DE102005024241A1 - Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine Download PDFInfo
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 oder 5.
- In Brennkraftmaschinen werden zur Betätigung der Gaswechselventile Nockenwellen eingesetzt. Nockenwellen sind in der Brennkraftmaschine derart angebracht, dass auf ihnen angebrachte Nocken an Nockenfolgern, beispielsweise Tassenstößeln, Schlepphebeln oder Schwinghebeln, anliegen. Wird eine Nockenwelle in Drehung versetzt, so wälzen die Nocken auf den Nockenfolgern ab, die wiederum die Gaswechselventile betätigen. Durch die Lage und die Form der Nocken sind somit sowohl die Öffnungsdauer als auch die Öffnungsamplitude aber auch die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile festgelegt.
- Moderne Motorkonzepte gehen dahin, den Ventiltrieb variabel auszulegen. Einerseits sollen Ventilhub und Ventilöffnungsdauer variabel gestaltbar sein, bis hin zur kompletten Abschaltung einzelner Zylinder. Dafür sind Konzepte wie schaltbare Nockenfolger oder elektrohydraulische oder elektrische Ventilbetätigungen vorgesehen. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, während des Betriebs der Brennkraftmaschine Einfluss auf die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile nehmen zu können. Dabei ist es insbesondere wünschenswert auf die Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte der Einlassbzw. Auslassventile getrennt Einfluss nehmen zu können, um beispielsweise gezielt eine definierte Ventilüberschneidung einzustellen. Durch die Einstellung der Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte der Gaswechselventile in Abhängigkeit vom aktuellen Kennfeldbereich des Motors, beispielsweise von der aktuellen Drehzahl bzw. der aktuellen Last, können der spezifische Treibstoffverbrauch gesenkt, das Abgasverhalten positiv beeinflusst, der Motorwirkungsgrad, das Maximaldrehmoment und die Maximalleistung erhöht werden.
- Die beschriebene Variabilität der Ventilsteuerzeiten wird durch eine relative Änderung der Phasenlage der Nockenwelle zur Kurbelwelle erreicht. Dabei steht die Nockenwelle meist über einen Ketten-, Riemen-, Zahnradtrieb oder gleichwirkende Antriebskonzepte in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle. Zwischen dem von der Kurbelwelle angetriebenen Ketten-, Riemen- oder Zahnradtrieb und der Nockenwelle ist eine Vorrichtung zur Änderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine, im folgenden auch Nockenwellenversteller genannt, angebracht, die das Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle überträgt. Dabei ist diese Vorrichtung derart ausgebildet, dass während des Betriebs der Brennkraftmaschine die Phasenlage zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle sicher gehalten und, wenn gewünscht, die Nockenwelle in einem gewissen Winkelbereich gegenüber der Kurbelwelle verdreht werden kann.
- Riemengetriebene Nockenwellenversteller sind in der Regel außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet. Dabei ist zu beachten, dass der Nockenwellenversteller komplett gegenüber der Umgebung abgedichtet sein muss, um eine Leckage von Motoröl in den Motorraum zu verhindern. Etwaig auftretendes Leckageöl muss aufgefangen und in den Zylinderkopf zurückgeleitet werden.
- In Brennkraftmaschinen mit je einer Nockenwelle für die Einlass- und die Auslassventile können diese mit je einem Nockenwellenversteller ausgerüstet werden. Dadurch können die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Einlass- und Auslassventile zeitlich relativ zueinander verschoben und die Ventilüberschneidungen gezielt eingestellt werden.
- Der Sitz moderner Nockenwellenversteller befindet sich meist am antriebsseitigen Ende der Nockenwelle. Der Nockenwellenversteller kann aber auch auf einer Zwischenwelle, einem nicht rotierenden Bauteil oder der Kurbelwelle angeordnet sein. Er besteht aus einem von der Kurbelwelle angetriebenen, eine feste Phasenbeziehung zu dieser haltenden Antriebsrad, einem in Antriebsverbindung mit der Nockenwelle stehenden Abtriebsteil und einem das Drehmoment vom Antriebsrad auf das Abtriebsteil übertragenden Verstellmechanismus. Das Antriebsrad kann im Fall eines nicht an der Kurbelwelle angeordneten Nockenwellenverstellers als Ketten-, Riemen- oder Zahnrad ausgeführt sein und wird mittels eines Ketten-, eines Riemen- oder eines Zahnradtriebs von der Kurbelwelle angetrieben. Der Verstellmechanismus kann elektrisch (mittels eines angetriebenen Dreiwellengetriebes), hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden.
- Eine bevorzugte Ausführungsform hydraulischer Nockenwellenversteller ist der so genannte Rotationskolbenversteller. In diesem ist das Antriebsrad drehfest mit einem Stator verbunden. Der Stator und ein Abtriebselement sind konzentrisch zueinander angeordnet, wobei das Abtriebselement kraft-, form- oder stoffschlüssig, beispielsweise mittels eines Presssitzes, einer Schraub- oder Schweißverbindung mit einer Nockenwelle, einer Verlängerung der Nockenwelle oder einer Zwischenwelle verbunden ist. Im Stator sind mehrere, in Umfangsrichtung beabstandete Hohlräume ausgebildet, die sich ausgehend vom Abtriebselement radial nach außen erstrecken. Die Hohlräume sind in axialer Richtung durch Seitendeckel druckdicht begrenzt. In jeden dieser Hohlräume erstreckt sich ein mit dem Abtriebselement verbundener Flügel, der jeden Hohlraum in zwei Druckkammern teilt. Durch gezieltes Verbinden der einzelnen Druckkammern mit einer Druckmittelpumpe bzw. mit einem Tank kann die Phase der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle eingestellt bzw. gehalten werden.
- Zur Steuerung des Nockenwellenverstellers erfassen Sensoren die Kenndaten des Motors, wie beispielsweise den Lastzustand und die Drehzahl. Diese Daten werden einer elektronischen Kontrolleinheit zugeführt, die nach Vergleich der Daten mit einem Kenndatenfeld der Brennkraftmaschine den Zu- und den Abfluss von Druckmittel zu den verschiedenen Druckkammern steuert.
- Um die Phasenlage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle zu verstellen wird in hydraulischen Nockenwellenverstellern eine der zwei gegeneinander wirkenden Druckkammern eines Hohlraums mit einer Druckmittelpumpe und die andere mit dem Tank verbunden. Dadurch wird durch die Druckbeaufschlagung der einen Kammer und durch die Druckentlastung der anderen Kammer eine Verschiebung des Flügels und damit direkt eine Verdrehung der Nockenwelle zur Kurbelwelle bewirkt. Um die Phasenlage zu halten werden beide Druckkammern entweder mit der Druckmittelpumpe verbunden oder sowohl von der Druckmittelpumpe als auch vom Tank getrennt.
