten Spieleliminierungsmittel, mit deren Erstreckungsrichtung in axialer Richtung des Nockenwellenverstellers, das im Formschluss vorhandene, toleranzbedingte Spiel beseitigen. Zum Einen sind Formschlussverbindungen sehr wirtschaftlich, weil zusätzliche Bauelemente und deren Prüfung wegfallen. Zum Anderen weisen Formschlüsse Spiel auf, welches hier erfindungsgemäß beseitigt wird und dadurch Kraftstöße in der Verbindung angeregt durch Schwingungen im Betrieb vermieden werden. Im laufenden Betrieb wird der durch das Spiel vorhandene Abstand zwischen den Verbindungspartnern durch die Amplituden der Schwingungen überwunden und endet in einem ungebremsten Impuls im Kon- takt beider Verbindungspartner. Das beeinträchtigt das Geräuschverhalten und die Lebensdauer der Komponenten. Die Beseitigung dieses Spiels und somit die Beseitigung der Auswirkungen ungebremster Impulse wirkt sich in erhöhter Zuverlässigkeit durch einen dauerhaft festen Sitz des Deckelelements aus. Vorteilhafterweise sind die Spieleliminierungsmittel einteilig am Deckelelement angeformt, da das Deckelelement meist aus einfachem und kostengünstigen Kunststoff besteht. In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Deckelelement einen einteilig angeformten Führungsstift auf. Dabei hat der Führungsstift zur Aufgabe, das Deckelelement beim Fügen zu zentrieren und den Fügeprozess mit der Positionierung zu erleichtern. Vorteilhafterweise weist der Führungsstift die Spieleli- minierungsmittel auf, das hierbei als lokale Erhebung ausgebildet ist. Diese lokale Erhebung ist partiell am Umfang des Führungsstiftes angeordnet. Sie erstreckt sich in axialer Richtung entlang der Mantelfläche des Führungsstiftes und parallel zu dessen Achse. Beim Fügen kommt erst der zentrierende Abschnitt des Führungsstiftes in Eingriff mit der komplementären Aufnahme des Verbindungspartners, wobei eine Zentrierung stattfindet. Die Fortsetzung des Fügevorgangs bringt die lokale Erhebung in Überdeckung mit der komplementären Aufnahme und wird von der komplementären Aufnahme plastisch verformt. Dabei muss idealerweise eine materielle Überdeckung zwischen lokaler Erhebung und komplementärer Aufnahme vorherrschen, damit Material des als lokaler Erhebung ausgebildeten Spieleliminierungsmittels verdrängt wird, welches den spielbedingten Abstand schließt. Zumindest sollte die materielle Überdeckung größer bzw. gleich null sein, bzw. zumindest Kontakt vorherrschend sein, damit das Spieleliminierungsmittel wirkt. Es kommt im Bereich der lokalen Erhebung, welcher einer Art Quetschrippe ähnelt, zu einem Fließen des Materials. Alternativ kann sich auch die komplementäre Aufnahme an dem Antriebs- bzw. Abtriebselement plastisch verformen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die lokale Erhebung am Führungsstift des Deckelelementes in Umfangsrichtung orientiert. Somit können vorteilhaft- erweise fertigungsbedingte Toleranzen beim Montagevorgang ausgeglichen werden. Bevorzugterweise ist die lokale Erhebung in Umfangsrichtung zu orientieren, denn durch die Ausbildung des rastenden Formschlusses besteht auch Spiel in Umfangsrichtung. Im Betrieb wird aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe der Verbindungspartner das Deckel- element verspannt, da das Deckelelement aus Kunststoff ausgebildet ist, wo hingegen das Antriebs- oder Antriebselement aus metallischen Werkstoffen besteht. Die jeweiligen lokalen Erhebungen an verschiedenen Führungsstiften können wechselseitig ausgebildet sein, um das umfangsseitige Spiel zu eliminieren.