DE102018131657A1 - 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 von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine antreibbaren Antriebsrad (1) und einem mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbindbaren Abtriebsrad (2), wobei abtriebsseitig am Abtriebsrad (2) zwischen diesem und dem Antriebsrad (1) wirkende Drehfedermittel (6) angeordnet und letztere an der vom Abtriebsrad (2) abgewandten Außenseite zumindest teilweise durch einen Deckel (7) abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der den Drehfedermitteln (6) zugewandten Innenseite des Deckels (7) in einem radial äußeren Bereich zumindest eine durch Umformen hergestellte erste Erhebung (10) vorgesehen ist und die Drehfedermittel (6) mit einem radial außen liegenden Federschenkel (8) an zumindest der ersten Erhebung (10) nach radial innen abgestützt sind.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 by a crankshaft of the internal combustion engine and an output gear (2) which can be connected in a rotationally fixed manner to a camshaft of the internal combustion engine for transmitting a torque, the output side on the output gear (2) between the latter and the drive wheel (1) acting torsion spring means (6) are arranged and the latter are at least partially covered by a cover (7) on the outside facing away from the driven wheel (2), characterized in that on the inside of the cover (6) facing the torsion spring means 7) at least one first elevation (10) produced by reshaping is provided in a radially outer region and the torsion spring means (6) are supported radially inward on at least the first elevation (10) with a radially outer spring leg (8).

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 EP 2 282 021 B1 ist ein Nockenwellenversteller zum steuerbaren Variieren der Phasenbeziehung zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor bekannt. Der Nockenwellenversteller weist zumindest eine Feder auf, die betriebsfähig mit einem Eingangselement oder einem Ausgangselements verbunden ist, um das Eingangselement oder das Ausgangselement dazu zu bringen, den Nockenwellenversteller in eine Standardrotationsposition zu bewegen. Die Federeinhängung erfolgt durch einen Stift am Federdeckel. Nachteilig ist hierbei, dass zur Federeinhängung ein zusätzliches Bauteil montiert werden muss. Die Befestigung des Stifts am Federdeckel bedingt eine dickwandige Ausgestaltung desselben, die zusätzlichen Bauraum erfordert. Zudem ist zur axialen Sicherung des Federdeckels ein Sicherungsring notwendig, der am Innendurchmesser des Gehäuses in einer zusätzlich herzustellenden Nut montiert werden muss. Durch die Anordnung des Sicherungsrings und der Nut wird der Bauraumbedarf weiter vergrößert.Out EP 2 282 021 B1 a camshaft phaser is known for controllably varying the phase relationship between a crankshaft and a camshaft in an internal combustion engine. The camshaft phaser has at least one spring operably connected to an input member or an output member to cause the input member or the output member to move the camshaft phaser to a standard rotational position. The spring is attached by a pin on the spring cover. The disadvantage here is that an additional component must be installed for spring suspension. The attachment of the pin to the spring cover requires a thick-walled configuration of the same, which requires additional installation space. In addition, a locking ring is required for axially securing the spring cover, which must be mounted on the inside diameter of the housing in an additional groove to be produced. The arrangement of the retaining ring and the groove further increases the installation space requirement.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Nockenwellenversteller der vorgenannten Art hinsichtlich seines Aufbaues zu vereinfachen und bauraumsparend zu gestalten.The invention is therefore based on the object of simplifying a camshaft adjuster of the aforementioned type with regard to its construction and to save space.