- Die Steuerung der Druckmittelströme zu bzw. von den Druckkammern erfolgt mittels eines Steuerventils, meist ein 4/3-Proportionalventil. Ein Ventilgehäuse ist mit je einem Anschluss für die Druckkammern (Arbeitsanschluss), einem Anschluss zur Druckmittelpumpe und mindestens einem Anschluss zu einem Tank versehen. Innerhalb des im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgeführten Ventilgehäuses ist ein axial verschiebbarer Steuerkolben angeordnet. Der Steuerkolben kann mittels eines elektromagnetischen Stellgliedes entgegen der Federkraft eines Federelements axial in jede Position zwischen zwei definierte Endstellungen gebracht werden. Der Steuerkolben ist weiterhin mit Ringnuten und Steuerkanten versehen, wodurch die einzelnen Druckkammern wahlweise mit der Druckmittelpumpe oder dem Tank verbunden werden können. Ebenso kann eine Stellung des Steuerkolbens vorgesehen sein, in der die Druckkammern sowohl von der Druckmittelpumpe als auch vom Druckmitteltank getrennt sind.
- In der
DE 199 08 934 A1 ist eine derartige Vorrichtung offenbart. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung in Rotationskolbenbauart. Ein Stator ist drehbar auf einem drehfest mit einer Nockenwelle verbundenen Abtriebselement gelagert. Der Stator ist mit zum Abtriebselement offenen Ausnehmungen ausgebildet. In axialer Richtung der Vorrichtung sind Ausgleichsscheiben vorgesehen, welche die Ausnehmungen in axialer Richtung dichtend begrenzen. Die Ausnehmungen sind durch den Stator, das Abtriebselement und die Ausgleichsscheiben druckdicht abgeschlossen und bilden somit Druckräume aus. An der Außenmantelfläche des Abtriebselements sind Flügel ausgebildet welche sich in die Ausnehmungen erstrecken. Die Flügel sind derart ausgebildet, dass sie die Druckräume in jeweils zwei gegeneinander wirkende Druckkammern teilen. Durch zu- bzw. ableiten von Druckmittel zu bzw. von den Druckkammern kann die Phasenlage des Abtriebselement zum Stator und damit der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle wahlweise gehalten oder verstellt werden. Zu diesem Zweck ist eine Einrichtung zur Druckmittelversorgung mit Druckmittelleitungen und einem Steuerventil vorgesehen. - Der Stator, das Abtriebselement und die Ausgleichsscheiben sind von einem zweiteiligen Gehäuse gekapselt, welches mittels Befestigungsmitteln drehfest mit einem als Zahnriemenrad ausgebildeten Antriebsrad verbunden ist.
- Die ebenen Böden der Gehäusehälften sichern ein druckdichtes Anliegen der Ausgleichsscheiben an dem Stator und dem Abtriebselement.
- Des Weiteren wird das Antriebsdrehmoment der Kurbelwelle über das Antriebsrad und die Böden der Ausgleichsscheiben reibschlüssig auf den Stator übertragen. Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Seitenflächen des Stators eine Profilierung aufweisen, wodurch ein zusätzlicher Formschluss erreicht werden kann.
- In dieser Ausführungsform wird eine große Anzahl an Bauteilen zur Realisierung der Vorrichtung benötigt, wodurch erhöhter Montageaufwand und damit Fertigungskosten auftreten. Des Weiteren bringt die beschriebene Übertragung des Drehmoments vom Antriebsrad auf den Stator einen erhöhten Fertigungsaufwand mit sich, welcher sich negativ auf die Kosten der Vorrichtung auswirkt.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde diese geschilderten Nachteile zu vermeiden und somit eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, in der die Anzahl der Bauteile und damit der Montageaufwand und die Herstellungskosten der Vorrichtung verringert werden. Weiterhin soll die Vorrichtung dahingehend verbessert werden, dass die Übertragung des Drehmoments der Kurbelwelle auf den Stator verbessert und mit kostengünstigeren Maßnahmen erreicht wird.
- In einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem Stator, einem koaxial dazu angeordneten Abtriebselement, wobei die beiden Bauteile zueinander drehbar montiert sind und wobei die beiden Bauteilen mindestens einen Druckraum zumindest in radialer Richtung und in Umfangsrichtung begrenzen, und mit einem separat zum Stator und zum Abtriebselement ausgebildeten Gehäuse, welches den Stator und das Abtriebselement zumindest teilweise kapselt, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse den Druckraum in einer axialen Richtung dichtend begrenzt.
- Dabei kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse aus mindestens zwei Gehäuseelementen besteht und zumindest ein ebener, senkrecht zur axialen Richtung der Vorrichtung stehender Abschnitt des Gehäuses als Dichtfläche für den Druckraum wirkt und diesen in einer axialen Richtung begrenzt.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse den Druckraum auch in der anderen axialen Richtung dichtend begrenzt.
- Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Stator mit dem Gehäuse über eine formschlüssige Verbindung in Antriebsverbindung steht.
- In einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem eine Nockenwelle antreibenden Abtriebselement, einem von einer Kurbelwelle angetriebenen Stator, wobei die beiden Bauteile zueinander drehbar montiert sind, und mit einem separat zum Stator und zum Abtriebselement ausgebildeten Gehäuse, das diese Bauteile zumindest teilweise umfasst, wobei mindestens ein Druckraum von dem Stator, dem Abtriebselement und dem Gehäuse begrenzt wird, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Boden eines topfförmigen Abschnittes des Gehäuses zumindest in einer axialen Richtung als Dichtfläche für den Druckraum wirkt.
- In sämtlichen Ausführungsformen kann der Stator als spanlos umgeformtes Blechteil, oder massives Sinterbauteil ausgeführt ist.
- Im Falle der Ausführung des Stators als spanlos umgeformtes Blechteil, kann dieser durch ein Tiefziehverfahren hergestellt sein.
- Ebenso ist es denkbar, zumindest ein Gehäuseelement als spanlos umgeformtes Blechteil auszuführen, wobei dieses mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt werden kann.
- Derartige Vorrichtungen können mit einem Ketten-, einem Riemen- oder einem Zahnrad versehen sein und über einen Ketten-, einen Zahnriemen- oder einen Zahnradtrieb mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehen.