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Spieleliminierungsmittel als lokale Erhebung am Deckelelement, jedoch nicht am Führungsstift ausgebildet. Vielmehr in Form eines lokalen Materialaufwurfes in axialer Richtung, also vorwiegend in Fügerichtung gestaltet, bildet diese Erhebung beim Herstellen des Formschlusses ein Widerlager. Dazu ist die Erhebung in einem definierten, umfangsseitigen Abstand zur Verbindungsstelle angeordnet, damit aus einem einseitigen Formschluss ein beidseitiger Formschluss unter einer Vorspannung in Wirkungsrichtung des Formschlusses ausgebildet wird, welche gleichfalls Spiel in der Verbindung durch Verbiegen des Deckelelementes beseitigt. Alternativ kann das Widerlager einen überwiegend radialen Abstand zu dem Formschluss haben, wodurch das Deckelelement in sich verspannt wird. Dazu kann das Widerlager einen geringeren Abstand zur Mitte des Deckelelementes aufweisen als der Formschluss, gebildet mit einer Rastnase und einer komplementären Öffnung.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Deckelelement zumindest für den Bereich der plastischen Verformung des Spieleliminierungsmittels einen weicheren Werkstoff auf, als das Antriebs- oder Abtriebselement, mit denen es verbunden wird. Es ist bekannt, dass Antriebs- oder Abtriebselement aus höherwertigem Material (z.B. Stahl) bestehen, um den Belastungen und Beanspruchungen gerecht zu werden. Demgegenüber sollte für eine Funktion der plastischen Verformung des Spieleliminierungsmittels das Deckelelement einen Werkstoff aufweisen, der unter Krafteinwirkung leicht fließfähig ist. Solche Werkstoffe sind vorzugsweise Kunststoffe (auch faserverstärkte) oder Buntmetalle. Optional können die als lokale Erhebungen ausgebildete Spieleliminierungsmittel an dem Antriebselement oder dem Abtriebselement anstatt dem Deckelelement angeordnet sein. In diesem Fall sind die einteilig angeformten Spieleliminierungsmittel des Deckelelementes die komplementären Aufnahmen, welche sich entweder am Deckelelement plastisch verformen können oder an dem Antriebs- oder Abtriebselement.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Deckelelement als Fe- derdeckel ausgebildet, welche die Rückstellfeder, die zum Verspannen von Antriebselement und Abtriebselement angeordnet ist, gegen Verlieren sichert. Diese Verliersicherung bildet sich meist in axialer Richtung aus, in dem der Federdeckel den stirnseitig offenen Federraum verschließt. In einer Ausbildung der Erfindung ist der Formschluss durch eine Rastverbindung gegeben. Mittels Rastnasen und komplementären Öffnungen, wobei die Rastnasen einen Hinterschnitt aufweisen, welcher in Fügerichtung hinter die komplementäre Öffnung greift, wird ein einseitiger Formschluss hergestellt. Die Rastnasen weisen die Spieleliminierungsmittel derart auf, dass die Rastnasen nach Herstellung der Formschlusses auch in radialer Richtung vorgespannt bleiben und ein radiales Spiel sowie auch ein axiales und umfangsseitiges Spiel beseitigen.
Alternativ können bei der Ausbildung der Rastnasen zur Beseitigung von radia- lern Spiel die erfindungsgemäßen lokalen Erhebungen als einteilig mit den Rastnasen angeformte Spieleliminierungsmittel genutzt werden. Dies entlastet die Rastnasen und erhöht die Lebensdauer. An den Rastnasen einteilig angeformte Spieleliminierungsmittel können dazu auch in Umfangsrichtung oder in axialer Richtung orientiert werden, wobei nach dem Fügen das Spieleliminie- rungsmittel entweder als Widerlager dient oder bei Ausbildung der Quetschrippe verquetscht wird.