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 mit einem von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine antreibbaren Antriebsrad und einem mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbindbaren Abtriebsrad vorgeschlagen. Dabei sind abtriebsseitig am Abtriebsrad zwischen diesem und dem Antriebsrad wirkende Drehfedermittel angeordnet und letztere an der vom Abtriebsrad abgewandten Außenseite zumindest teilweise durch einen Deckel abgedeckt. Erfindungsgemäß ist an der den Drehfedermitteln zugewandten Innenseite des Deckels in einem radial äußeren Bereich zumindest eine durch Umformen hergestellte erste Erhebung vorgesehen. Die Drehfedermittel sind dabei mit einem radial außen liegenden Federschenkel an zumindest der ersten Erhebung nach radial innen abgestützt. Auf diese Weise wird eine einfach und kostengünstig herstellbare Federabstützung am Deckel mit einer bauraumsparenden Integration der Drehfedermittel in den Nockenwellenversteller ermöglicht.An electric camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine is proposed with a drive wheel that can be driven by a crankshaft of the internal combustion engine and an output wheel that can be connected in a rotationally fixed manner to a camshaft of the internal combustion engine for transmitting a torque. In this case, torsion spring means acting on the driven side on the driven wheel are arranged between the driven wheel and the latter and at least partially covered by a cover on the outside facing away from the driven wheel. According to the invention, at least one first elevation produced by reshaping is provided on the inside of the cover facing the torsion spring means in a radially outer region. The torsion spring means are supported with a radially outer spring leg on at least the first elevation radially inwards. In this way, a simple and inexpensive spring support on the cover is made possible with a space-saving integration of the torsion spring means in the camshaft adjuster.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft in einem schraubenlosen, ohne einen Schraubenverband hergestellten, Nockenwellenversteller verwendbar.The configuration according to the invention can be used particularly advantageously in a screwless camshaft adjuster produced without a screw assembly.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Federschenkel mit einem nach radial außen gerichteten Federende in eine radiale Vertiefung am Innendurchmesser des Antriebsrads drehfest eingehängt. Durch die radiale Abstützung des Federschenkels an der ersten Erhebung an der Innenseite des Deckels wird ein Herauslösen des Federendes aus der Vertiefung am Innendurchmesser des Antriebsrads nach radial innen sicher vermieden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the spring leg with a radially outward spring end is non-rotatably suspended in a radial recess on the inside diameter of the drive wheel. The radial support of the spring leg on the first elevation on the inside of the cover reliably prevents the spring end from coming out of the recess on the inside diameter of the drive wheel radially inwards.

Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Federschenkel mit einem nach radial innen gerichteten Federende an der ersten Erhebung an der Innenseite des Deckels drehfest eingehängt. Hierdurch sind die Drehfedermittel am Deckel mit diesem als eine Baugruppeneinheit vormontierbar. According to a further particularly preferred embodiment of the invention, the spring leg with a radially inwardly directed spring end is non-rotatably mounted on the first elevation on the inside of the cover. As a result, the torsion spring means on the cover can be preassembled with this as an assembly unit.

Eine besonders einfach herstellbare Axiallagerung des Abtriebsrads wird erreicht, wenn eine Ringscheibe in eine radiale Nut am Innendurchmesser des Antriebsrads radial federelastisch eingefügt ist und ein Axiallager bildet, an dem das Abtriebsrad abtriebsseitig axial gelagert ist. Eine aufwendige axiale Lagerung des Abtriebsrads, insbesondere durch eine Axiallagerscheibe mit den erforderliche Befestigungsmittel, besonders Schraubenverbindungen, werden vermieden. Die Ringscheibe ist in besonders vorteilhafter Weise zur radial elastischen Ausbildung geschlitzt ausgeführt. Dadurch ist sie einfach herstell- und montierbar.A particularly easy to manufacture axial bearing of the driven wheel is achieved if an annular disc is inserted in a radial groove on the inner diameter of the drive wheel in a radially resilient manner and forms an axial bearing on which the driven wheel is axially supported on the driven side. Elaborate axial mounting of the driven wheel, in particular by means of an axial bearing disk with the necessary fastening means, especially screw connections, is avoided. The annular disc is designed in a particularly advantageous manner for radially elastic training. This makes it easy to manufacture and assemble.

