WO2014173396A1 - Nockenwellenverstelleinrichtung - Google Patents
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- WO2014173396A1 WO2014173396A1 PCT/DE2014/200051 DE2014200051W WO2014173396A1 WO 2014173396 A1 WO2014173396 A1 WO 2014173396A1 DE 2014200051 W DE2014200051 W DE 2014200051W WO 2014173396 A1 WO2014173396 A1 WO 2014173396A1
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- F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring
Definitions
- the invention relates to a Nöckenv? Iierêti einriicl ty g with the features of the preamble of Ans ruch 1,
- a gahunpgernäSe oeken ellenverstelleinric device is known for example from EP 1 979 582 81.
- the squat includes a camshaft and an okeleal brace, which in its basic construction has a rotor connected by a crankshaft .at fraibe & ron stator and a rotatably connected to the camshaft. Between 4®m stator and the rotor an annular space is provided, which is divided by turning into a radially inwardly protruding mounts connected to the stator, separated by pressure spaces.
- the camshaft together with: the camshaft manufacturer with a ball bearing in a GE in store ge.
- the ball bearing is arranged with its inner ring on a fixed with the camshaft vertadereti housing element. Furthermore, the ball bearing abuts with the antennae on an interface and is protected against slipping out by means of a detonation.
- the invention is based on the object of providing a camshaft adjustment device with a camshaft and a moulting device with a simplified axial and wheel bearing system.
- the bias voltage can be particularly easily realized when the inner ring or the outer ring, over which the rotor is braced, axially; Oe axially longer inner or outer ring thereby forms an axially protruding clamping surface over which the inner or outer ring can be clamped, without causing the respective housing fixed held inside lä is as the inner ring or outer ring which is gesimousefesf. or outer ring is clamped with.
- the rotor may also have at least one axial extension, with which the rotor abuts against the inner ring ode outer ring
- the axial extension serves the same purpose, namely the creation of an axially projecting Kiemni torque, so that the inner and outer ring of the bearing can have an identical axial ⁇ hinge.
- the ball bearing is a very cost effective Ausfschreibungsfor a both axial and Radialkräfie receiving rolling bearing, as the balls can transmit both axial » zh radial forces.
- a ring of rolling elements us to meet the function tu.
- By using a single ring of rolling elements is also the required space for ⁇ nord- oeng of the bearing very low.
- the clamping device is formed by a central screw.
- the central screw By the central screw, a very gieichmäaige bias of the rotor can be realized, which can also be taken moniageireyn ⁇ tllefi by a single screwing,
- a rotatably mounted threaded insert is provided, in which the Primasehrsuhe is screwed, and on which: a dayerslf is provided for the arrangement of the bearing
- a dayerslf is provided for the arrangement of the bearing
- the bearing seat can be arranged according to a further preferred AusfschreibungsföriTi the invention on a I direction of the rotor directed Rlngiertsafz the threaded insert same, the annular extension is dimensioned in the axial length such that between the front of the ring fortress salt and a gap is provided for the rotor D rh di Dimensioning of the locking device can prevent the rotor from coming into contact with the inner or outer ring before it comes into contact with the front end of the threaded insert and thus between the clamping device and the threaded insert is clamped. This ensures that the * ⁇ xialkr forces are introduced in any case in the rolling bearing what to wied for a clearly defined storage of Noekenweilenverslelleinrichtyng: Is an advantage.
- Fig. 2 a Hoctenunterverstelleinrlchtung with a Hockenwelle and a Nockenwellenversfelier ingenious a second AusbowungsS "form of the invention.
- FIG. 1 shows a spark plug nose ne according to the invention with a camshaft 1 and a NOE ENVIRONMENT HEATER 2.
- the oekenwellenversteler 2 comprises a front of a crankshaft drivable stator S and a rotatably connected to the camshaft 1 rotor 4.
- a Trelbrad 8 is provided, which for ⁇ - request of the rotational movement of the crankshaft of an Endioa ugmitei is wrapped.
- a timing belt or a belt without a toothing is provided for transmitting the rotational movement as End ioszygm Ittel.
