DE102005024241B4

DE102005024241B4 - Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005024241B4
Application number: DE102005024241.3A
Authority: DE
Inventors: Olaf Boese; Dipl.-Ing. Gerhard (FH) Scheidig; Dipl.-Ing. Strauß Andreas; Dipl.-Ing. Ottersbach Reiner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2017-08-17
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: WO2006125536A1; HUP0700824A2; US20080184948A1; DE102005024241A1; US7707981B2; HU229786B1

Abstract

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, – wobei der Stator (2) als spanlos umgeformtes Blechteil ausgeführt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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 Einlass- bzw. 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.
Die DE 10 2004 026 863 A1 zeigt einen Nockenwellenversteller zur Verstellung und Fixierung der Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine gegenüber einer Phasenlage von dessen Kurbelwelle mit einem von der Kurbelwelle aus angetriebenen Antriebsrad, einem nockenwellenfesten Abtriebsteil, das an einer Nockenwelle oder einer Verlängerung der Nockenwelle angebracht ist und das von dem Antriebsrad angetrieben wird, wobei die Phasenlage des Abtriebsteils zum Antriebsrad innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsteil kraftschlüssig an der Nockenwelle oder der Verlängerung der Nockenwelle befestigt ist.
Die US 6 418 893 B1 zeigt eine als hydraulische Nockenwellen-Verstelleinrichtung in Rotationskolbenbauart ausgebildete Vorrichtung, die an einer im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine gelagerten Nockenwelle angeordnet ist und aus einem mit einer Kurbelwelle über eine Verzahnung in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad sowie aus einem drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Flügelrad besteht. Das Antriebsrad besteht aus einer Umfangswand, einer nockenwellenabgewandten Seitenwand und einer nockenwellenzugewandten Seitenwand, die zusammen einen Hohlraum bilden, in dem durch mindestens zwei Begrenzungswände mindestens ein hydraulischer Arbeitsraum angeordnet ist. Das Flügelrad weist mindestens einen Flügel auf und unterteilt mit jedem Flügel einen hydraulischen Arbeitsraum in zwei hydraulische Druckkammern. Die nockenwellenzugewandte Seitenwand (des Antriebsrades ist als gewichts- und bauraumreduzierendes, dünnwandiges Rondenformteil ausgebildet, welches eine die Umfangswand des Antriebsrades teilweise umschließende, rechtwinklig abgewinkelte Randpartie aufweist und durch eine separate Anbindung am Antriebsrad unlösbar befestigt.
Die EP 1 544 420 A2 zeigt eine Brennkraftmaschine mit einer hydraulischen Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle, umfassend: einen Rotor mit daran angeordneten Flügeln, der drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist, einen stirnseitig mit einer Stirnwand versehenen Stator, der drehfest mit einem von der Kurbelwelle angetriebenen Antriebsrad verbunden ist, wobei beiderseits der Flügel Druckkammern vorgesehen sind, die jeweils durch Stegwände und innere sowie äußere, in Umfangsrichtung, konzentrisch zueinander verlaufende Wände des Stators begrenzt sind und über ein Hydrauliksystem mit Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagbar oder entleerbar sind. Die wesentliche Teile des Stators, insbesondere seine Stegwände und seine inneren sowie äußeren Wände, sowie gegebenenfalls das Gehäuse mit einer eventuell darin angeordneten Dichtscheibe sind als spanlos hergestellte Blechteile ausgebildet. Selbstverständlich kann statt Blech auch Band verwendet werden, wobei im folgenden Blech als Oberbegriff für Blech oder Band verwendet wird.
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 erfindungsgemäßen 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.
Erfindungsgemäß ist der Stator als spanlos umgeformtes Blechteil ausgeführt.
Im Falle der Ausführung des Stators als spanlos umgeformtes Blechteil, kann dieser durch ein Tiefziehverfahren hergestellt sein.
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.
