DE102018128301A1 - Electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine - Google Patents

Electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, mit einem Antriebsrad (1), das mit einem Drehmoment antreibbar ist und einem Abtriebsrad (5) zur Übertragung eines Drehmoments auf eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (5) abtriebsseitig über ein an einem koaxial angeordneten Deckel (7) gebildetes Axiallager (16) abgestützt ist, der federelastisch ausgebildet und mit axialer Vorspannung am Innendurchmesser des Antriebsrads (1) axial spielfrei befestigt ist.The invention relates to an electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine, with a drive wheel (1) which can be driven with a torque and an output gear (5) for transmitting a torque to a camshaft of the internal combustion engine, characterized in that the output gear (5) on the output side is supported by an axial bearing (16) formed on a coaxially arranged cover (7), which is designed to be resilient and is fastened axially without play with axial preload on the inside diameter of the drive wheel (1).

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.The invention relates to an electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine according to the kind defined in the preamble of claim 1.

Aus DE 10 2016 223 474 B3 ist eine Verstellgetriebevorrichtung für eine Welle mit einem Außenrotor und einem zu diesem in Umlaufrichtung verdrehbaren Innenrotor bekannt. Dieser ist abtriebsseitig über einen in einer Nut am Innendurchmesser des Außenrotors angeordneten Ring axial abgestützt. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der Umstand aus, dass der Ring aufgrund seiner schmalen radialen Erstreckung nur eine relativ kleine axiale Fläche zur Abstützung bildet. Zudem ist zur Montage des Rings in der Nut ein gewisses axiales Spiel zwischen Ring und Nut erforderlich ist. Im Betrieb kann es, insbesondere aufgrund der Vibrationslast, zu einem Aufweiten des axialen Spiels und in der Folge zu Funktionsstörungen und erhöhtem Verschleiß kommen. Durch die dabei auftretende Reibung und Stoßbelastung ist ein Ermüdungsbruch des Rings möglich.Out DE 10 2016 223 474 B3 An adjusting gear device for a shaft with an outer rotor and an inner rotor which is rotatable in relation to the latter in the circumferential direction is known. This is axially supported on the output side via a ring arranged in a groove on the inner diameter of the outer rotor. The disadvantage of this embodiment is that the ring, because of its narrow radial extent, forms only a relatively small axial surface for support. In addition, a certain amount of axial play between the ring and the groove is required to mount the ring in the groove. During operation, in particular due to the vibration load, the axial play can widen and, as a result, malfunctions and increased wear can occur. The resulting friction and shock load can cause the ring to fatigue.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Nockenwellenversteller der vorgenannten Art mit einer einfach aufgebauten abtriebsseitigen Axiallagerung vorzuschlagen, die betriebssicher und kostengünstig gestaltet ist.The invention is therefore based on the object of proposing an electric camshaft adjuster of the aforementioned type with a simply constructed axial bearing on the output side, which is designed to be reliable and inexpensive.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The object is achieved by the features of patent claim 1. Further advantageous embodiments result from the respective subclaims, the description and the drawings.

Es wird ein elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Dieser umfasst ein Antriebsrad, das mit einem Drehmoment antreibbar ist und ein Abtriebsrad zur Übertragung eines Drehmoments auf eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine. Erfindungsgemäß ist das Abtriebsrad abtriebsseitig über ein an einem koaxial angeordneten Deckel gebildetes Axiallager abgestützt, der federelastisch ausgebildet und mit axialer Vorspannung am Innendurchmesser des Antriebsrads axial spielfrei befestigt ist. Auf diese Weise wird eine einfache und betriebssichere Axiallagerung mit einem abtriebsseitig am Nockenwellenverstellers axialspielfrei befestigten Deckel erreicht, der zudem einfach montierbar ist.An electrical camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine is proposed. This comprises a drive wheel which can be driven with a torque and an output wheel for transmitting a torque to a camshaft of the internal combustion engine. According to the invention, the driven wheel is supported on the driven side via an axial bearing formed on a coaxially arranged cover, which is designed to be resilient and is fastened axially without play with axial preload on the inner diameter of the drive wheel. In this way, a simple and reliable axial bearing is achieved with a cover which is fastened on the output side to the camshaft adjuster without axial play and which is also easy to install.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind abtriebsseitig am Abtriebsrad zwischen diesem und dem Antriebsrad wirkend angeordnete Rückstellfedermittel angeordnet, die der Deckel zumindest teilweise axial abdeckt. Hierdurch ist eine einfache axial innenliegende Anordnung der Rückstellfedermittel abtriebsseitig am Nockenwellenversteller möglich. Der Deckel kann so in mehrfacher Funktion insbesondere zur axialen Fixierung und Sicherung sowie Dämpfung der Rückstellfedermittel dienen. Die hierfür sonst erforderlichen zusätzlichen Bauteile werden vermieden. Durch die Rückstellfedermittel können An- und Abtriebsrad in eine definierte gesicherte Position, beispielsweise an einem Endanschlag, vorgespannt werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, return spring means which act at least partially axially on the driven wheel are arranged on the driven wheel between the driven wheel and the drive wheel. This enables a simple axially internal arrangement of the return spring means on the output side on the camshaft adjuster. The cover can thus serve multiple functions, in particular for axially fixing and securing and damping the return spring means. The additional components otherwise required for this are avoided. The return spring means can bias the input and output wheel into a defined, secured position, for example at an end stop.