- the stator S- further comprises a plurality of stator webs with durohgangsbohritch disposed therein, which divide an existing between the stator $ and the rotor 4 annulus into several pressure chambers.
- the rotor 4 has a number of wings, which are radially outward nac extend to the inner wall of the stator 5 and the pressure chambers in each case subdivide two crumbs into one shrub.
- a threaded insert 7 is rotatably connected to the camshaft 1, which, for example, with: the camshaft 1 is concealed or verseftraoht.
- the threaded insert 7 has an internal thread, into which a clamping unit 3 in the form of a zeotraising bushing is screwed in order to clamp the rotor 4 to the camshaft 1.
- the threaded sine 7 further comprises an annular extension 1?
- the bearing 8 is held with an outer ing 13 in a Lageraufnaiime a fixed housing 1 and thus serves to support the ockenwelenverstellelnraum relative to the housing 1
- the housing 11 may be, for example, a cylinder head or • a cylinder head cover of the internal combustion engine.
- the rotor As seen in FIG. 1 a continuation 1 S S extending through a central opening of the first thieving cone 10 with which it rests on the left side on the inner ring 12 of the roller bearing 6.
- the inner ring 12 is also supported on the right side on a clamping flange 14 of the threaded insert 7.
- the Hingfortsatz 1? of the threaded insert 7 is so annoying in the long that there is a gap 1 $ between the end face of the Rlnglortsat 17 and the rotor 4.
- the rotor 4 is braced against distortion by the central shaft of the upper silencer above the extension 18 on the inner ring 12 of the roller bearing 6, which is then pressed against the flange 14 of the shaft Windeelnsaf it? on the camshaft 1 afostCitzt.
- the rotor 4 Ode the inner ring 1.2 of the rolling bearing 6 with respect to the bridge shaft 1 vers nt "and the uftret Nde Axlalkräfle Or the äl ger ger 6 introduced into the housing 11.
- the inner ring 12 and the outer ring 13 of the rolling ge s 6 are designed with an identical axial length, it can thus be used a rolling bearing 8 conventional Bauar,
- the outer ring 12 has a greater axial length than the outer ring 13, so that the continuation of the red 4 can be dispensed with or can be correspondingly shorter.
- the rotor 4 is supported on the inner surface 1 of the roller bearing 8, whether i also intervening components can be present.
- the rolling bearing 6 is preferably formed by a single or double row ball bearing, which is suitable both for the transmission of adialkraften as well as for transmission: ⁇ xiaikriften In the housing 1: Here is a single row ball bearings cost reasons and Bayraumlichn particularly preferred if the ball bearing the can absorb the occurring ⁇ xiatkrafte the height.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nockenwellenverstelleinrichtung mit - einer Nockenwelle (1) und - einem Nockenwellenversteller (2) mit - einem mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbaren Stator (5) und - einem in dem Stator (5) drehbar gelagerten, mit der Nockenwelle (1) verbindbaren Rotor (4) und - einer Spanneinrichtung (3) zum Verspannen des Rotors (4) mit der Nockenwelle und - einem sowohl Axial- als auch Radialkräfte aufnehmenden Wälzlager (8) zur Lagerung der Nockenwellenverstelleinrichtung in einem feststehenden Gehäuse (11), wobei - der Rotor (4) mittels der Spanneinrichtung (3) über einen Innenring (12) oder einen Außenring (13) des Wälzlagers (6) an der Nockenwelle (4) verspannt ist.