- Soll die Vorrichtung mittels eines Zahnriemens angetrieben werden ist das Gehäuse derart auszubilden, dass dieses den Austritt von Druckmittel aus der Vorrichtung verhindert.
- Die beiden Gehäuseelemente können mittels einer Schweißverbindung miteinander verbunden sein, wodurch das Gehäuse Austritt von Druckmittel aus der Vorrichtung verhindert.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass am Gehäuse ein zylindrischer, sich in axialer Richtung erstreckender Abschnitt zum Abdichten der Vorrichtung gegen einen Radialwellendichtring ausgebildet ist. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Nockenwelle in den Abschnitt eingreift und dass zwischen dem Innendurchmesser des Abschnitts und der Nockenwelle ein Spalt ausgebildet ist. Dadurch kann die Vorrichtung außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet werden, wobei der Abschnitt in eine Öffnung des Zylinderkopfes eingreift und mittels der Radialwellendichtung zu diesem abgedichtet wird. Auftretendes Leckageöl kann über den Spalt zwischen dem Abschnitt und der Nockenwelle in den Zylinderkopf und damit in das Kurbelgehäuse zurückgeführt werden.
- In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an zumindest einem der Gehäuseelemente Formelemente zur Vergrößerung der Oberfläche ausgebildet sind. Diese Formelemente dienen zum einen der Versteifung des Gehäuses, zum anderen Vergrößern dessen Oberfläche, was zu einer besseren Kühlung der Vorrichtung führt. Die Formelemente können beispielsweise als Kühlrippen ausgeführt sein.
- Durch die Kapselung des Stators und des Abtriebselements durch ein Gehäuse kann werden unter anderem folgende zwei Aufgaben erfüllt. Zum einen dient das Gehäuse dazu die Druckräume in axialer Richtung der Vorrichtung druckdicht zu verschließen. Dies kann entweder indirekt, durch anpressen von Dichtscheiben an den Stator, oder direkt, durch die Ausbildung von Dichtflächen an dem Gehäuse, erfolgen. Im Fall von zahnriemengetriebenen Vorrichtungen, welche in der Regel außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet sind, dient das Gehäuse zusätzlich als Kapselung der Vorrichtung, welche ein Austreten von Druckmittel aus der Vorrichtung in den Motorraum verhindert. Etwaiges auftretendes Leckageöl wird innerhalb des Gehäuses aufgefangen und über einen axialen Abschnitt in den Motorraum zurückgeführt. In diesen Ausführungsformen ist das Abtriebselement in der Regel als Sinterbauteil ausgeführt, welches in einem dem formgebenden Prozess folgenden Arbeitsschritt abgedichtet werden müssen. Dieser Arbeitsschritt ist in der Regel sehr zeit- und damit kostenintensiv.
- Durch die Ausbildung des Gehäuses als spanlos umgeformtes Blechteil, welche von natur aus öldicht sind, kann auf derartige dichtende Arbeitsschritte verzichtet werden. Des Weiteren wird die Anzahl der zu dichtenden Verbindungsstellen von mindestens zwei (zwischen den Seitendeckeln und dem Stator) auf eine (zwischen den Gehäusehälften) reduziert werden.
- Im Vergleich zu der im Stand der Technik beschriebenen Vorrichtung kann ein Kostenvorteil dadurch erreicht werden, dass zumindest die Funktion einer der Dichtscheiben in das Gehäuse integriert wird. Dazu ist zumindest ein Boden eines topfförmig ausgebildeten Abschnitts des Gehäuses eben ausgeführt. Dieser Boden liegt in axialer Richtung druckdicht sowohl an dem Stator als auch an dem Abtriebselement an.
- Das Gehäuse besteht aus zwei Gehäuseelementen, in welche der Stator und das Abtriebselement platziert werden können. Dabei können beide Gehäuseelemente topfförmig ausgebildet sein. Ebenfalls denkbar ist eine Ausführungsform mit einem topfförmigen und einem ebenen Gehäuseelement. Die Gehäuseelemente können mittels Verbindungsmitteln, wie beispielsweise Schrauben oder Bolzen, oder kraft- oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Der Boden zumindest eines der topfförmigen Abschnitte ist eben und derart ausgebildet, dass das er die zwischen dem Stator und dem Abtriebselement ausgebildeten Druckräume in einer axialen Richtung druckdicht begrenzt. Ebenso ist es denkbar, dass die Druckräume in beide axiale Richtungen durch ebene, senkrecht zur axialen Richtung der Vorrichtung stehende Abschnitte des Gehäuses begrenzt werden.
- Durch die Verringerung der Anzahl der Bauteile und den damit verbundenen geringeren Montageaufwand können die Kosten der Vorrichtung erheblich gesenkt werden. Dabei wirkt sich ebenso die kostengünstige Herstellung der Gehäuseelemente durch einen spanlosen Umformungsprozess, beispielsweise ein Tiefziehverfahren, positiv aus.
- Ebenso denkbar ist der Einsatz eines Stators, welcher in einem spanlosen Formgebungsprozess aus einem Blechrohling hergestellt wird. Durch die Ausbildung des Stators als dünnwandiges Blechumformteil ist in Umfangsrichtung des Stators eine radiale Profilierung ausgebildet. Der Stator besteht in diesem Fall aus radial äußeren, radial inneren Umfangswänden und Seitenwänden die jeweils eine innere mit einer äußeren Umfangswand verbinden. Diese Profilierung kann genutzt werden, um das vom Antriebsrad auf das Gehäuse übertragene Drehmoment auf den Stator zu übertragen. Dazu ist der Innendurchmesser der Umfangsfläche des oder der topfförmigen Abschnitte dem Außendurchmesser der äußeren Umfangswände angepasst. Der Stator kann folglich im Gehäuse aufgenommen werden, wobei dieser gleichzeitig relativ zum Gehäuse zentriert wird. Zwischen den äußeren Umfangswänden des Stators sind an dem/den topfförmigen Abschnitten des/der Gehäuseelemente/s Einformungen vorgesehen, die derart ausgebildet sind, dass diese an den jeweiligen Seitenwänden anliegen. Dadurch wird in Umfangsrichtung eine formschlüssige Verbindung hergestellt über die das Drehmoment vom Gehäuse auf den Stator übertragen werden kann. Durch die Übertragung des Drehmoments mittels in Umfangsrichtung anliegender Flächen und die vergrößerte Kontaktfläche kann der Stator dünner und damit leichter und kostengünstiger hergestellt werden. Außerdem ist diese Art der Verbindung deutlich zuverlässiger herstellbar.