Eine einfache bauraumsparenden abtriebsseitige Anordnung von Rückstellfedermitteln am Nockenwellenversteller in Kombination mit einer axialen Lagerung des Abtriebsrads wird ermöglicht, wenn das Abtriebsrad abtriebsseitig radial außen mit einem Lagerabschnitt an dem an einer axialen Innenwand des Deckels gebildeten Axiallager abgestützt ist und der Lagerabschnitt radial innen am Abtriebsrad drehfest abgestützte Rückstellfedermittel radial außen zumindest teilweise umfasst. Vorzugsweise sind dabei die Rückstellfedermittel am Lagerabschnitt nach radial außen hindurchgeführt und am Antriebsrad drehfest abgestützt.A simple, space-saving arrangement of the return spring means on the camshaft adjuster in combination with an axial mounting of the driven wheel is made possible if the driven wheel on the driven side is supported radially on the outside with a bearing section on the axial bearing formed on an axial inner wall of the cover and the bearing section is supported on the driven wheel radially on the inside Return spring means includes at least partially radially on the outside. The return spring means are preferably passed radially outward on the bearing section and are supported on the drive wheel in a rotationally fixed manner.

Es ist von Vorteil, wenn zur Befestigung des Deckels am Innendurchmesser des Antriebsrads eine Schräge ausgebildet ist, an der der Deckel mit seiner vom Abtriebsrad abgewandten axialen Außenseite nach axial innen vorgespannt anliegt. An der Schräge wird ein axiales Auswandern des Deckels nach axial außen sicher vermieden.It is advantageous if a bevel is formed for fastening the cover to the inside diameter of the drive wheel, on which the cover, with its axial outer side facing away from the driven wheel, bears axially inward. Axial migration of the cover to the outside axially is reliably avoided at the slope.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zur Befestigung des Deckels am Innendurchmesser des Antriebsrads eine radiale Nut vorgesehen, wobei die Schräge an einer axial äußeren Innenwand der Nut nach axial innen geneigt ausgebildet ist. Bevorzugt ist dabei der Deckel mit dem Außendurchmesser zumindest abschnittsweise in die Nut zur Befestigung eingepresst. An der Schräge wird die Einpresskraft in eine axiale Vorspannung umgeleitet. Auf diese Weise ist eine einfache axial spielfreie Montage des Deckels in der Nut möglich. Zugleich wird bei einer Aufweitung des Deckels durch im Betrieb auftretende Vibrationslast der Deckel am Kontakt mit der Schräge automatisch wieder radial in die Nut hineingedrückt und ein Auswandern nach axial außen und eine Aufweitung des Axialspiels am Axiallager sicher vermieden.In a further particularly preferred embodiment of the invention, a radial groove is provided for fastening the cover to the inner diameter of the drive wheel, the bevel being designed to be axially inclined on an axially outer inner wall of the groove. The cover with the outer diameter is preferably pressed at least in sections into the groove for fastening. At the slope, the press-in force is redirected into an axial preload. In this way, a simple axial play-free assembly of the cover in the groove is possible. At the same time, when the cover is widened due to the vibration load that occurs during operation, the cover is automatically pushed radially back into the groove at the contact with the slope, and migration to the outside axially and widening of the axial play on the axial bearing is reliably avoided.

Bevorzugt liegt der Deckel mit einer am Außendurchmesser gebildeten Kante an der Schräge im Linienkontakt an. An der Kante kann der Deckel zur Montage an der Schräge einfach eingeschnappt werden.The cover preferably lies against the bevel in line contact with an edge formed on the outer diameter. The lid can simply be snapped onto the edge for mounting on the slope.