Description
!mrsrisc tun:
Die Erfindung betrifft eine Nöckenv^iier erstei einriicl ty g mit den M rkmalen des Oberbegriffs von Ans ruch 1 ,
Eine gahunpgernäSe oeken ellenverstelleinric tung ist beispielsweise aus der EP 1 979 582 81 bekannt. Die Hocken e!!envefgte!!elr dcliiung umfesst eine Nockenwelte und einen ockeo ellenverstelien welcher in seinem Grund- aufbau eine von einer K r elwelle .at fraibe&ron Stator und einen drehtest mit der Nockenwelle verbundenen Rotor aufweist. Zwischen 4®m Stator und dem Rotor Ist ein Ringraum vorgesehen,, weicher durch drehtest Mi dem Stator verbundene, radial nach innen ragende Vorsnrünge in «ine e r l von Druck- räumen unterteilt Ist die Jeweils durch einen radial von dem Rotor nach außen abragenden Flügel In »ei Arbeitskammern entgegengesetzter lrkriehiung unterteilt sind, J nach der Beaufschlagung der Är eltskammern mit einem Druckmittel wird der Rotor dann gegenüber dem Stator und damit auch die Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle In Richtung„früh" oder Sispif verstellt, Oer ockenwellenversteiler ist In einer bewährten Ausfübrung&iötrn übe eine Zentralschraube mit der Nockenwelle verspannt, weiche dazu durch eine zentrale Öffnung des Rotors eingeführt und In ein Innengewinde der Nockenwelle eingeschraubt wird. Zur Lagerung der verspannten Baugruppe aus der Nockenwelle und dem ockenwellenverste!ler in einem fests hen en Gehäuse, werden üblicherweise axiale und radiale öleitlagerungen verwendet.
Ferner ist es aus der DE 10 3010 00 603 AI bekannt, die Nockenwelle zusammen mit: dem ockenwellei ersteller mit einem Kugellager In einem Ge- häyse in lagern. Das Kugellager Ist mit seinem Innenring auf einem fest mit der Nockenwelle vertadereti Gehäuseelement angeordnet. Ferner liegt das Kugellager mit dem AuSeodng an einem Änthefoselenient an und Ist über einen Sprengung gegen ein Herausrutschen gesichert.
Aus der EP 2 3:26 S0 81 Ist außerdem ein Nockanwellenversfeller mit einem Wälzlager bekannt bei dem der innenrfeig das Wäklagers auf der Nockenwelle und der Ay&enring in dem Zyltnderkopf der Brennkraftrnasohine angeordnet sind> Oer Innenring Ist I Axiaifichtung nicht gegenüber der Nockenwelle gesh eher!, so dass es sich dabei offensichtlich um ein Loslager handelt. Eine Äxiah lagerung ist nicht zu k nn n, rttuss aber dennoch zwingend vorgesehen- erden,
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindeng die Aufg b zugrunde« eine Ho- ckenwellenverstellelnrichtun mit einer ockenwelle und einem Moeken ilen- verstelier mit einer vereinfachten Axial- und Radtallagerung zu schaffen.
Zur Lösung der Aufgabe wird gemiH dem Grundgedanken der Erfindung vorgeschlagen, dass der Rotor mittels der Spanneinn btun übe einen innenring oder einen Außenring des W lzlagers an der Nockenwelle verspann! ist. Oy roh die - vorgeschlagene. Lösung kann die Lagerung der ockenwelleiwerstellein- fichtung erbeblich vereinfacht werden, da d.uroh die Vorspannung des Rotors Ober de Innen- oder Außenring des Wälzlagers Axialkrilfe In da Wälzlager eingeleitet werden können, so dass das Walzlager lusätzlch u der adiaila* gerung auch zur Axialagerung genutzt wird . Öamit kann die bisher erforderliche zusätzliche Axiailagerung entfallen.
Dabei kann die Vorspannung besonders einfach realisiert werden, wenn der Innenring oder der Auß nring, über den der Rotor verspannt ist, axial; lä get als der Innenring oder Außenring ist welcher gehäusefesf gehalte Ist, Oer axial längere Innen- oder Auilenring bildet dadurch eine axial vorstehende Klemm- fläche aus, ber die der Innen- oder Außenring verspannt werden kann, ohne dass dabei der Jeweils gehäusefest gehaltene Innen- oder Außenring mit eingespannt wird.
Ferner kann auch der Rotor wenigstens einen axialen Fortsatz aufweisen, mit dem der Rotor an dem Innenring ode Außenring anliegt Der axiale Fortsatz dient demselben Zweck, nämlich der Schaffung einer axial vorstehenden
Kiemnifläche, so dass der Innen- und Außenring des Wälzlagers eine identische axial© hinge aufweisen können.