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 aus 1 entlang der Linie II-II,
3 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuseelements der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1,
4 eine Draufsicht auf die weitere erfindungsgemäße Vorrichtung analog zu der aus 1, entlang der Linie II-II.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In 1a ist eine Brennkraftmaschine 100 skizziert, wobei ein auf einer Kurbelwelle 101 sitzender Kolben 102 in einem Zylinder 103 angedeutet ist. Die Kurbelwelle 101 steht in der dargestellten Ausführungsform über je einen Zugmitteltrieb 104 bzw. 105 mit einer Einlassnockenwelle 106 bzw. Auslassnockenwelle 107 in Verbindung, wobei eine erste und eine zweite Vorrichtung 1 für eine Relativdrehung zwischen Kurbelwelle 101 und Nockenwellen 106, 107 sorgen können. Nocken 108, 109 der Nockenwellen 106, 107 betätigen ein Einlassgaswechselventil 110 bzw. das Auslassgaswechselventil 111. Ebenso kann vorgesehen sein nur eine der Nockenwellen 106, 107 mit einer Vorrichtung 1 auszustatten, oder nur eine Nockenwelle 106, 107 vorzusehen, welche mit einer Vorrichtung 1 versehen ist.
Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer riemengetriebenen Vorrichtung 1 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 Stellvorrichtung 1a besteht im Wesentlichen aus einem Stator 2 und einem konzentrisch dazu angeordneten Abtriebselement 3. In der 2 ist eine Draufsicht auf eine Dichtscheibe 12 gezeigt, wobei dahinter liegende Bauteile durch gestrichelte Linien angedeutet sind.
Das Abtriebselement 3 besteht aus einer Radnabe 4, an deren Außenumfang axial verlaufende Flügelnuten 5 ausgebildet sind, und fünf Flügeln 6, welche in den Flügelnuten 5 angeordnet sind und sich radial nach außen erstrecken. Weiterhin ist das Abtriebselement 3 mit einer gestuften Zentralbohrung 4a versehen, in die im montierten Zustand der Vorrichtung 1 eine nicht dargestellte Nockenwelle, in 1 von rechts, eingreift. In dem montierten Zustand der Vorrichtung 1 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 Umfangswänden 7 und äußeren Umfangswänden 8 besteht, welche über Seitenwände 9 miteinander verbunden sind. Die inneren und die äußeren Umfangswände 7, 8 erstrecken sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung, wohingegen sich die Seitenwände 9 im Wesentlichen in radialer Richtung erstrecken. Der Stator 2 ist einteilig, mittels eines spanlosen Umformprozesses aus einem Blechrohling hergestellt. Dabei kann vorgesehen sein den Stator 2 mittels eines Tiefziehverfahrens beispielsweise aus einem Stahlblech spanlos zu fertigen. Über die inneren Umfangswände 7, welche an einer zylindrischen Umfangswand des Abtriebselements 3 anliegen, ist der Stator 2 drehbar auf dem Abtriebselement 3 gelagert. Ausgehend von den inneren Umfangswänden 7 erstrecken sich die Seitenwände 9 im Wesentlichen in radialer Richtung nach außen und gehen in die äußeren Umfangswände 8 über. Durch diesen Aufbau sind mehrere, in der dargestellten Ausführungsform fünf, Druckräume 10 ausgebildet, welche, wie im Folgenden beschrieben, in axialer Richtung von einem Gehäuse 11 bzw. von einer Dichtscheibe 12 druckdicht abgeschlossen werden.
Die Flügel 6 sind derart an der Außenmantelfläche des Abtriebselements 3 angeordnet, dass sich jeweils ein Flügel 6 in einen Druckraum 10 erstreckt. Dabei liegen die Flügel 6 in radialer Richtung an den äußeren Umfangswänden 8 des Stators 2 druckdicht an. Zu diesem Zweck sind in den Flügelnuten 5 Federelemente 13 angeordnet, welche die Flügel 6 radial nach außen drängen. Die Breite der Flügel 6 ist derart ausgeführt, dass die Flügel 6 in axialer Richtung an dem Gehäuse 11 bzw. der Dichtscheibe 12 anliegen. Dadurch wird erreicht, dass jeder Flügel 6 einen Druckraum 10 in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern 14, 15 teilt.