- Die Einformungen im Gehäuse können des Weiteren für den Eingriff des Antriebsrades genutzt werden. Durch die Ausformung einer zur äußeren Mantelfläche des Gehäuses komplementären Innenmantelfläche des Antriebsrades kann auch an dieser Stelle eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung hergestellt werden.
- Ebenso ist der Einsatz dieser formschlüssigen Verbindung zwischen dem Gehäuse und einem massiv ausgebildeten Stator, beispielsweise aus Sintermetall, denkbar. Vorteilhafterweise wird zu diesem Zweck bereits im formgebenden Werkzeug die Profilierung der Außenumfangsfläche des Stators berücksichtigt. Dadurch entstehen keine Zusätzlichen Kosten, wohingegen die Güte der Verbindung Stator-Gehäuse deutlich verbessert werden kann.
- Natürlich ist die Erfindung auch in ketten- oder zahnradgetriebenen Vorrichtungen denkbar.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, wobei ein Verriegelungspin in eine an einer Dichtscheibe ausgebildete Kulisse eingreift und wobei die Dichtscheibe aus einem härtbaren Stahl besteht.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
-
1a nur sehr schematisch eine Brennkraftmaschine, -
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, -
2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung aus1 entlang der Linie II-II, -
3 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuseelements der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach1 , -
4 eine Draufsicht auf die weitere erfindungsgemäße Vorrichtung analog zu der aus1 , entlang der Linie II-II. - Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
- In
1a ist eine Brennkraftmaschine100 skizziert, wobei ein auf einer Kurbelwelle101 sitzender Kolben102 in einem Zylinder103 angedeutet ist. Die Kurbelwelle101 steht in der dargestellten Ausführungsform über je einen Zugmitteltrieb104 bzw.105 mit einer Einlassnockenwelle106 bzw. Auslassnockenwelle107 in Verbindung, wobei eine erste und eine zweite Vorrichtung1 für eine Relativdrehung zwischen Kurbelwelle101 und Nockenwellen106 ,107 sorgen können. Nocken108 ,109 der Nockenwellen106 ,107 betätigen ein Einlassgaswechselventil110 bzw. das Auslassgaswechselventil111 . Ebenso kann vorgesehen sein nur eine der Nockenwellen106 ,107 mit einer Vorrich tung1 auszustatten, oder nur eine Nockenwelle106 ,107 vorzusehen, welche mit einer Vorrichtung1 versehen ist. - Die
1 und2 zeigen eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung1 zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer riemengetriebenen Vorrichtung1 erläutert. Ebenso denkbar sind ketten- oder zahnradgetriebene Vorrichtungen. Die Besonderheit der riemengetriebenen Vorrichtungen liegt in deren druckmitteldichten Kapselung, welche bei den anderen Ausführungsformen nicht notwendig ist. Eine Stellvorrichtung1a besteht im Wesentlichen aus einem Stator2 und einem konzentrisch dazu angeordneten Abtriebselement3 . In der2 ist eine Draufsicht auf eine Dichtscheibe12 gezeigt, wobei dahinter liegende Bauteile durch gestrichelte Linien angedeutet sind. - Das Abtriebselement
3 besteht aus einer Radnabe4 , an deren Außenumfang axial verlaufende Flügelnuten5 ausgebildet sind, und fünf Flügeln6 , welche in den Flügelnuten5 angeordnet sind und sich radial nach außen erstrecken. Weiterhin ist das Abtriebselement3 mit einer gestuften Zentralbohrung4a versehen, in die im montierten Zustand der Vorrichtung1 eine nicht dargestellte Nockenwelle, in1 von rechts, eingreift. In dem montierten Zustand der Vorrichtung1 ist diese, beispielsweise mittels einer kraft-, reib-, form-, oder stoffschlüssigen Verbindung oder mittels Befestigungsmitteln, drehfest mit der Nockenwelle verbunden. - Der Stator
2 ist als dünnwandiges Blechteil ausgebildet, wobei dieser aus inneren Umfangswänden7 und äußeren Umfangswänden8 besteht, welche über Seitenwände9 miteinander verbunden sind. Die inneren und die äußeren Umfangswände7 ,8 erstrecken sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung, wohingegen sich die Seitenwände9 im Wesentlichen in radialer Richtung erstrecken. Der Stator2 ist einteilig, mittels eines spanlosen Umformprozesses aus einem Blechrohling hergestellt. Dabei kann vorgesehen sein den Stator2 mittels eines Tiefziehverfahrens beispielsweise aus einem Stahlblech spanlos zu fertigen. Über die inneren Umfangswände7 , welche an einer zylindrischen Umfangswand des Abtriebselements3 anliegen, ist der Stator2 drehbar auf dem Abtriebselement3 gelagert. Ausgehend von den inneren Umfangswänden7 erstrecken sich die Seitenwände9 im Wesentlichen in radialer Richtung nach außen und gehen in die äußeren Umfangswände8 über. Durch diesen Aufbau sind mehrere, in der dargestellten Ausführungsform fünf, Druckräume10 ausgebildet, welche, wie im Folgenden beschrieben, in axialer Richtung von einem Gehäuse11 bzw. von einer Dichtscheibe12 druckdicht abgeschlossen werden. - Die Flügel
6 sind derart an der Außenmantelfläche des Abtriebselements3 angeordnet, dass sich jeweils ein Flügel6 in einen Druckraum10 erstreckt. Dabei liegen die Flügel6 in radialer Richtung an den äußeren Umfangswänden8 des Stators2 druckdicht an. Zu diesem Zweck sind in den Flügelnuten5 Federelemente13 angeordnet, welche die Flügel6 radial nach außen drängen. Die Breite der Flügel6 ist derart ausgeführt, dass die Flügel6 in axialer Richtung an dem Gehäuse11 bzw. der Dichtscheibe12 anliegen. Dadurch wird erreicht, dass jeder Flügel6 einen Druckraum10 in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern14 ,15 teilt. - Der Stator