Alternativ ist es möglich, den Deckel mit einer am Außendurchmesser gebildeten komplementären Schräge auszuführen, mit der er an der Schräge in der Nut flächig axial anliegt. Alternatively, it is possible to design the cover with a complementary bevel formed on the outer diameter, with which it lies axially against the bevel in the groove.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn der Deckel am Außendurchmesser zur Befestigung am Antriebsrad einen leicht nach axial außen gekrümmten Befestigungskragen bildet. Der Deckel kann so zur Befestigung am Außendurchmesser auf einfache Weise versteift werden.It is also advantageous if the cover forms a slightly axially outwardly curved fastening collar on the outer diameter for fastening to the drive wheel. The lid can thus be stiffened in a simple manner for attachment to the outer diameter.

Bevorzugt ist hierbei der Deckel am Befestigungskragen mit seinem leicht nach axial außen gekrümmten freien Ende an der Schräge angelegt. Vorzugsweise greift dabei der Deckel mit dem Befestigungskragen in die Nut radial ein und ist an der Schräge in der Nut axial verspannt.The cover is preferably placed on the fastening collar with its slightly axially outwardly curved free end on the slope. The cover with the fastening collar preferably engages radially in the groove and is axially braced on the slope in the groove.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Deckel ringförmig mit einem zwischen Außen- und Innendurchmesser radial durchgehenden Schlitz federelastisch ausgeführt ist. In besonders vorteilhafter Weise kann dabei der Deckel zur Montage mit den am Schlitz gebildeten Enden zusammengezogen und dadurch im Außendurchmesser verkleinert und auf einfache Weise federelastisch am Antriebsrad befestigt werden. Denkbar ist auch, den Deckel als geschlitzte ringförmige Scheibe auszuführen.In a further preferred embodiment of the invention, the cover is designed in an annular manner with a slot that is radially continuous between the outer and inner diameters. In a particularly advantageous manner, the cover can be pulled together for assembly with the ends formed on the slot and thereby reduced in outside diameter and easily attached to the drive wheel in a spring-elastic manner. It is also conceivable to design the lid as a slotted annular disc.

FigurenlisteFigure list

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

  • 1 einen erfindungsgemäßen elektrischen Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine,
  • 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 4 und 5 eine an- bzw. abtriebsseitige Einzelansicht eines Deckels des Nockenwellenverstellers in perspektivischer Darstellung.
Further features of the invention result from the following description and from the drawings, in which several exemplary embodiments of the invention are shown in simplified form. Show it:
  • 1 an electric camshaft adjuster according to the invention for variable valve control of an internal combustion engine,
  • 2nd an enlarged section 1 in a first embodiment,
  • 3rd an enlarged section 1 in a second embodiment,
  • 4th and 5 a drive or driven side view of a cover of the camshaft adjuster in a perspective view.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Der in 1 beispielhaft dargestellte erfindungsgemäße elektrische Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine weist ein Antriebsrad 1 mit einer Außenverzahnung 2 am Außendurchmesser auf. Über diese ist das Antriebsrad 1 von einer nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit einem Drehmoment antreibbar. Das Antriebsrad 1 bildet mit der Außenverzahnung 2 ein Kettenrad, das über einen Kettentrieb zum Antrieb mit der Kurbelwelle verbindbar ist. Denkbar ist auch, das Antriebsrad 1 mit der Außenverzahnung 2 als Riemenrad auszuführen, das über einen, insbesondere trockenlaufenden Riementrieb antreibbar ist. Das Antriebsrad 1 ist einteilig ausgeführt und weist am Innendurchmesser eine Innenverzahnung 3 auf, mit der es über einen koaxial angeordneten außenverzahnten flexiblen Zahnring 4 eines Wellgetriebes mit einem koaxial angeordneten Abtriebsrad 5 antriebsverbunden ist. Dieses ist zur Übertragung eines Drehmoments mit einer nicht dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine drehfest verbindbar.The in 1 An electric camshaft adjuster according to the invention, shown by way of example, for variable valve control of an internal combustion engine has a drive wheel 1 with an external toothing 2nd on the outside diameter. About this is the drive wheel 1 driven by a crankshaft, not shown, of the internal combustion engine with a torque. The drive wheel 1 forms with the external toothing 2nd a sprocket that can be connected to the crankshaft via a chain drive for driving. The drive wheel is also conceivable 1 with the external toothing 2nd run as a belt pulley which can be driven by a belt drive, in particular a dry-running belt drive. The drive wheel 1 is made in one piece and has an internal toothing on the inside diameter 3rd with which it has a coaxial external toothed flexible toothed ring 4th of a wave gear with a coaxially arranged driven wheel 5 is connected to the drive. This can be connected in a rotationally fixed manner to transmit a torque to a camshaft, not shown, of the internal combustion engine.