Der Stator 2 und das Abtriebselement 3 sind innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet, welches derart ausgebildet ist, dass es diese Bauteile öldicht kapselt. Das Gehäuse 11 besteht aus einem im Wesentlichen topfförmig ausgebildeten ersten Gehäuseelement 16 und einem scheibenförmigen zweiten Gehäuseelement 17. Die Verbindungsstelle der Gehäuseelemente 16, 17 kann mittels eines nicht dargestellten Dichtmittels oder mittels abdichtender Fügeverfahren abgedichtet werden. In der dargestellten Ausführungsform ist eine in Umfangsrichtung umlaufende Schweißverbindung 16a vorgesehen. Das erste Gehäuseelement 16 ist an der nockenwellenzugewandten Seite der Vorrichtung 1 angeordnet. Ein ebener, senkrecht zur axialen Richtung der Vorrichtung 1 stehender Abschnitt eines topförmigen Abschnittes des ersten Gehäuseelements 16, im Folgenden Boden 18 genannt, ist symmetrisch zur Rotationsachse des ersten Gehäuseelements 16 durchgestellt, wobei ein zylindrischer, sich in axialer Richtung erstreckender Abschnitt 19 ausgebildet ist. Der Abschnitt 19 dient zum einen der Aufnahme der nicht dargestellten Nockenwelle bzw. eines Druckmittelverteilers. Zum anderen kann die Außenmantelfläche des zylindrischen Abschnitts 19 im Falle einer riemengetriebenen Vorrichtung 1 als Sitz einer Radialwellendichtung 20 genutzt werden, welche die Vorrichtung 1 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 Umfangswände 8 des Stators 2 angepasst. Dies gewährleistet eine zentrierte Aufnahme des Stators 2 im ersten Gehäuseelement 16. Des Weiteren ist die im Wesentlichen zylinderförmige Mantelfläche des ersten Gehäuseelements 16 mit Einformungen 21 versehen, welche sich zwischen benachbarten äußeren Umfangswänden 8 des Stators 2 radial nach innen erstrecken. Die Einformungen 21 sind derart ausgebildet, dass diese in Umfangsrichtung an den jeweiligen beiden Seitenwänden 9 des Stators 2 anliegen. Dadurch ist zwischen dem Stator 2 und dem Gehäuse 11 eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung hergestellt, wodurch die beiden Bauteile drehfest miteinander verbunden sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass sich die Einformungen 21 bis zu den inneren Umfangswänden 7 des Stators 2 erstrecken, oder dass die Einformungen 21 nur teilweise in diesen Hohlraum eingreifen.
Am nockenwellenabgewandten Ende des ersten Gehäuseelements 16 ist des Weiteren ein sich radial erstreckender Kragen 22 ausgebildet, in dem Bohrungen 23 ausgebildet sind.
Das zweite Gehäuseelement 17 ist koaxial zum ersten Gehäuseelement 16 angeordnet, wobei die Außenumfangsfläche des zweiten Gehäuseelements 17 komplementär zum Kragen 22 des ersten Gehäuseelements 16 ausgebildet ist. Mittels Verbindungsmitteln 24, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Schrauben, sind die beiden Gehäuseelemente 16, 17 und ein als Riemenrad ausgebildetes Antriebsrad 24 drehfest miteinander verbunden. Alternativ können auch kraft- oder stoffschlüssige Verbindungsmethoden vorgesehen sein. Zusätzlich kann die Innenumfangsfläche des Antriebsrades 24 komplementär zur Außenumfangsfläche des ersten Gehäuseelementes 16 ausgebildet sein, wodurch das Antriebsrad 24 in die Einformungen 21 des ersten Gehäuseelements 16 eingreift und somit die beiden Bauteile in Umfangsrichtung formschlüssig verbunden sind. Die Einleitung des von der Kurbelwelle auf das Antriebsrad 24 übertragenen Drehmoments, kann nun über die formschlüssigen Verbindungen zwischen Antriebsrad 24 und den Einformungen 21 des ersten Gehäuseelements 16 und weiterhin über die formschlüssigen Verbindungen zwischen den Einformungen 21 und dem Stator 2 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 Stators 2. 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 Stator 2 dünnwandiger ausgeführt werden kann. Dadurch wird neben der Funktionssicherheit der Drehmomentsübertragung das Gewicht der Vorrichtung 1 und damit deren Trägheitsmoment und auch die Kosten reduziert.