2 und das Abtriebselement3 sind innerhalb des Gehäuses11 angeordnet, welches derart ausgebildet ist, dass es diese Bauteile öldicht kapselt. Das Gehäuse11 besteht aus einem im Wesentlichen topfförmig ausgebildeten ersten Gehäuseelement16 und einem scheibenförmigen zweiten Gehäuseelement17 . Die Verbindungsstelle der Gehäuseelemente16 ,17 kann mittels eines nicht dargestellten Dichtmittels oder mittels abdichtender Fügeverfahren abgedichtet werden. In der dargestellten Ausführungsform ist eine in Umfangsrichtung umlaufende Schweißverbindung16a vorgesehen. Das erste Gehäuseelement16 ist an der nockenwellenzugewandten Seite der Vorrichtung1 angeordnet. Ein ebener, senkrecht zur axialen Richtung der Vorrichtung1 stehender Abschnitt eines topförmigen Abschnittes des ersten Gehäuseelements16 , im Folgenden Boden18 genannt, ist symmetrisch zur Rotationsachse des ersten Gehäuseelements16 durchgestellt, wobei ein zylindrischer, sich in axialer Richtung erstreckender Abschnitt19 ausgebildet ist. Der Abschnitt19 dient zum einen der Aufnahme der nicht dargestellten Nockenwelle bzw. eines Druckmittelverteilers. Zum anderen kann die Außenmantelfläche des zylindri schen Abschnitts19 im Falle einer riemengetriebenen Vorrichtung1 als Sitz einer Radialwellendichtung20 genutzt werden, welche die Vorrichtung1 gegenüber einem nicht dargestellten Zylinderkopf abdichtet. - Der Innendurchmesser der im Wesentlichen zylindrischen Mantelfläche des topfförmigen Abschnitts des ersten Gehäuseelements
16 ist dem Außendurchmesser der äußeren Umfangswände8 des Stators2 angepasst. Dies gewährleistet eine zentrierte Aufnahme des Stators2 im ersten Gehäuseelement16 . Des Weiteren ist die im Wesentlichen zylinderförmige Mantelfläche des ersten Gehäuseelements16 mit Einformungen21 versehen, welche sich zwischen benachbarten äußeren Umfangswänden8 des Stators2 radial nach innen erstrecken. Die Einformungen21 sind derart ausgebildet, dass diese in Umfangsrichtung an den jeweiligen beiden Seitenwänden9 des Stators2 anliegen. Dadurch ist zwischen dem Stator2 und dem Gehäuse11 eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung hergestellt, wodurch die beiden Bauteile drehfest miteinander verbunden sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass sich die Einformungen21 bis zu den inneren Umfangswänden7 des Stators2 erstrecken, oder dass die Einformungen21 nur teilweise in diesen Hohlraum eingreifen. - Am nockenwellenabgewandten Ende des ersten Gehäuseelements
16 ist des Weiteren ein sich radial erstreckender Kragen22 ausgebildet, in dem Bohrungen23 ausgebildet sind. - Das zweite Gehäuseelement
17 ist koaxial zum ersten Gehäuseelement16 angeordnet, wobei die Außenumfangsfläche des zweiten Gehäuseelements17 komplementär zum Kragen22 des ersten Gehäuseelements16 ausgebildet ist. Mittels Verbindungsmitteln24 , in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Schrauben, sind die beiden Gehäuseelemente16 ,17 und ein als Riemenrad ausgebildetes Antriebsrad24 drehfest miteinander verbunden. Alternativ können auch kraft- oder stoffschlüssige Verbindungsmethoden vorgesehen sein. Zusätzlich kann die Innenumfangsfläche des Antriebsrades24 komplementär zur Außenumfangsfläche des ersten Gehäuseelementes16 ausgebildet sein, wodurch das Antriebsrad24 in die Einformungen21 des ersten Gehäuseelements16 eingreift und somit die beiden Bauteile in Umfangsrichtung formschlüssig verbunden sind. Die Einleitung des von der Kurbelwelle auf das Antriebsrad24 übertragenen Drehmoments, kann nun über die formschlüssigen Verbindungen zwischen Antriebsrad24 und den Einformungen21 des ersten Gehäuseelements16 und weiterhin über die formschlüssigen Verbindungen zwischen den Einformungen21 und dem Stator2 auf diesen übertragen werden. Diese in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung der Bauteile ersetzt die im Stand der Technik beschriebene reibschlüssige Verbindung zwischen den Böden der Gehäuseelemente und einer axialen Seitenfläche des Stators2 . Somit wirken die übertragenen Kräfte in Richtung der Verbindung zwischen den Bauteilen und über eine deutlich größere Fläche, wodurch die Kräfte sicher übertragen werden können. Die übertragene Kraft verteilt sich auf eine größere Verbindungsfläche, wodurch der Stator2 dünnwandiger ausgeführt werden kann. Dadurch wird neben der Funktionssicherheit der Drehmomentsübertragung das Gewicht der Vorrichtung1 und damit deren Trägheitsmoment und auch die Kosten reduziert. - Das zweite Gehäuseelement
17 kann, wie in1 dargestellt mit einer zentralen Öffnung17a versehen sein. Diese Öffnung17a dient bei einer Ausführungsform der Vorrichtung1 , in der das Abtriebselement3 mittels einer Zentralschraube an der Nockenwelle befestigt wird, als Eingriffsöffnung für ein Werkzeug um die Zentralschraube anzuziehen. In diesem Fall kann die Öffnung17a nach der Montage der Vorrichtung1 an der Nockenwelle mittels eines nicht dargestellten Deckels öldicht verschlossen werden. - Ebenso denkbar sind Ausführungsformen der Vorrichtung
1 in der das zweite Gehäuseelement17 ohne Öffnung17a ausgebildet ist. - Am zweiten Gehäuseelement
17 sind Formelemente11a ausgebildet, welche zum einen eine Versteifung des Bauteils bewirken und zum anderen die Fläche des Gehäuses11 vergrößern und damit zu einer besseren Kühlung beitragen. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung der Formelemente11a als Kühlrippen. - In
3 ist eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseelements16 dargestellt. Gut zu erkennen sind die Einformungen21 , welche in radialer Richtung nach innen in die Hohlräume des Stators2 eingreifen. Die Einformungen21 ermöglichen ebenfalls an der äußeren Mantelfläche den Eingriff des Antriebsrades24 , wobei vorteilhafterweise die Innenumfangsfläche des Antriebsrads24 der Außenumfangsfläche des ersten Gehäuseelements16 angepasst ist. - Wie in
1 zu erkennen ist, werden die Druckräume10 in axialer Richtung an der nockenwellenzugewandten Seite der Vorrichtung1 durch den Boden18 des ersten Gehäuseelements16 druckdicht verschlossen. Zu diesem Zweck ist der Boden18 des ersten Gehäuseelements16 eben ausgeführt und derart angeordnet, dass er sich in axialer Richtung direkt an das Abtriebselement3 bzw. den Stator2 anschließt. Auf der nockenwellenabgewandten Seite der Vorrichtung1 ist zwischen dem zweiten Gehäuseelement17 und dem Stator2 bzw. dem Abtriebselement3 eine Dichtscheibe12 angeordnet. Der Außenumfang der Dichtscheibe12 ist der Innenkontur des ersten Gehäuseelements16 angepasst, wodurch diese drehfest mit dem Gehäuse11 und damit mit dem Stator2 verbunden ist. Diese liegt sowohl am Abtriebselement3 als auch am Stator2 , zumindest im Bereich der Druckräume, an und wird mittels des zweiten Gehäuseelements17 gegen den Stator2 gepresst, wodurch die Druckräume10 in dieser axialen Richtung druckdicht verschlossen werden. Alternativ ist ebenso denkbar auf diese Dichtscheibe12 zu verzichten und die axiale Abdichtung der Druckräume10 durch das zweite Gehäuseelement17 zu bewerkstelligen. Zu diesem Zweck müsste dieses zweite Gehäuseelement17 ebenfalls eben ausgeführt sein. - Dadurch, dass der Boden