Durch die erfindungsgemäßen Spieleliminierungsmittel an dem Deckelelement oder an dem Abtriebs- bzw. Antriebselement wird die formschlüssige Verbin- dung spielfrei gestaltet und somit die Lebensdauer der Komponenten erhöht. Die Erfindung stellt eine Vielzahl kombinationsfähiger Ausgestaltungen bereit, mit dem Ziel das fertigungsbedingte Spiel auch im Betrieb beseitigt zu haben und somit die Zuverlässigkeit des Deckelelementes bewahrt bleibt. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen rastenden Formschluss eines Deckelelementes mit einem Antriebsrad eines Nockenwellenverstellers,
Fig. 2 ein Deckelelement mit den erfindungsgemäßen Spieleliminierungs- mittein,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Deckelelement mit Blick auf die Anordnung und die Wirkung des Spieleliminierungsmittels vom Führungsstift,
Fig. 4 einen weiteren Schnitt durch das Deckelelement mit Blick auf die Anordnung und die Wirkung des Spieleliminierungsmittels vom Füh- rungsstift und
Fig. 5 einen Schnitt durch das Deckelelement mit Blick auf die Anordnung und die Wirkung des als Widerlager ausgebildeten Spieleliminierungsmittels. Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine Teilansicht eines Längsschnittes durch einen Nockenwellen- versteller 1 . Der Nockenwellenversteller 1 weist ein Antriebselement 2, ein Abtriebselement 3, einen Federdeckel 16 und eine Feder 15 auf. Der grundlegen- de Aufbau und die Wirkungsweise eines Nockenwellenverstellers ist dem Fachmann hinreichend bekannt, darum wird auf weitere Beschreibung dessen verzichtet.
Der Federdeckel 16 ist erfindungsgemäß als Deckelelement 4 ausgebildet, wobei erst in den weiteren Figuren auf die Anordnung und die Wirkung der mit dem Deckelelement 4 einteilig angeformten Spieleliminierungsmitteln eingegangen wird. Das Deckelelement 4 weist eine Rastnase 13 auf, die mit einer komplementären Öffnung des Antriebsrades 2 im Eingriff steht. Die Rastnase 13 stellt für sich genommen einen einseitigen Formschluss in axialer Richtung 12 dar. Dabei hintergreift die Rastnase 13 mittels einem Widerhaken das Antriebselement 2. Das zwischen Rastnase 13 und Antriebselement 2 existierende Spiel in radialer Richtung 14 ist begründet in den Fertigungstoleranzen und den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten beider Verbindungspartner. In Fig. 1 hat das Deckelelement 4 mit dem verrasteten Formschluss axiales sowie radiales Spiel.
Fig. 2 zeigt ein Deckelelement 4 mit mehreren, in Umfangsrichtung 10 verteilten, Rastnasen 13. Diese Rastnasen 13 sind mit komplementären Öffnungen an einem Antriebselement 2 oder einem Abtriebselement 3 in Eingriff bringbar. Weiterhin sind in Umfangsrichtung 10 mehrere Führungsstifte 1 1 angeordnet, welche genauso wie die Rastnasen 13 einteilig mit dem Deckelelement 4 angeformt sind. Damit ein zuverlässigeres Fügen des Deckelelementes 4 mit einem Verbindungspartner stattfindet, besitzen die Führungsstifte 1 1 einen zentrierenden Bereich 8 an deren freien Ende. Die freien Enden der Führungsstifte 1 1 mit den jeweiligen zentrierenden Bereichen 8 überragen die Rastnasen 13 in axialer Richtung 12. Die Führungsstifte 1 1 weisen partiell am Umfang angeordnet zumindest ein erfindungsgemäßes Spieleliminierungsmittel 5 in Form einer lokalen Erhebung auf, das sich überwiegend in axialer Richtung erstreckt, über den Umfang des Führungsstiftes 1 1 lokal hinausgeht und in Umfangsrichtung 10 orientiert ist. Des weiteren weist das Deckelement 4 mehrere, in Umfangsrichtung 10 angeordnete, Spieleliminierungsmittel 5 in Form von quaderförmigen Erhebungen auf. Diese quaderförmigen Erhebungen wirken beim rastenden Fügen der Rastnasen 13 mit einer komplementären Öffnung als erfindungsgemäße Widerlager 7. Die Widerlager 7 erstrecken sich mit ihrer länge- ren Seitenkante der Quaderform vorwiegend in Umfangsrichtung 10. Die Erstreckung des Widerlagers 7 in radialer Richtung 14 ist begrenzt durch die Außen- und die Innenkante des Randes des topfförmigen Deckelelementes 4. Die Erstreckung des Widerlagers 7 in axialer Richtung 12 überbrückt axiales Spiel zwischen dem Deckelelement und seinem Verbindungspartner und wirkt als Gegenlager. Auf die genauere Wirkungsweise des Widerlagers 7 wird in Fig. 5 eingegangen.