Das zweite Gehäuseelement 17 kann, wie in 1 dargestellt mit einer zentralen Öffnung 17a versehen sein. Diese Öffnung 17a dient bei einer Ausführungsform der Vorrichtung 1, in der das Abtriebselement 3 mittels einer Zentralschraube an der Nockenwelle befestigt wird, als Eingriffsöffnung für ein Werkzeug um die Zentralschraube anzuziehen. In diesem Fall kann die Öffnung 17a nach der Montage der Vorrichtung 1 an der Nockenwelle mittels eines nicht dargestellten Deckels öldicht verschlossen werden.
Ebenso denkbar sind Ausführungsformen der Vorrichtung 1 in der das zweite Gehäuseelement 17 ohne Öffnung 17a ausgebildet ist.
Am zweiten Gehäuseelement 17 sind Formelemente 11a ausgebildet, welche zum einen eine Versteifung des Bauteils bewirken und zum anderen die Fläche des Gehäuses 11 vergrößern und damit zu einer besseren Kühlung beitragen. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung der Formelemente 11a als Kühlrippen.
In 3 ist eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseelements 16 dargestellt. Gut zu erkennen sind die Einformungen 21, welche in radialer Richtung nach innen in die Hohlräume des Stators 2 eingreifen. Die Einformungen 21 ermöglichen ebenfalls an der äußeren Mantelfläche den Eingriff des Antriebsrades 24, wobei vorteilhafterweise die Innenumfangsfläche des Antriebsrads 24 der Außenumfangsfläche des ersten Gehäuseelements 16 angepasst ist.
Wie in 1 zu erkennen ist, werden die Druckräume 10 in axialer Richtung an der nockenwellenzugewandten Seite der Vorrichtung 1 durch den Boden 18 des ersten Gehäuseelements 16 druckdicht verschlossen. Zu diesem Zweck ist der Boden 18 des ersten Gehäuseelements 16 eben ausgeführt und derart angeordnet, dass er sich in axialer Richtung direkt an das Abtriebselement 3 bzw. den Stator 2 anschließt. Auf der nockenwellenabgewandten Seite der Vorrichtung 1 ist zwischen dem zweiten Gehäuseelement 17 und dem Stator 2 bzw. dem Abtriebselement 3 eine Dichtscheibe 12 angeordnet. Der Außenumfang der Dichtscheibe 12 ist der Innenkontur des ersten Gehäuseelements 16 angepasst, wodurch diese drehfest mit dem Gehäuse 11 und damit mit dem Stator 2 verbunden ist. Diese liegt sowohl am Abtriebselement 3 als auch am Stator 2, zumindest im Bereich der Druckräume, an und wird mittels des zweiten Gehäuseelements 17 gegen den Stator 2 gepresst, wodurch die Druckräume 10 in dieser axialen Richtung druckdicht verschlossen werden. Alternativ ist ebenso denkbar auf diese Dichtscheibe 12 zu verzichten und die axiale Abdichtung der Druckräume 10 durch das zweite Gehäuseelement 17 zu bewerkstelligen. Zu diesem Zweck müsste dieses zweite Gehäuseelement 17 ebenfalls eben ausgeführt sein.
Dadurch, dass der Boden 18 des ersten Gehäuseelements 16 als Dichtfläche für die Druckräume 10 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 Vorrichtung 1 reduziert werden können. Diese Vorteile könnten dadurch erhöht werden, dass ebenfalls auf die Dichtscheibe 12 verzichtet wird und die Abdichtung der Druckräume in dieser axialen Richtung ebenfalls durch das zweite Gehäuseelement 17 bewerkstelligt wird.