18 des ersten Gehäuseelements16 als Dichtfläche für die Druckräume10 in axialer Richtung genutzt wird, kann auf eine zweite Dichtscheibe verzichtet werden, wodurch die Anzahl der Bauteile und damit der Montageaufwand und die Kosten der Vorrichtung1 reduziert werden können. Diese Vorteile könnten dadurch erhöht werden, dass ebenfalls auf die Dichtscheibe12 verzichtet wird und die Abdichtung der Druckräume in dieser axialen Richtung ebenfalls durch das zweite Gehäuseelement17 bewerkstelligt wird. - Die Vorrichtung
1 ist weiterhin mit zwei Gruppen von Druckmittelleitungen25 ,26 versehen, welche ausgehend von der Zentralbohrung4a des Abtriebselements3 sich in radialer Richtung nach außen erstrecken. Die ersten Druckmittelleitungen25 münden dabei in die ersten Druckkammern14 , wohingegen die zweiten Druckmittelleitungen26 in die zweiten Druckkammern15 münden. Mittels eines in der Zentralbohrung4a des Abtriebselements3 angeordneten Druckmittelverteilers, oder alternativ eines Steuerventils, kann über die Druckmittelleitungen25 ,26 wahlweise den ersten oder den zweiten Druckkammern14 ,15 Druckmittel zugeführt oder von diesen abgeleitet werden. Somit kann zwischen den ersten und zweiten Druckkammer14 ,15 ein Druckgefälle aufgebaut werden, wodurch die Flügel6 in Umfangsrichtung gedrängt werden und somit die relative Phasenlage des Abtriebselements3 zum Stator2 wahlweise variabel eingestellt oder gehalten werden kann. Durch die Verstellung der Phasenlage zwischen dem Abtriebselement3 , welches drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist und dem Stator2 , welcher in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle steht, kann gezielt Einfluss auf die Phasenlage zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle genommen werden und damit die Steuerzeiten der Gaswechselventile relativ zur Stellung der Kurbelwelle beeinflusst werden. - In
2 ist des Weiteren eine Drehwinkelbegrenzungsvorrichtung27 dargestellt, welche durch einen drehfest mit dem Abtriebselement3 verbundenen Stift28 und eine an der Dichtscheibe12 ausgebildeten Aussparung29 realisiert ist. Der Stift28 greift in die Aussparung29 ein, wobei sich die Aussparung29 derart in Umfangsrichtung erstreckt, dass der Stift28 in beiden Extremstellungen des Abtriebselements3 zum Stator2 an einer im Wesentlichen radial verlaufenden Wand der Aussparung29 zum Anliegen kommt. Dadurch wird verhindert, dass die Flügel6 in den Übergangsbereich zwischen den äußeren Umfangswänden8 und den Seitenwänden9 eintauchen. Damit wird verhindert, dass sich die Flügel6 an den dort ausgebildeten Radien verklemmen. - Bei ungenügender Druckmittelversorgung der Vorrichtung
1 , beispielsweise während der Startphase der Brennkraftmaschine oder im Leerlauf, wird das Abtriebselement3 aufgrund der Wechsel- und Schleppmomente, die die No ckenwelle auf dieses ausübt, unkontrolliert relativ zum Stator2 bewegt. In einer ersten Phase drängen die Schleppmomente der Nockenwelle das Abtriebselement3 relativ zum Stator2 in eine Umfangsrichtung, die entgegengesetzt zur Drehrichtung des Stators2 liegt, bis diese Bewegung von der Drehwinkelbegrenzungsvorrichtung27 gestoppt wird. Im Folgenden führen die Wechselmomente, die die Nockenwelle auf das Abtriebselement3 ausübt, zu einem Hin- und Herschwingen des Abtriebselements3 und damit der Flügel6 in den Druckräumen10 , bis zumindest eine der Druckkammern14 ,15 vollständig mit Druckmittel befüllt ist. Dies führt zu höherem Verschleiß und zu Geräuschentwicklungen in der Vorrichtung1 . Weiterhin oszilliert in dieser Betriebsphase die Phasenlage zwischen Abtriebselement3 und Stator2 mit hoher Amplitude, was zu einem unruhigen Betrieb der Brennkraftmaschine führt. - Um dies zu verhindern ist in der Vorrichtung
1 eine Verrieglungseinrichtung30 vorgesehen. Diese besteht aus einem in einer Ausnehmung des Abtriebselements3 angeordneten Verriegelungspin31 , der mittels einer Feder in Richtung der Dichtscheibe12 gedrängt wird. An der Dichtscheibe12 ist eine Kulisse32 ausgebildet, in die der Verriegelungspin31 in einer maximalen Frühstellung oder einer maximalen Spätstellung des Abtriebselements3 zum Stator2 gedrängt wird. In diesem Fall liegt der Verriegelungspin31 an den radialen Begrenzungswänden der Kulisse32 an, wobei er sich gleichzeitig in die am Abtriebselement3 ausgebildete Aufnahme erstreckt. Dadurch ist eine formschlüssige, mechanische Verbindung zwischen dem Abtriebselement3 und dem Stator2 in einer relativen Phasenlage hergestellt, die einer optimalen Position für den Start und/oder den Leerlauf der Brennkraftmaschine entspricht. Neben der Verriegelung des Abtriebselements3 zum Stator2 in einer der maximalen Endlagen kann auch vorgesehen sein, beide Bauteile in einer Mittenstellung relativ zueinander zu verriegeln. Vorteilhafterweise ist die Dichtscheibe12 aus einem härtbaren Stahl ausgeführt. Die Dichtscheibe12 wird nach der Formgebung einem Härteverfahren unterzogen, wodurch diese die über den Verriegelungspin31 übertragenen Kräfte funktionssicher aufnehmen kann. Dies führt zu einer erhöhten Lebensdauer der Vorrichtung1 . - Weiterhin sind Mittel vorgesehen, um den Verrieglungspin
31 bei ausreichender Versorgung der Vorrichtung1 mit Druckmittel in die Aufnahme zurückzu drängen und damit die Verriegelung aufzuheben. In der dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, die Kulisse32 über Druckmittelkanäle33 mit Druckmittel zu beaufschlagen. Die Druckmittelkanäle33 sind als in der Seitenfläche des Abtriebselements3 ausgebildete Nuten ausgeführt, welche sich von mindestens einer der Druckkammern14 ,15 bis zur Kulisse32 erstrecken. - Das in die Kulisse