Fig. 3 zeigt einen detaillierten Schnitt durch den Nockenwellenversteller 1 , um die Wirkung des Spieleliminierungsmittels 5 vom Führungsstift 1 1 zu erläutern. Zu erkennen ist Führungsstiftes 1 1 , welcher die für den Führungsstift 1 1 komplementäre Öffnung durchragt. An dem freien Ende des Führungsstiftes 1 1 ist der zentrierende Bereich 8 angeordnet. Der Führungsstift 1 1 selbst ist zylinderförmig, wobei der zentrierende Bereich 8 eine Kegelform hat. Im Bereich des Fußes des Führungsstiftes 1 1 , welcher einteilig an das Deckelelement 4 angeformt ist, befindet sich das Spieleliminierungsmittel 5 ausgebildet als lokale Erhebung 6 mit ihrer Haupterstreckung in axialer Richtung 12. Die Erhebung in Umfangsrichtung 10 ist gleich bzw. größer als das vorherrschende Spiel zwischen Führungsstift 1 1 und deren komplementären Öffnung in Umfangsrich- tung 10. Beim Fügen des Führungsstiftes 1 1 mit dem Deckelement 4 und den Rastnasen 13 wird die lokale Erhebung 6 bereits verquetscht bevor die Rastnase 13 verrastet ist. Die lokale Erhebung 6 besitzt in axialer Richtung 12 eine rampenartige Ausbildung, damit der Fügeprozess erleichtert wird. Entlang der axialen Richtung 12 bleibt die lokale Erhebung 6 im Maß über die Mantelfläche hinaus, weitestgehend konstant. Alternativ können hier nichtlineare Verläufe der lokalen Erhebung 6 in axialer Richtung 12 vorgesehen werden.
Fig. 4 zeigt einen detaillierten Schnitt durch zwei benachbarte Rastnasen 13 mit zwei benachbarten Führungsstiften 1 1 , welche die erfindungsgemäßen lokalen Erhebungen 6 in Umfangsrichtung 10 aufweisen. Gut zu erkennen ist, dass das Deckelelement 4 durch die wechselseitige Orientierung der lokalen Erhebungen 6 an den beiden Führungsstiften 1 1 umfangsseitig in beiden Richtung eingespannt ist. Auch eine Spieleliminierung in radialer Richtung 14 wird durch die lokalen Erhebungen 6 realisiert, da die Kontur der komplementären Aufnahme 9 der Mantelfläche des Führungsstiftes 1 1 weitestgehend konstant folgt. Die anfängliche Überlappung der beiden Konturen von lokaler Erhebung 6 und komplementärer Aufnahme 9 endet in einem verquetschen, einem fließen des Materials des Spieleliminierungsmittels 5. Bei unterschiedlicher Wärmedehnung von Deckelelement 5 und Verbindungspartner bleibt die Spielfreiheit gewahrt.
Fig. 5. zeigt einen detaillierten Schnitt durch das Deckelelement 4 und das Widerlager 7, dem Führungsstift 1 1 und der Rastnase 13 sowie dem Antriebselement 2. Im unmontierten Zustand ist der Abstand der Funktionsebenen des Widerlagers 7 und der Rastnase 13 geringer als die Dicke des Antriebseiemen- tes 2 und der zur Rastnase 13 komplementären Öffnung. Bereits vor dem Ver- rasten der Rastnase 13 mit dem Antriebselement 2 kommt das Widerlager 7 des Deckelelementes 4 in Anlage mit dem Antriebselement 2 in axialer Richtung 12 während des Fügevorgangs. Schnappt der Widerhaken der Rastnase 13 ein, wird durch den Abstand a zwischen der Rastnase 13 und dem Widerlager 7 wird ein Biegemoment auf das Deckelelement 4 aufgebracht. Durch das Biegemoment steht das Deckelelement 4 unter Vorspannung, welches das fertigungsbedingte und betriebsbedingte Spiel eliminiert.