Weiter wird geschlagen, dass das Wälzlager ein Kugellage Ist Kugellager sind eine sehr kostengünstige Ausföhrungsfor eines sowohl Axial- als auch Radialkräfie aufnehmenden Wälzlagers, da die Kugeln sowohl Axial-» als zh Radialkräfte bertragen können. Damit reicht in dem Wälzlager ein Ring von Wälzkörper us, um die Funktion tu erfüllen. Durch die Verwendung eines einzigen Ringes von Wälzkörpern Ist ferner der erforderliche Bauraum zur Änord- oeng des Wälzlagers sehr gering.
Weiter wird vorgeschlagen,: dass die Spanneinrichtung durch eine Zentral- schraube gebildet ist. Durch die Zentralschraube kann eine sehr gieichmäaige Vorspannung des Rotors verwirklicht werden, welche zudem moniageireyn<tllefi durch einen einzigen Einschraubvorgang vergenommen werden kann,
GemaS einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass an der Nockenwelle ein drehfest befestigter Gewindeeinsatz vorgesehen Ist, in den die Zentralsehrsuhe eingeschraubt ist, und auf dem: ein tagerslf zur Anordnung des Wälzlagers vorgesehen ist Durch di vorgeschlagene Lösung kann für die Nockenweile seihst ein Rohr zw Herstellun verwendet werden, in welches der Gewindeeinsatz dann z,B, eingeschraubt oder ein- geschweißt ist Die Befestigung de Nockenweilenverstellers an der Nocken- welle erfolgt dann über den Gewlndeelnsafz, welcher auSerdem den zur tage- rung der ockenweilenversfelleinric ung erforderlichen Lagersitz zu Anordnung des Wälzlagers aufweist. Damit sind die wesentlichen erforderlichen Funktbnsflächeo an dem Gewlndeelnsafz ausgebildet, und die Nockenwelle selbst muss zumindest an diesem Ende nicht weiter bearbeitet werden. Der Lagersitz kann dabei gemäß einer weiteren bevorzugten AusföhrungsföriTi der Erfindung auf einem I Richtung des Rotors gerichteten Rlngiertsafz des Gewindeeinsatzes angeordnet selb, wobei der Ringfortsatz In der axialen Länge derart bemessen Ist, dass zwischen der Stirnselte des Ringfortsalzes und
dem Rotor ein Spalt vorgesehen ist D r h di Bemessung des Rlngfodsat es kann verhindert we den, das« dar Rotor statt über den innen- oder Außenring verspannt zu werden, vorher an der Stirnseite- des Gewindeeinsatzes zu Anlage gelangt und damit zwische der Spanneinrichtung- und dem Gewindeeinsatz verspannt wird. Dadurch kann sichergestellt werden* dass die Äxialkr fte in jedem Fall In das Wälzlager eingeleitet werden, was wied um für eine eindeutig definierte Lagerung der Noekenweilenverslelleinrichtyng: von Vorteil Ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anh nd zweier bevorzugter Ausführungsheh spiele näher erläutert Dabei zeigen die Figuren im Einzelnen:
Fiq. 1 ;
Flg.. 2: eine Hoctenweilenverstelleinrlchtung mit einer Hockenwelle und einem Nockenwellenversfelier genial einer zweiten AusfuhrungS" form der Erfindung.