32 geleitete Druckmittel drängt den Verriegelungspin31 gegen die Kraft der Feder in die Aufnahme zurück, wodurch der feste Phasenbezug zwischen Abtriebselement3 und Stator2 aufgehoben wird. - Dabei ist vorgesehen, dass die Druckmittelkanäle
33 nur in einem definierten kleinen Winkelintervall der Phasenlage zwischen dem Stator2 und dem Abtriebselement3 mit der Kulisse32 kommunizieren. - Das Gehäuse
11 ist vorteilhafterweise als Blechgehäuse ausgebildet, wobei die beiden Gehäuseelemente16 ,17 mittels jeweils eines spanlosen Umformprozesses aus einem Blechrohling hergestellt sind. Dabei sind beispielsweise Techniken wie Tiefziehverfahren in Betracht zu ziehen. Durch die Ausbildung des Gehäuses11 aus einem Stahlblechrohling wird eine sichere Abdichtung der Vorrichtung1 gewährleistet, wodurch die Vorrichtung1 als riemengetriebener Nockenwellenversteller genutzt werden kann. Derartige Nockenwellenversteller sind üblicherweise außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet, wodurch eine sichere Abdichtung der Vorrichtung1 erforderlich wird. Auftretendes Leckageöl wird durch die Ausbildung des Gehäuses11 als Blechformteil innerhalb der Vorrichtung1 gesammelt und kann über an dem zylindrischen Abschnitt19 ausgebildete Kanäle in den Zylinderkopf zurückgeführt werden. Alternativ kann zwischen dem Abschnitt19 und der Nockenwelle ein Ringspalt ausgebildet sein, um Leckageöl zurück in den Zylinderkopf zu leiten. Das erste Gehäuseelement16 ist vorteilhafterweise über eine auf dem Abschnitt19 angeordnete Radialwellendichtung20 relativ zum Zylinderkopf abgedichtet. - Durch die Kapselung des Stators
2 und des Abtriebselements3 innerhalb des Gehäuses11 kann auf eine kostenintensive Nachbehandlung zur Abdichtung des normalerweise als poröses Sinterbauteil ausgebildeten Abtriebselements3 verzichtet werden. Etwaige auftretende geringe Leckage durch den Sinterwerk stoff oder an den Dichtstellen wird durch das Gehäuse11 innerhalb der Vorrichtung1 gehalten und kann in den Zylinderkopf zurückgeführt werden. - In der Ausführungsform, in der die Druckräume
10 auf der nockenwelienabgewandten Seite der Vorrichtung1 mittels einer Dichtscheibe12 druckdicht verschlossen sind, kann diese Dichtscheibe12 gleichzeitig als Ausgleichsscheibe dienen, um etwaige auftretende Toleranzen der beiden Gehäuseelemente16 ,17 auszugleichen. -
4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung1 . In dieser Darstellung wurde die Dichtscheibe12 entfernt. Diese Ausführungsform ist weitgehend identisch zu der ersten Ausführungsform, weshalb gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen wurden. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist hier der Stator2a nicht als dünnwandiges Blechumformteil, sondern als massives Bauteil ausgebildet. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Stator2a aus einem Sinterwerkstoff handeln. In dieser Ausführungsform erfüllt das Gehäuse11 die gleichen Funktionen wie in der ersten Ausführungsform (Drehmomentübertragung, Abdichtung der Druckräume10 ), wodurch dieselben Vorteile erzielt werden. Die Einformungen21 greifen in am Stator2a ausgebildete Einbuchtungen21a ein. Diese Einbuchtungen können kostenneutral am Sinterbauteil dadurch ausgebildet werden, dass diese bereits im Formgebungswerkzeug berücksichtigt werden. -
- 1
- Vorrichtung
- 1a
- Stellvorrichtung
- 2
- Stator
- 2a
- Stator
- 3
- Abtriebselement
- 4
- Radnabe
- 4a
- Zentralbohrung
- 5
- Flügelnut
- 6
- Flügel
- 7
- innere Umfangswand
- 8
- äußere Umfangswand
- 9
- Seitenwand
- 10
- Druckraum
- 11
- Gehäuse
- 11a
- Formelement
- 12
- Dichtscheibe
- 13
- Federelement
- 14
- erste Druckkammer
- 15
- zweite Druckkammer
- 16
- erstes Gehäuseelement
- 16a
- Schweißverbindung
- 17
- zweites Gehäuseelement
- 17a
- Öffnung
- 18
- Boden
- 19
- Abschnitt
- 20
- Radialwellendichtung
- 21
- Einformungen
- 22
- Kragen
- 23
- Bohrungen
- 24
- Antriebsrad
- 25
- erste Druckmittelleitung
- 26
- zweite Druckmittelleitung
- 27
- Drehwinkelbegrenzungsvor
- richtung
- 28
- Stift
- 29
- Aussparung
- 30
- Verriegelungseinrichtung
- 31
- Verriegelungspin
- 32
- Kulisse
- 33
- Druckmittelkanal
- 100
- Brennkraftmaschine
- 101
- Kurbelwelle
- 102
- Kolben
- 103
- Zylinder
- 104
- Zugmitteltrieb
- 105
- Zugmitteltrieb
- 106
- Einlassnockenwelle
- 107
- Auslassnockenwelle
- 108
- Nocken
- 109
- Nocken
- 110
- Einlassgaswechselventil
- 111
- Auslassgaswechselventil
Claims (22)
- Vorrichtung (
1 ) zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit – einem Stator (2 ), einem koaxial dazu angeordneten Abtriebselement (3 ), – wobei die beiden Bauteile zueinander drehbar montiert sind und – wobei die beiden Bauteile mindestens einen Druckraum (10 ) zumindest in radialer Richtung und in Umfangsrichtung begrenzen, – und mit einem separat zum Stator (2 ) und zum Abtriebselement (3 ) ausgebildeten Gehäuse (11 ), welches den Stator (2 ) und das Abtriebselement (3 ) zumindest teilweise kapselt, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gehäuse (11 ) den Druckraum (10 ) in zumindest einer axialen Richtung dichtend begrenzt. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
11 ) aus mindestens zwei Gehäuseelementen (16 ,17 ) besteht und zumindest ein ebener, senkrecht zur axialen Richtung der Vorrichtung (1 ) stehender Abschnitt (18 ) des Gehäuses als Dichtfläche für den Druckraum (10 ) wirkt und diesen in einer axialen Richtung begrenzt. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
11 ) den Druckraum (10 ) auch in der anderen axialen Richtung dichtend begrenzt. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (
2 ) mit dem Gehäuse (11 ) über eine formschlüssige Verbindung in Antriebsverbindung steht. - Vorrichtung (
1 ) zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit – einem eine Nockenwelle antreibenden Abtriebselement (3 ), – einem von einer Kurbelwelle angetriebenen Stator (2 ), – wobei die beiden Bauteile zueinander drehbar montiert sind, – und mit einem separat zum Stator (2 ) und zum Abtriebselement (3 ) ausgebildeten Gehäuse (11 ), – das diese Bauteile zumindest teilweise umfasst, – wobei mindestens ein Druckraum (10 ) von dem Stator, dem Abtriebselement (3 ) und dem Gehäuse (11 ) begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Boden (18 ) eines topfförmigen Abschnittes des Gehäuses (11 ) zumindest in einer axialen Richtung als Dichtfläche für den Druckraum (10 ) wirkt. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (
2 ) als spanlos umgeformtes Blechteil ausgeführt ist. - Vorrichtung Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (
2 ) durch ein Tiefziehverfahren hergestellt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (
2 ) als spanlos umgeformtes Blechteil ausgeführt ist. - Vorrichtung Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (
2 ) durch ein Tiefziehverfahren hergestellt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Gehäuseelemente (
16 ,17 ) als spanlos umgeformtes Blechteil ausgeführt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gehäuseelement (
16 ,17 ) durch ein Tiefziehverfahren hergestellt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
11 ) Austritt von Druckmittel aus der Vorrichtung verhindert. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
11 ) Austritt von Druckmittel aus der Vorrichtung verhindert. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseelemente (
16 ,17 ) mittels einer Schweißverbindung16a miteinander verbunden sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (
11 ) ein zylindrischer, sich in axialer Richtung erstreckender Abschnitt (19 ) zum Abdichten der Vorrichtung gegen einen Radialwellendichtring (20 ) ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nockenwelle in den Abschnitt (
19 ) eingreift und dass zwischen dem Innendurchmesser des Abschnitts (19 ) und de Nockenwelle ein Spalt ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der Gehäuseelemente (
16 ,17 ) Formelemente (11a ) zur Vergrößerung der Oberfläche ausgebildet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (
11 ) ein zylindrischer, sich in axialer Richtung erstreckender Abschnitt (19 ) zum Abdichten der Vorrichtung gegen einen Radialwellendichtring (20 ) ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nockenwelle in den Abschnitt (
19 ) eingreift und dass zwischen dem Innendurchmesser des Abschnitts (19 ) und de Nockenwelle ein Spalt ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (
11 ) Formelemente (11a ) zur Vergrößerung der Oberfläche ausgebildet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verriegelungseinrichtung (
30 ) vorgesehen ist, wobei ein Verriegelungspin (31 ) in eine an einer Dichtscheibe (12 ) ausgebildete Kulisse (32 ) eingreift und wobei die Dichtscheibe (12 ) aus einem härtbaren Stahl besteht. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verriegelungseinrichtung (
30 ) vorgesehen ist, wobei ein Verriegelungspin (31 ) in eine an einer Dichtscheibe (12 ) ausgebildete Kulisse (32 ) eingreift und wobei die Dichtscheibe (12 ) aus einem härtbaren Stahl besteht.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010009394A1 (de) | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur varibalen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine |
WO2014114278A1 (de) * | 2013-01-22 | 2014-07-31 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Nockenwellenversteller |
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010008005A1 (de) * | 2010-02-15 | 2011-08-18 | Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 | Stator-Deckel-Einheit und Nockenwellenversteller |
DE102010063706A1 (de) | 2010-12-21 | 2012-06-21 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Nockenwellenversteller mit Rückstellfeder |
DE102020119092A1 (de) * | 2019-07-25 | 2021-01-28 | ECO Holding 1 GmbH | Verfahren zum Herstellen eines Nockenwellenverstellers und Nockenwellenversteller |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3077621B2 (ja) * | 1996-04-09 | 2000-08-14 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の可変バルブタイミング機構 |
DE19908934A1 (de) * | 1999-03-02 | 2000-09-07 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle |
DE19916644A1 (de) * | 1999-04-14 | 2000-10-19 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
DE19951391A1 (de) | 1999-10-26 | 2001-07-05 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere hydraulische Nockenwellen-Verstelleinrichtung in Rotationsrichtung |
EP1164255B1 (de) * | 2000-06-16 | 2004-03-31 | Dr.Ing. h.c.F. Porsche Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur relativen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine zu einem Antriebsrad |
JP3894716B2 (ja) | 2000-09-18 | 2007-03-22 | 本田技研工業株式会社 | エンジンにおけるタイミングチェーン潤滑装置 |
JP4423799B2 (ja) | 2001-03-22 | 2010-03-03 | アイシン精機株式会社 | 弁開閉時期制御装置 |
DE10359068A1 (de) * | 2003-12-16 | 2005-07-21 | Ina-Schaeffler Kg | Brennkraftmaschine mit einer hydraulischen Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle |
DE10358888B4 (de) * | 2003-12-16 | 2018-12-27 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Brennkraftmaschine mit einer hydraulischen Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle |
DE10362023A1 (de) * | 2003-12-24 | 2005-07-28 | Ina-Schaeffler Kg | Vorrichtung zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine |
-
2005
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8978606B2 (en) | 2009-09-18 | 2015-03-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Device for variably adjusting the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine |
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WO2011104055A1 (de) | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur variablen einstellung der steuerzeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine |
US8671900B2 (en) | 2010-02-26 | 2014-03-18 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Device for variably adjusting the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine |
WO2014114278A1 (de) * | 2013-01-22 | 2014-07-31 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Nockenwellenversteller |
Also Published As
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US20080184948A1 (en) | 2008-08-07 |
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US7707981B2 (en) | 2010-05-04 |
HUP0700824A2 (en) | 2008-05-28 |
HU229786B1 (hu) | 2014-07-28 |
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