Liste der Bezugszahlen) Nockenwellenversteller
) Antriebselement
) Abtriebselement
) Deckelelement
) Spieleliminierungsmittel
) lokale Erhebung
) Widerlager
) Zentrierabschnitt
) komplementäre Aufnahme
0) Umfangsrichtung
1 ) Führungsstift
2) axiale Richtung
3) Rastnasen
4) radiale Richtung
5) Feder
6) Federdeckel

Claims

Patentansprüche
1 . Nockenwellenversteller (1 ) mit
einem Antriebselement (2), einem Abtriebselement (3) und einem Deckel- element (4)
- wobei das Antriebselement (2) und das Abtriebselement (3) relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind,
wobei das Deckelelement (4) mit dem Antriebselement (2) oder dem Abtriebselement (3) in axialer Richtung (12) rastend formschlüssig gefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (4) mit einteilig angeformten Spieleliminierungsmitteln (5) ausgebildet ist, wobei sich die Spiel- eliminierungsmittel (5) in axialer Richtung (12) erstrecken.
2. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Spieleliminierungsmittel (5) als lokale Erhebung (6) eines einteilig mit dem Deckelelement (4) angeformten Führungsstiftes (1 1 ) ausgebildet ist.
3. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Erhebung (6) des Führungsstiftes (1 1 ) mit einer komplementären Aufnahme (9) am Antriebselement (2) oder am Abtriebselement (3) derart zusammenwirkt, dass beim Fügen von dem Deckelelement (4) mit dem Antriebselement (2) oder dem Abtriebselement (3) die lokale Erhebung (6) plastisch verformt wird.
4. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Erhebung (6) des Führungsstiftes (1 1 ) in Umfangsrichtung (10) des Nockenwellenverstellers (1 ) orientiert ist und das Spiel in Umfangsrichtung (10) durch plastisches Verformen eliminiert.
5. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstift (1 1 ) mit einem Zentrierabschnitt (8) zum besseren Fügen des Deckelelementes (4) mit dem Antriebselement (2) oder dem Abtriebselement (3) versehen ist.
6. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Spieleliminierungsmittel (5) als Widerlager (7) des Deckelelementes (4) einteilig angeformt ist, wobei sich das Widerlager in axialer Richtung (12) erstreckt, wobei beim rastenden Fügen des Deckelelementes (4) mit dem Antriebselement (2) oder dem Abtriebselement (3) das Widerlager (7) in Fügerichtung elastisch verspannend wirkt.
7. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (4) aus einem weicheren Material besteht, als das Antriebs- oder das Abtriebselement (2, 3).
8. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (4) ein Federdeckel (16) ist, welcher zur axialen Sicherung einer Feder (15) dient.
9. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass der rastende Formschluss durch Rastnasen (13) mit komplementären Öffnungen ausgebildet ist, wobei die Rastnasen (13) das Spieleliminierungsmittel (5) derart besitzen, dass nach dem Fügen die Rastnasen (13) in radialer Richtung (14) derart vorgespannt sind, so dass eine Spielfreiheit in dem Formschluss existiert.
10. Deckelelement (4) eines Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 .
PCT/EP2011/072467 2011-02-23 2011-12-12 Nockenwellenversteller WO2012113474A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/985,165 US9140150B2 (en) 2011-02-23 2011-12-12 Camshaft phaser
CN201180068464.0A CN103403304B (zh) 2011-02-23 2011-12-12 凸轮轴调节器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011004588A DE102011004588A1 (de) 2011-02-23 2011-02-23 Nockenwellensteller
DE102011004588.0 2011-02-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012113474A1 true WO2012113474A1 (de) 2012-08-30

Family

ID=45418647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/072467 WO2012113474A1 (de) 2011-02-23 2011-12-12 Nockenwellenversteller

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9140150B2 (de)
CN (1) CN103403304B (de)
DE (1) DE102011004588A1 (de)
WO (1) WO2012113474A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10247055B2 (en) * 2017-01-13 2019-04-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Cam phaser having a retention feature for aiding assembly
US10480361B2 (en) * 2017-01-13 2019-11-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Cam phaser having a retention feature for aiding assembly
US10895178B2 (en) * 2017-03-08 2021-01-19 ECO Holding 1 GmbH Actuator for cam phaser and cam phaser