Die Vorrichtung 1 ist weiterhin mit zwei Gruppen von Druckmittelleitungen 25, 26 versehen, welche ausgehend von der Zentralbohrung 4a des Abtriebselements 3 sich in radialer Richtung nach außen erstrecken. Die ersten Druckmittelleitungen 25 münden dabei in die ersten Druckkammern 14, wohingegen die zweiten Druckmittelleitungen 26 in die zweiten Druckkammern 15 münden. Mittels eines in der Zentralbohrung 4a des Abtriebselements 3 angeordneten Druckmittelverteilers, oder alternativ eines Steuerventils, kann über die Druckmittelleitungen 25, 26 wahlweise den ersten oder den zweiten Druckkammern 14, 15 Druckmittel zugeführt oder von diesen abgeleitet werden. Somit kann zwischen den ersten und zweiten Druckkammer 14, 15 ein Druckgefälle aufgebaut werden, wodurch die Flügel 6 in Umfangsrichtung gedrängt werden und somit die relative Phasenlage des Abtriebselements 3 zum Stator 2 wahlweise variabel eingestellt oder gehalten werden kann. Durch die Verstellung der Phasenlage zwischen dem Abtriebselement 3, welches drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist und dem Stator 2, 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 Drehwinkelbegrenzungsvorrichtung 27 dargestellt, welche durch einen drehfest mit dem Abtriebselement 3 verbundenen Stift 28 und eine an der Dichtscheibe 12 ausgebildeten Aussparung 29 realisiert ist. Der Stift 28 greift in die Aussparung 29 ein, wobei sich die Aussparung 29 derart in Umfangsrichtung erstreckt, dass der Stift 28 in beiden Extremstellungen des Abtriebselements 3 zum Stator 2 an einer im Wesentlichen radial verlaufenden Wand der Aussparung 29 zum Anliegen kommt. Dadurch wird verhindert, dass die Flügel 6 in den Übergangsbereich zwischen den äußeren Umfangswänden 8 und den Seitenwänden 9 eintauchen. Damit wird verhindert, dass sich die Flügel 6 an den dort ausgebildeten Radien verklemmen.
Bei ungenügender Druckmittelversorgung der Vorrichtung 1, beispielsweise während der Startphase der Brennkraftmaschine oder im Leerlauf, wird das Abtriebselement 3 aufgrund der Wechsel- und Schleppmomente, die die Nockenwelle auf dieses ausübt, unkontrolliert relativ zum Stator 2 bewegt. In einer ersten Phase drängen die Schleppmomente der Nockenwelle das Abtriebselement 3 relativ zum Stator 2 in eine Umfangsrichtung, die entgegengesetzt zur Drehrichtung des Stators 2 liegt, bis diese Bewegung von der Drehwinkelbegrenzungsvorrichtung 27 gestoppt wird. Im Folgenden führen die Wechselmomente, die die Nockenwelle auf das Abtriebselement 3 ausübt, zu einem Hin- und Herschwingen des Abtriebselements 3 und damit der Flügel 6 in den Druckräumen 10, bis zumindest eine der Druckkammern 14, 15 vollständig mit Druckmittel befüllt ist. Dies führt zu höherem Verschleiß und zu Geräuschentwicklungen in der Vorrichtung 1. Weiterhin oszilliert in dieser Betriebsphase die Phasenlage zwischen Abtriebselement 3 und Stator 2 mit hoher Amplitude, was zu einem unruhigen Betrieb der Brennkraftmaschine führt.
Um dies zu verhindern ist in der Vorrichtung 1 eine Verrieglungseinrichtung 30 vorgesehen. Diese besteht aus einem in einer Ausnehmung des Abtriebselements 3 angeordneten Verriegelungspin 31, der mittels einer Feder in Richtung der Dichtscheibe 12 gedrängt wird. An der Dichtscheibe 12 ist eine Kulisse 32 ausgebildet, in die der Verriegelungspin 31 in einer maximalen Frühstellung oder einer maximalen Spätstellung des Abtriebselements 3 zum Stator 2 gedrängt wird. In diesem Fall liegt der Verriegelungspin 31 an den radialen Begrenzungswänden der Kulisse 32 an, wobei er sich gleichzeitig in die am Abtriebselement 3 ausgebildete Aufnahme erstreckt. Dadurch ist eine formschlüssige, mechanische Verbindung zwischen dem Abtriebselement 3 und dem Stator 2 in einer relativen Phasenlage hergestellt, die einer optimalen Position für den Start und/oder den Leerlauf der Brennkraftmaschine entspricht. Neben der Verriegelung des Abtriebselements 3 zum Stator 2 in einer der maximalen Endlagen kann auch vorgesehen sein, beide Bauteile in einer Mittenstellung relativ zueinander zu verriegeln. Vorteilhafterweise ist die Dichtscheibe 12 aus einem härtbaren Stahl ausgeführt. Die Dichtscheibe 12 wird nach der Formgebung einem Härteverfahren unterzogen, wodurch diese die über den Verriegelungspin 31 übertragenen Kräfte funktionssicher aufnehmen kann. Dies führt zu einer erhöhten Lebensdauer der Vorrichtung 1.