In der Fig. 1 Ist eine erfindungsgetnäße ootenweiienvefstelleinrlcbtung einer Brennkrsftrnase ne mit einer Nockenwelle 1 und einem Noe enwelienvemtetler 2 zu erkennen. Der oekenwellenversteler 2 umfasst einen vo einer Kurbelwelle antreibbaren Stator S und einen drehfest mit der Nockenwelle 1 verbindbaren Rotor 4. An dem Stator δ Ist ein Trelbrad 8 vorgesehen, welches zur Ö- herfragung der Drehbewegung der Kurbelwelle von -einem Endioa ugmitei umschlungen ist. Statt des Treibrades 8 kann auch eine- Verz n ng vorgesehen selm je nachdem ob zur Übertragung der Drehbewegung als End ioszygm Ittel eine Kette-, ein Zahnriemen oder ein Riemen ohne eine Verzahnung vorgesehen ist. Der Stator S- weist ferner eine Mehrzahl von Statorstegen mit darin engeordneten Durohgangsbohrungen auf, welche einen zwischen dem Stator $ und -dem Rotor 4 vorhandenen Ringraum In mehrere- Druckräume unterteilen« Der Rotor 4 weist eine hrzahl von Flügeln auf, die sich radial nac außen bis zu der Innenwandung des Stators 5 erstrecken und die Druckräume in jeweils
zwei Äfbe skamm fn imt rsc iedi e er Wlrkrlchtung unterteilen. Famer ist: ein erste Dichfdeckel 10 vorgesehen, welcher ebenfalls Dyrehgangsöffnungen aufweist und mit Befestigungsschrauben § durch die Durchgaogsböhryngen des Stators 1 In Gewindeelnslt en 20 eines gegenüberliegend angeordneten zweiten Dichtdeckels Ii verschraubt wird, so das die Dichtdeckel 10 und 19 sfysammen mit dem Stator 5 anschließend einen cjrehfesten Verbund bMm. Die Arbeitsk&mmem sind während des Betriehes der Drennkraftrnaschine zumindest nach einer bestimmten Anlaiifphase mit Druckmittel gefüllt wodurch die Drehbewegung des Stators 5 auf den Rotor 4 und damit auch die Drehbe- wegung der Kurbelwelle auf die Nockenwelle 1 ö ertrag n wird.
Ferner ist ein Gewindeeinsatz 7 drehfest mit der Nockenwelle 1 verbunden, welcher z.B. mit: der Nockenwelle 1 verschweigt oder verseftraoht ist. Der Ge- windeeinsatz 7 weist ein Innengewinde auf, In weiches eine Spanneinhehtung 3 in Form einer Zeotraisebrauhe um Verspannen des Rotors 4 mit der Nockenwelle 1 eingeschraubt ist. Der Gewindeeinsalz 7 umfasst ferner einen Ringfortsatz 1? mi einem radial au&en daran vorgesehenen Lagersitz 18, auf dem ein Wälzlager 8 mit einem Innenring 12 angeordnet ist Das Wälzlager 8 ist mit einem Außen ing 13 in einer Lageraufnaiime eines feststehenden Gehäuses 1 gehalten und dient damit der Lagerung der ockenwelenverstellelnrichtung gegenüber dem Gehäuse 1 Das Gehäuse 11 kann z.B. ein Zylinderköpf oder •eine Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine sein.
Gemäß- dem ersten in der Flg. 1 gezeigte Äusfuhryngsbelspieia um asst der Rotor einen sieh durch eine mittige Öffnung des ersten Diehfdeekefs 10 erstreckenden Fortsat 1SS mit dem er in der Darstellung linksseitig an dem Innenring 12 des Wälzlagers 6 anliegt. Der Innenring 12 stützt sich ferner rechtsseitig an einem Klemmflansch 14 des Gewindeeinsatzes 7 ab. Der Hingfortsatz 1? des Gewindeeinsatzes 7 ist In der Lange derart bernessen, dass zwischen der Stirnseite des Rlnglortsat es 17 und dem Rotor 4 ein Spalt 1$ vorhanden ist. Aufgrund des Spalte 18 stützt sich der Rotor 4 heim Verspannen über die Zentralschraybe ausschileSilch ober de Fortsatz 18 an dem Innenring 12 des Wälzlagers 6 ab, welcher srch wlederym ober den lemmflansch 14 des Ge~
windeelnsaf es ? an der Nockenwelle 1 afostCitzt. Dadurch wird der Rotor 4 Ode den Innenring 1.2 des Walzlagers 6 gegenüber der cke welle- 1 vers nt« und die uftret nde Axlalkräfle werden Oder das äl l ger 6 in das Gehäuse 11 eingeleitet Der Innenring 12 und der Außenring 13 des Wäl l ge s 6 sind mit einer identischen axialen Länge ausgeführt, es kann somit ein Wälzlager 8 herkömmlicher Bauar verwendet werden,
Ge niS: der »eilen In der Fig. 2 dargestellten Äusführungsform weist der Itv nenr ng 12 eine g ößere axiale Länge als der AuHeriring 13 auf, so dass der Fortsati: IS an dem Roter 4 entfallen kann oder entsprechend kürzer ausgebildet sein kann. Wichtig für die erfindungsgemlEe Lösung Ist nur, dass sich der Rotor 4 an dem Jnnenhng 1 des Wälzlagers 8 abstützt, ob i auch usi flche zwischengeordnete Bauteile vorhanden sein können. Das Wälllager 6 ist bevorzugt durch ein ein- oder zweireihiges Kugellager gebildet, welches sowohl zur Übertragung von adialkraften als auch zur Übertragung: von Äxiaikriften In das Gehäuse 1 geeignet ist: Dabei Ist ein einreihiges Kugeliager aus Kostengründen und Bayraumgründen besonders bevorzugt, sofern das Kugellager die auftretenden Äxiatkrafte der Höhe nach aufnehmen kann.