Das Abtriebsrad 5 ist abtriebsseitig über ein an einem koaxial angeordneten Deckel 7 gebildetes Axiallager 16 abgestützt. Hierbei ist an der axialen Stirnseite des abtriebs- bzw. nockenwellenseitig Endes des Abtriebsrads 5 ein Lagerabschnitt 6 ausgebildet, mit dem es an dem an der axialen Innenwand 20 des Deckels 7 gebildeten Axiallager 16 mit geringfügigem axialen Spiel S abgestützt ist. Der Deckel 7 ist gemäß 4 und 5 als ringförmige Scheibe mit einer zentralen Durchgangsöffnung und mit einem zwischen Innen- und Außendurchmesser radial durchgehenden Schlitz 8 federelastisch ausgebildet. Zur Befestigung des Deckels 7 ist, wie in 1 bis 3 dargestellt, abtriebsseitig am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 eine umlaufende radiale Nut 10 vorgesehen. Der Deckel 7 greift radial außen mit einem am Außendurchmesser gebildeten ringförmigen leicht nach axial außen gekrümmten Befestigungskragen 9 in die Nut 10 radial ein. Hierbei ist er mit dem leicht nach axial außen gekrümmten freien Ende des Befestigungskragens 9 an einer an der axial äußeren Innenwand der Nut 10 gebildeten Schräge 11 ringförmig angelegt. Die Schräge 11 erstreckt sich ausgehend vom radial inneren Rand der Nut 10 nach radial außen und ist dabei leicht nach axial innen geneigt, derart dass der an der Schräge 11 axial anliegende Deckel 7 nach axial innen vorgespannt ist und an der dieser gegenüberliegenden axial inneren Innenwand 15 der Nut 10 anliegt. Auf diese Weise ist der Deckel 7 an seiner axialen Außen- und Innenseite mit axialer Vorspannung axial spielfrei drehfest in der Nut 10 befestigt.The driven gear 5 is on the output side via a coaxially arranged cover 7 formed thrust bearing 16 supported. Here is on the axial end face of the output or camshaft end of the driven gear 5 a storage section 6 trained with which it is on the axial inner wall 20th of the lid 7 formed thrust bearing 16 with slight axial play S is supported. The lid 7 is according to 4th and 5 as an annular disc with a central through-opening and with a slot running radially between the inside and outside diameter 8th designed to be resilient. For fastening the lid 7 is like in 1 to 3rd shown, on the output side on the inside diameter of the drive wheel 1 a circumferential radial groove 10th intended. The lid 7 engages radially on the outside with a ring-shaped fastening collar which is formed on the outside diameter and is slightly curved axially outwards 9 in the groove 10th radial on. Here he is with the slightly axially outwardly curved free end of the fastening collar 9 on one on the axially outer inner wall of the groove 10th formed slant 11 laid out in a ring. The slope 11 extends from the radially inner edge of the groove 10th radially outwards and is slightly inclined axially inwards, so that at the slope 11 axially fitting cover 7 is biased axially inwards and on the axially inner wall opposite this 15 the groove 10th is present. In this way the lid is 7 on its axial outside and inside with axial pretension, axially backlash-free in the groove 10th attached.

In einem ersten Ausführungsbeispiel nach 2 liegt der Deckel 7 mit einer am freien Ende des Befestigungskragens 9 gebildeten ringförmigen Kante 12 an der Schräge 11 in der Nut 10 in ringförmigen Linienkontakt an. Alternativ ist am Deckel 7 in einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3 an der Stirnseite des freien Endes seines Befestigungskragens 9 eine Schräge 13 ausgeführt, die mit gleichem Neigungswinkel komplementär zu der Schräge 11 an der Nut 10 ausgebildet ist und mit der er an der Schräge 11 flächig ringförmig anliegt. An seiner axialen Innenseite ist der Deckel 7 im Bereich des Befestigungskragens 9 mit einer axialen Anlagefläche 14 an der axial inneren Innenwand 15 der Nut 10 axial vorgespannt flächig angelegt. Auf diese Weise wird eine axialspielfreie Befestigung des Deckels 7 in der Nut 10 am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 erreicht. An der axialen Innenwand 20 des Deckels 7 schließt sich an die Anlagefläche 14 nach radial innen unmittelbar das Axiallager 16 an (1).According to a first embodiment 2nd is the lid 7 with one at the free end of the mounting collar 9 formed annular edge 12th on the slope 11 in the groove 10th in annular line contact. Alternatively is on the lid 7 in a second embodiment according to 3rd on the face of the free end of its fastening collar 9 a slant 13 executed with the same angle of inclination complementary to the slope 11 on the groove 10th is trained and with whom he is on the slope 11 lies flat in a ring shape. At his axially inside is the lid 7 in the area of the fastening collar 9 with an axial contact surface 14 on the axially inner inner wall 15 the groove 10th axially biased flat. In this way, the cover is secured without axial play 7 in the groove 10th on the inside diameter of the drive wheel 1 reached. On the axial inner wall 20th of the lid 7 connects to the contact surface 14 the thrust bearing radially inward 16 at ( 1 ).