Weiterhin sind Mittel vorgesehen, um den Verrieglungspin 31 bei ausreichender Versorgung der Vorrichtung 1 mit Druckmittel in die Aufnahme zurückzudrängen und damit die Verriegelung aufzuheben. In der dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, die Kulisse 32 über Druckmittelkanäle 33 mit Druckmittel zu beaufschlagen. Die Druckmittelkanäle 33 sind als in der Seitenfläche des Abtriebselements 3 ausgebildete Nuten ausgeführt, welche sich von mindestens einer der Druckkammern 14, 15 bis zur Kulisse 32 erstrecken.
Das in die Kulisse 32 geleitete Druckmittel drängt den Verriegelungspin 31 gegen die Kraft der Feder in die Aufnahme zurück, wodurch der feste Phasenbezug zwischen Abtriebselement 3 und Stator 2 aufgehoben wird.
Dabei ist vorgesehen, dass die Druckmittelkanäle 33 nur in einem definierten kleinen Winkelintervall der Phasenlage zwischen dem Stator 2 und dem Abtriebselement 3 mit der Kulisse 32 kommunizieren.
Das Gehäuse 11 ist vorteilhafterweise als Blechgehäuse ausgebildet, wobei die beiden Gehäuseelemente 16, 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 Gehäuses 11 aus einem Stahlblechrohling wird eine sichere Abdichtung der Vorrichtung 1 gewährleistet, wodurch die Vorrichtung 1 als riemengetriebener Nockenwellenversteller genutzt werden kann. Derartige Nockenwellenversteller sind üblicherweise außerhalb des Zylinderkopfes angeordnet, wodurch eine sichere Abdichtung der Vorrichtung 1 erforderlich wird. Auftretendes Leckageöl wird durch die Ausbildung des Gehäuses 11 als Blechformteil innerhalb der Vorrichtung 1 gesammelt und kann über an dem zylindrischen Abschnitt 19 ausgebildete Kanäle in den Zylinderkopf zurückgeführt werden. Alternativ kann zwischen dem Abschnitt 19 und der Nockenwelle ein Ringspalt ausgebildet sein, um Leckageöl zurück in den Zylinderkopf zu leiten. Das erste Gehäuseelement 16 ist vorteilhafterweise über eine auf dem Abschnitt 19 angeordnete Radialwellendichtung 20 relativ zum Zylinderkopf abgedichtet.
Durch die Kapselung des Stators 2 und des Abtriebselements 3 innerhalb des Gehäuses 11 kann auf eine kostenintensive Nachbehandlung zur Abdichtung des normalerweise als poröses Sinterbauteil ausgebildeten Abtriebselements 3 verzichtet werden. Etwaige auftretende geringe Leckage durch den Sinterwerkstoff oder an den Dichtstellen wird durch das Gehäuse 11 innerhalb der Vorrichtung 1 gehalten und kann in den Zylinderkopf zurückgeführt werden.
In der Ausführungsform, in der die Druckräume 10 auf der nockenwellenabgewandten Seite der Vorrichtung 1 mittels einer Dichtscheibe 12 druckdicht verschlossen sind, kann diese Dichtscheibe 12 gleichzeitig als Ausgleichsscheibe dienen, um etwaige auftretende Toleranzen der beiden Gehäuseelemente 16, 17 auszugleichen.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. In dieser Darstellung wurde die Dichtscheibe 12 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 Stator 2a nicht als dünnwandiges Blechumformteil, sondern als massives Bauteil ausgebildet. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Stator 2a aus einem Sinterwerkstoff handeln. In dieser Ausführungsform erfüllt das Gehäuse 11 die gleichen Funktionen wie in der ersten Ausführungsform (Drehmomentübertragung, Abdichtung der Druckräume 10), wodurch dieselben Vorteile erzielt werden. Die Einformungen 21 greifen in am Stator 2a ausgebildete Einbuchtungen 21a ein. Diese Einbuchtungen können kostenneutral am Sinterbauteil dadurch ausgebildet werden, dass diese bereits im Formgebungswerkzeug berücksichtigt werden.
Bezugszeichenliste

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: Drehwinkelbegrenzungsvorrichtung
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

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, – wobei der Stator (2) als spanlos umgeformtes Blechteil ausgeführt ist.
Vorrichtung Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) 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 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 4, 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 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.