US10544715B1 (en) 2018-09-10 2020-01-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Cam phaser assembly

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6619248B1 (en) * 2002-04-17 2003-09-16 Ina-Schaeffler Kg Device for altering the control timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, especially an apparatus for hydraulic rotational angle adjustment of a camshaft relative to a crankshaft
DE102007039282A1 (de) 2007-08-20 2009-02-26 Hydraulik-Ring Gmbh Hydraulisch dichter Nockenwellenversteller
DE102008051142A1 (de) * 2008-10-09 2010-04-15 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH076175B2 (ja) 1990-06-12 1995-01-30 大都工業株式会社 防波堤構造
JPH0444511U (de) * 1990-08-18 1992-04-15
US5172658A (en) * 1992-02-24 1992-12-22 Eaton Corporation Camshaft phase change device
DE102004051423A1 (de) * 2004-10-22 2006-05-04 Ina-Schaeffler Kg Nockenwellentrieb für eine Brennkraftmaschine
DE102008048386B4 (de) * 2008-09-22 2016-12-01 Hilite Germany Gmbh Flügelzellennockenwellenversteller
DE102009042215B4 (de) * 2008-10-14 2018-06-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller für eine konzentrische Nockenwelle
DE102009054049B4 (de) * 2009-11-20 2020-08-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenverstellanordnung
DE102010005602A1 (de) * 2010-01-25 2011-07-28 Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 Nockenwellenversteller
DE102010006415A1 (de) * 2010-02-01 2011-08-04 Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
CN101963174B (zh) * 2010-09-22 2012-08-08 上海交通大学 塑料零件之间配合公差补偿结构
DE102010051052A1 (de) * 2010-11-11 2012-05-16 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Nockenwellenversteller mit einer Brennkraftmaschine
DE102011079609A1 (de) * 2011-07-22 2013-01-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6619248B1 (en) * 2002-04-17 2003-09-16 Ina-Schaeffler Kg Device for altering the control timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, especially an apparatus for hydraulic rotational angle adjustment of a camshaft relative to a crankshaft
DE102007039282A1 (de) 2007-08-20 2009-02-26 Hydraulik-Ring Gmbh Hydraulisch dichter Nockenwellenversteller
DE102008051142A1 (de) * 2008-10-09 2010-04-15 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011004588A1 (de) 2012-08-23
US9140150B2 (en) 2015-09-22
US20130312684A1 (en) 2013-11-28
CN103403304A (zh) 2013-11-20
CN103403304B (zh) 2016-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010037457A1 (de) Geteiltes rad
DE102013209054C5 (de) Nockenwellenversteller mit einer Federaufnahme
DE102010063703A1 (de) Nockenwellenversteller
DE102012223582A1 (de) Nockenwellenverstellersystem
WO2011042391A1 (de) Nockenwellenanordnung
DE102012200683A1 (de) Nockenwellenversteller
WO2012113474A1 (de) Nockenwellenversteller
EP2299071A1 (de) Vorrichtung zur Veränderung einer relativen Drehwinkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
WO2016000700A1 (de) Nockenwellenversteller
DE102012200099A1 (de) Nockenwellenversteller
EP2565402B1 (de) Nockenwellenversteller
EP3483478B1 (de) Rädertrieb
DE102010054405A1 (de) Anordnung zum Übertragen einer Antriebsleistung von einer Nockenwelle oder von einer Kurbelwelle auf ein Aggregat einer Brennkraftmaschine
WO2010043462A1 (de) Vorrichtung zur variablen einstellung der steuerzeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine
DE102012203383B3 (de) Filteranordnung eines Steuerventils für einen Nockenwellenversteller
DE102004008171A1 (de) Stirnradtrieb
DE102008051142B4 (de) Nockenwellenversteller
DE102011079609A1 (de) Nockenwellenversteller
DE102015214623A1 (de) Nockenwellenverstellvorrichtung
DE102013204659A1 (de) Nockenwellenversteller
DE102012214762A1 (de) Befestigungsanordnung zur Verbindung eines Nockenwellenverstellers mit einer Nockenwelle
DE102012214764B4 (de) Befestigungsanordnung zur Verbindung eines Nockenwellenverstellers mit einem Nockenwellenende einer Nockenwelle
WO2014194894A1 (de) Nockenwellenversteller
DE102014214119A1 (de) Nockenwellenversteller
DE102013203244A1 (de) Nockenwellenversteller

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11802027

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13985165

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11802027

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1