Zur Montage kann der Deckel 7 mit dem Befestigungskragen 9 einfach an der Schräge 11 radial elastisch eingepresst und beispielsweise mit der ringförmigen Kante 12 am Befestigungskragen 9 in die Nut 10 eingeschnappt werden. Dabei wird die radiale Einpresskraft an der Schräge 11 in der Nut 10 in eine nach axial innen gerichtete Vorspannung umgelenkt. Auf diese Weise wird ein Pressverband am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 zur Befestigung des Deckels 7 vermieden. Vielmehr kann der Deckel 7 mit dem Befestigungskragen 9 radial beabstandet zum Innendurchmesser des Antriebsrads 1 am radialen Grund der Nut 9 angeordnet werden. Bei einer elastischen Aufweitung des Außendurchmessers des Deckels 7 im Betrieb, insbesondere durch Vibrationen, wird dieser an der Schräge 10 automatisch wieder in der Nut 10 nach axial und radial innen gedrückt und ein axiales Auswandern desselben sicher vermieden.The cover can be used for assembly 7 with the fastening collar 9 just on the slope 11 radially elastically pressed in and for example with the annular edge 12th on the fastening collar 9 in the groove 10th to be snapped. The radial press-in force on the slope 11 in the groove 10th deflected into an axially inward bias. This creates a press fit on the inside diameter of the drive wheel 1 for fastening the cover 7 avoided. Rather, the lid 7 with the fastening collar 9 radially spaced from the inner diameter of the drive wheel 1 at the radial bottom of the groove 9 to be ordered. With an elastic expansion of the outer diameter of the cover 7 in operation, especially due to vibrations, this is on the slope 10th automatically in the groove again 10th pressed axially and radially inwards and axial migration of the same is reliably avoided.

Das Abtriebsrad 5 ist an seinem abtriebs- bzw. nockenwellenseitigen Ende mit einem Befestigungsabschnitt 17 nach radial innen eingezogen und ist dort mit einem zentralen am Befestigungsabschnitt 17 abtriebsseitig axial vorstehenden nabenförmigen Abschnitt 18 ausgeführt, der am Außendurchmesser eine Zentrierfläche 30 zur Verbindung mit der Nockenwelle bildet. Der Befestigungsabschnitt 17 wird radial außen durch den gegenüber diesem axial vorstehenden Lagerabschnitt 6 begrenzt. Auf diese Weise wird zwischen diesem radial außen und dem nabenförmigen Abschnitt 18 radial innen gelegener Ringraum begrenzt, in dem am Befestigungsabschnitt 17 die Rückstellfedermittel 19 angeordnet und am Abtriebsrad 5 drehfest abgestützt sind (1). Die Rückstellfedermittel 19 spannen An- und Abtriebsrad 1, 5 in eine definierte gesicherte Position vor. Dadurch gelangt der Nockenwellenversteller im Störfall automatisch in die gesicherte Position als sogenannte Fail-Safe-Bedingung. Die Rückstellfedermittel 19 sind als Spiralfeder ausgeführt und werden nach axial außen durch einen geringfügigen axialen Luftspalt beabstandet durch die axiale Innenwand 20 des Deckels 7 abgedeckt (1 und 4). Dabei greift der nabenförmige Abschnitt 18 des Abtriebsrads 5 in die zentrale Durchgangsöffnung am Deckel 7 axial ein. Die Rückstellfedermittel 19 sind mit einem radial innenliegenden Federschenkel 21, der hakenförmig in eine axiale Vertiefung 22 am Befestigungsabschnitt 17 nahe dem nabenförmigen Abschnitt 18 eingreift, drehfest am Abtriebsrad 5 abgestützt. Mit einem radial außenliegenden Federschenkel 23 sind sie an einer Aussparung 24 am Lagerabschnitt 6 des Abtriebsrads 5 nach radial außen hindurchgeführt. Der Federschenkel 23 greift in eine korrespondierende Ausnehmung 25 am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 drehfest abgestützt ein. Die Aussparung 24 am Lagerabschnitt 6 des Abtriebsrads 5 erstreckt sich in Umfangs- bzw. Drehrichtung desselben derart, dass beim Einstellen eines Dreh- bzw. Verstellwinkels zwischen An- und Abtriebsrad 1, 5 eine Kollision des radial außenliegenden Federschenkels 23 mit dem Abtriebsrad 5 sicher vermieden wird.The driven gear 5 is at its output or camshaft end with a fastening section 17th retracted radially inwards and is there with a central on the fastening section 17th Axially projecting hub-shaped section on the output side 18th executed, a centering surface on the outer diameter 30th for connection to the camshaft. The fastening section 17th is radially outside through the axially projecting bearing section 6 limited. In this way, between this radially outside and the hub-shaped section 18th radially inner annulus limited in that at the fastening section 17th the return spring means 19th arranged and on the driven gear 5 are supported against rotation ( 1 ). The return spring means 19th clamp input and output wheel 1 , 5 in a defined secured position. As a result, the camshaft adjuster automatically moves to the secured position in the event of a malfunction as a so-called fail-safe condition. The return spring means 19th are designed as a spiral spring and are spaced axially outwards by a slight axial air gap through the axial inner wall 20th of the lid 7 covered ( 1 and 4th ). The hub-shaped section engages 18th of the driven wheel 5 into the central opening on the lid 7 axially one. The return spring means 19th are with a radially inner spring leg 21st , which is hook-shaped in an axial recess 22 on the mounting section 17th near the hub-shaped section 18th engages, rotatably on the driven gear 5 supported. With a radially outer spring leg 23 they are at a recess 24th at the storage section 6 of the driven wheel 5 passed radially outwards. The feather leg 23 engages in a corresponding recess 25th on the inside diameter of the drive wheel 1 non-rotatably supported. The recess 24th at the storage section 6 of the driven wheel 5 extends in the circumferential or rotational direction of the same such that when setting a rotational or adjustment angle between the input and output gear 1 , 5 a collision of the radially outer spring leg 23 with the driven gear 5 is safely avoided.