1 ■Nockenwelle
2 Nockenwetenverslei!er
3 Spanne niic tung
4 Rotor
5 Stator
6 Wälzlager
7 Gewiodee nsat
8 Treibring
8 Befestigungsschraube
10 Erster Dfchtdeckel
11 Gehäuse
12 Innenring
13 Außenring
14 Kienimf lansch
15 Fortsatz
16 Lagersilz
17 Rrngfertsafö
18
I ) Zweiter Dfe tdeokef
20 Gewindeelnsatz
Claims
Noekemvelienvmiel elnric ung mit
-einer. Nockenwelle (1), und
-einem Nooken elenvefsielfer (2) mit
-einem mit einer Kur e welle einer Breontiraftmasehine verbindbaren Stator (5) und
-einem in dem Stator (5) drehbar gelagerten, mit der Nockenwelle (1) verbindbaren Boler (4), und
-einer Spaniminrichiung (3) zum Verspannen des Rotors (4) mit der Mo- dcenwells (1), und
-einem sowohl Axial- als auch Radlalkräffe aufnehmenden Wälzlager (8) zur Lagerung der Nookenwellenver ielieinrie tung in einem feststehenden Gehäuse (11), dadurch gekennzeichnet, das«
-der Roter (4) mittels der S annelnrlchtung (3) über einen Innenring (12) ode einen Auß nr ng (13) des Wälzlagers (6) an der Nockenwelle (4) verspannt ist. eckenwellenverstelieinrio^tung nach Ans ruch 1, dadurch gekennzeichnet dass
-der In enri g (12) oder der Außenring (1 ), über den der Rotor (4) verspannt ist axial länger als der Innenring (12) oder Auienrl g (13) Ist, welcher gehiuseiest gehalten Ist,
Nockenweiienverstellelnrlchtyng nach Anspruch 1 oder 2 ; dadurch gekennzeichnet dass
-der Rotor (4 j wenigstens einen axialen Fortsatz. (15) aufweist, mit dem der Rotor (4) an dem Innenring (12) oder AoEenring (13) anliegt ockenweilenversteileinrlc tyng nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Wälzlager (6) ein Kugellager Ist
Nockenv^ltenvemfelleinfich yng nach e nem der vorangegangenen An- spreche, dadurch gekennzeichnet dass
<4m Spannelnhehtung (3) durch eine ZentraJschrauhe: gebildet Ist.
zele nei dass
~ rfer Nockenwelle (1) e n drefifeat befestigter O v^nde ifmatz (?) vorgesehen Ist, in den die Zentfaleolirauhe eingeschraubt ist. und auf dem ein tagersitz (16) zw Anordnung des Wälzlagers {$) vorgesehen Ist. ookenw lienv rstelleinric tung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet dass
-der Lagersitz (18) auf einem in Richtung des Rotors (4) gerichteten Ringfertsatz (17) des Gewindeeinsatzes (?) angeordnet ist« und der Ringfortsatz (1?) in der axialen Länge derart bemessen ist, dass zwischen der Stirnseite des Ringfertsatzas (17) und dem Rotor |4) ein Spalt (18) vorgesehen Ist.
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