Das Antriebsrad 1 umfasst gehäuseartig den flexiblen Zahnring 4 und das Abtriebsrad 5 radial außen. Hierbei ist das Antriebsrad 1 abtriebsseitig im Bereich der Außenverzahnung 2 mit dem Innendurchmesser auf dem Außendurchmesser des Abtriebsrads 5 gelagert. An- und Abtriebsrad 1, 5 bilden auf diese Weise eine Radiallagerung 31. Der flexible Zahnring 4 ist als sogenannter Flexring des Wellgetriebes mit einer Außenverzahnung 26 ausgebildet (1). Diese kämmt antriebsseitig mit der Innenverzahnung 3 des Antriebsrads 1 und abtriebsseitig mit einer Innenverzahnung 27 am Innendurchmesser des Abtriebsrads 5, das als Abtriebshohlrad ausgeführt ist. Mit seinem Innenumfang ist der flexible Zahnring 4 auf einem sogenannten Wellgenerator 28 des Wellgetriebes angeordnet, der antriebsseitig an einem radialen Absatz am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 axial gesichert ist. Der Wellgenerator 28 besteht aus einem unrund ovalen, vorzugsweise elliptischen Innenring 29 und einem über Wälzkörper, hier Kugeln, auf diesem gelagerten flexiblen Außenring 33, der am Außenumfang den flexiblen Zahnring 4 trägt.The drive wheel 1 encloses the flexible toothed ring like a housing 4th and the driven gear 5 radially outside. Here is the drive wheel 1 on the output side in the area of the external teeth 2nd with the inside diameter on the outside diameter of the driven gear 5 stored. Input and output wheel 1 , 5 form a radial bearing in this way 31 . The flexible tooth ring 4th is a so-called flex ring of the shaft gear with external teeth 26 educated ( 1 ). This meshes on the drive side with the internal toothing 3rd of the drive wheel 1 and on the output side with an internal toothing 27th on the inside diameter of the driven gear 5 , which is designed as an output ring gear. With its inner circumference is the flexible toothed ring 4th on a so-called wave generator 28 of the wave gear arranged on the drive side on a radial shoulder on the inner diameter of the drive wheel 1 is axially secured. The wave generator 28 consists of a non-circular oval, preferably elliptical inner ring 29 and a rolling element, here balls, on this flexible outer ring 33 the flexible toothed ring on the outer circumference 4th wearing.

Der Innenring 29 ist durch einen nicht dargestellten elektrischen Stellantrieb zur Übertragung eines Verstellmoments verbindbar (1 und 2). Durch den elektrischen Stellantrieb ist über den Innenring 29 ein Verstellmoment auf den Wellgenerator 28 des Wellgetriebes übertragbar. Zugleich wird der Zahnring 4 am biegeelastischen Verzahnungsabschnitt der Außenverzahnung 26 durch die leicht unrund ovale, insbesondere elliptische Form des rotierenden Innenrings 29 an diskreten, insbesondere an zwei gegenüberliegenden Eingriffsstellen mit wenigen Zähnen in die Innenverzahnung 27 des Abtriebsrads 5 elastisch gedrückt. Dabei wird bei einer Umdrehung des Innenrings 29 eine Drehwinkelverstellung des Abtriebsrads 5 gegenüber dem Antriebsrad 1 und damit eine entsprechende Verstellung der Nockenwelle mit großer Untersetzung erreicht. Das Verstellmoment wird über die Innenverzahnung 3 des Antriebsrads 1 abgestützt und über die Außenverzahnung 26 des Zahnrings 4 mit großer Untersetzung auf das Abtriebsrad 5 übertragen. Hierdurch wird eine Drehwinkelverstellung des Abtriebsrads 5 gegenüber der Kurbelwelle und damit eine entsprechende Phasenlage der mit dem Abtriebsrad 5 drehfest verbindbaren Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle erreicht. Auf diese Weise können die Steuerzeiten der durch die Nockenwelle ansteuerbaren Gaswechselventile der Brennkraftmaschine variabel eingestellt werden. Das Wellgetriebe dient dabei als Verstellgetriebe des elektrischen Nockenwellenverstellers. Hierbei sind das Antriebsrad 1, der Zahnring 4, das Abtriebsrad 5 und die Nockenwelle koaxial zu einer Mittelachse 32 angeordnet, die zugleich eine Drehachse bildet. Die Montagerichtung der Verzahnung ist durch einen Pfeil 34 angedeutet.The inner ring 29 can be connected by an electric actuator (not shown) to transmit an adjustment torque ( 1 and 2nd ). Through the electric actuator is over the inner ring 29 an adjustment torque on the wave generator 28 of the wave gear transferable. At the same time the tooth ring 4th at the flexible toothing section of the external toothing 26 due to the slightly non-round oval, in particular elliptical shape of the rotating inner ring 29 at discrete, especially at two opposing points of engagement with few teeth in the internal toothing 27th of the driven wheel 5 pressed elastically. One turn of the inner ring 29 an angle of rotation adjustment of the driven wheel 5 opposite the drive wheel 1 and thus achieved a corresponding adjustment of the camshaft with a large reduction. The adjustment torque is via the internal toothing 3rd of the drive wheel 1 supported and via the external teeth 26 of the toothed ring 4th with a large reduction on the driven gear 5 transfer. As a result, a rotation angle adjustment of the driven wheel 5 compared to the crankshaft and thus one corresponding phase position with the driven gear 5 Non-rotatably connectable camshaft with respect to the crankshaft. In this way, the control times of the gas exchange valves of the internal combustion engine which can be controlled by the camshaft can be set variably. The wave gear serves as an adjustment gear of the electric camshaft adjuster. Here are the drive wheel 1 , the tooth ring 4th , the driven gear 5 and the camshaft coaxial with a central axis 32 arranged, which also forms an axis of rotation. The direction of assembly of the toothing is indicated by an arrow 34 indicated.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Antriebsraddrive wheel
22nd
AußenverzahnungExternal teeth
33rd
InnenverzahnungInternal teeth
44th
ZahnringGear ring
55
AbtriebsradOutput gear
66
LagerabschnittStorage section
77
Deckelcover
88th
Schlitzslot
99
BefestigungskragenFastening collar
1010th
NutGroove
1111
SchrägeWeird
1212
KanteEdge
1313
SchrägeWeird
1414
AnlageflächeContact surface
1515
InnenwandInterior wall
1616
AxiallagerThrust bearing
1717th
BefestigungsabschnittFastening section
1818th
Abschnittsection
1919th
RückstellfedermittelReturn spring means
2020th
InnenwandInterior wall
2121
FederschenkelFeather legs
2222
Vertiefungdeepening
2323
FederschenkelFeather legs
2424th
AussparungRecess
2525th
AusnehmungRecess
2626
AußenverzahnungExternal teeth
2727th
InnenverzahnungInternal teeth
2828
WellgeneratorWave generator
2929
InnenringInner ring
3030th
ZentrierflächeCentering surface
3131
RadiallagerRadial bearing
3232
MittelachseCentral axis
3333
AußenringOuter ring
3434
MontagerichtungInstallation direction
SS
Spielgame

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016223474 B3 [0002]DE 102016223474 B3 [0002]

Claims (10)

Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, mit einem Antriebsrad (1), das mit einem Drehmoment antreibbar ist und einem Abtriebsrad (5) zur Übertragung eines Drehmoments auf eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (5) abtriebsseitig über ein an einem koaxial angeordneten Deckel (7) gebildetes Axiallager (16) abgestützt ist, der federelastisch ausgebildet und mit axialer Vorspannung am Innendurchmesser des Antriebsrads (1) axial spielfrei befestigt ist.Electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine, with a drive wheel (1) which can be driven with a torque and an output gear (5) for transmitting torque to a camshaft of the internal combustion engine, characterized in that the output gear (5) on the output side via a a coaxially arranged cover (7) is supported, the axial bearing (16) is designed to be resilient and is fastened axially without play to the inner diameter of the drive wheel (1) with axial preload. Elektrischer Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (7) abtriebsseitig am Abtriebsrad (5) zwischen diesem und dem Antriebsrad (1) wirkend angeordnete Rückstellfedermittel (19) zumindest teilweise axial abdeckt.Electric camshaft adjuster after Claim 1 , characterized in that the cover (7) on the driven side on the driven wheel (5) between it and the drive wheel (1) acting return spring means (19) at least partially covers axially. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (5) abtriebsseitig radial außen mit einem Lagerabschnitt (6) an dem an einer axialen Innenwand (20) des Deckels (7) gebildeten Axiallager (16) abgestützt ist und der Lagerabschnitt (6) radial innen am Abtriebsrad (5) drehfest abgestützte Rückstellfedermittel (19) radial außen zumindest teilweise umfasst, wobei diese am Lagerabschnitt (6) nach radial außen hindurchgeführt und am Antriebsrad (1) drehfest abgestützt sind.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 or 2nd , characterized in that the driven wheel (5) on the driven side is supported radially on the outside by a bearing section (6) on the axial bearing (16) formed on an axial inner wall (20) of the cover (7) and the bearing section (6) radially on the inside on the driven wheel (5) rotatably supported return spring means (19) comprises at least partially radially on the outside, these being guided radially outwards on the bearing section (6) and supported on the drive wheel (1) in a rotationally fixed manner. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung des Deckels (7) am Innendurchmesser des Antriebsrads (1) eine Schräge (11) ausgebildet ist, an der der Deckel (7) mit seiner vom Abtriebsrad (5) abgewandten axialen Außenseite nach axial innen vorgespannt anliegt.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that a slope (11) is formed for fastening the cover (7) to the inside diameter of the drive wheel (1), on which the cover (7) with its axial outer side facing away from the driven wheel (5) bears axially inward. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung des Deckels (7) am Innendurchmesser des Antriebsrads (1) eine radiale Nut (10) mit einer an der axial äußeren Innenwand derselben gebildeten nach axial innen geneigten Schräge (11) ausgebildet ist, an der der Deckel (7) mit dem Außendurchmesser zumindest abschnittsweise in die Nut (10) eingepresst ist.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that for fastening the cover (7) to the inside diameter of the drive wheel (1) a radial groove (10) is formed with an incline (11) which is formed on the axially outer inner wall thereof and on which the cover ( 7) is pressed into the groove (10) with the outer diameter at least in sections. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (7) mit einer am Außendurchmesser gebildeten Kante (12) an der Schräge (11) anliegt.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 4 or 5 characterized in that the cover (7) bears against the bevel (11) with an edge (12) formed on the outer diameter. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (7) mit einer am Außendurchmesser gebildeten Schräge (13) an der Schräge (11) in der Nut (10) flächig axial anliegt.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 4 or 5 , characterized in that the cover (7) with a bevel (13) formed on the outside diameter bears axially against the bevel (11) in the groove (10). Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (7) am Außendurchmesser einen leicht nach axial außen gekrümmten Befestigungskragen (9) bildet.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the cover (7) forms a slightly axially outwardly curved fastening collar (9) on the outer diameter. Elektrischer Nockenwellenversteller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (7) mit dem freien Ende des Befestigungskragens (9) an der Schräge (11) anliegt.Electric camshaft adjuster after Claim 8 , characterized in that the cover (7) rests with the free end of the fastening collar (9) on the slope (11). Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (7) ringförmig mit einem radial zwischen Außen- und Innendurchmesser durchgehenden Schlitz (8) federelastisch ausgeführt ist.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the cover (7) is designed to be resilient in the form of a ring with a slot (8) extending radially between the outer and inner diameters.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016223474B3 (en) 2016-11-25 2018-03-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Variable speed gear device for a shaft and vehicle with the Verstellgetriebevorrichtung

Patent Citations (1)

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