Eine einfache schraubenlose Befestigung des Deckels am Nockenwellenversteller ist durch Pressfügen möglich. Bevorzugt weist der Deckel hierzu radial außen einen ringförmig umlaufenden axial vorstehenden Befestigungskragen auf. Vorzugsweise ist dabei der Deckel am Außen- oder Innendurchmesser des abtriebsseitigen axialen Endes des Antriebsrads auf- bzw. eingepresst.A simple screwless fastening of the cover to the camshaft adjuster is possible by pressing. For this purpose, the cover preferably has an axially projecting, axially projecting fastening collar radially on the outside. The cover is preferably pressed on or pressed in on the outer or inner diameter of the drive-side axial end of the drive wheel.

Eine besonders bauraumsparende Integration der Drehfedermittel in den Nockenwellenversteller wird ermöglicht, wenn die Ringscheibe nach axial innen und der Federdeckel nach axial außen einen Aufnahmeraum begrenzen, in dem die Drehfedermittel zumindest teilweise angeordnet sind.A particularly space-saving integration of the torsion spring means in the camshaft adjuster is made possible if the annular disk delimits a receiving space axially inwards and the spring cover axially outwards, in which the torsion spring means are at least partially arranged.

Bevorzugt ist hierbei der Aufnahmeraum radial innen durch einen abtriebsseitig am Abtriebsrad axial vorstehend angeordneten hohlzylindrischen Zapfen zur Zentrierung an der Nockenwelle und radial außen durch den Innendurchmesser des Antriebsrads als Ringraum begrenzt. In this case, the receiving space is preferably delimited radially on the inside by a hollow cylindrical pin axially projecting on the driven wheel for centering on the camshaft and radially on the outside by the inner diameter of the drive wheel as an annular space.

Die Drehfedermittel können in besonders vorteilhafter Weise als Spiralfeder ausgeführt sein, die abtriebsseitig am Abtriebsrad in den Nockenwellenversteller einfach integrierbar sind. Bevorzugt sind dabei die Drehfedermittel als Spiralfeder ausgeführt in dem durch das Abtriebsrad und dem Antriebsrad begrenzten Ringraum angeordnet.The torsion spring means can be designed in a particularly advantageous manner as a spiral spring, which can be easily integrated into the camshaft adjuster on the driven side on the driven wheel. The torsion spring means are preferably designed as a spiral spring in the annular space delimited by the driven wheel and the drive wheel.

Der Deckel ist mit einer oder mehreren axialen Erhebungen zur Federeinhängung und/oder -abstützung durch Blechumformen einteilig besonders einfach herstellbar. The cover is particularly easy to manufacture in one piece with one or more axial elevations for spring suspension and / or support by sheet metal forming.

Am Deckel können eine oder mehrere axialen Erhebungen zur Federeinhängung und/oder -abstützung durch Toxen bzw. durch Durchsetzungsfügen oder Clinchen, oder durch Verstemmen oder Pressen einfach hergestellt werden.One or more axial elevations for spring suspension and / or support by toxins or by enforcement joining or clinching, or by caulking or pressing can be easily produced on the cover.

Am Innendurchmesser des Antriebsrads sind die Vertiefung zur Federeinhängung und/oder die Nut zur Befestigung der Ringscheibe durch Sintern ebenfalls einfach herstellbar.On the inside diameter of the drive wheel, the recess for the spring suspension and / or the groove for fastening the ring disk can also be easily produced by sintering.

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 in einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine Teilansicht des Nockenverstellers,
  • 3 eine Einzelansicht einer Ringscheibe des Nockenwellenverstellers,
  • 4 eine Ansicht eines Deckels mit an diesem angeordneten Drehfedermitteln des Nockenwellenverstellers,
  • 5 eine Teilansicht Ansicht des Nockenwellenverstellers,
  • 6 eine Ansicht eines Deckels mit an diesem angeordneten Drehfedermitteln des Nockenwellenverstellers in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 7 eine Einzelansicht des Deckels des Nockenwellenverstellers.
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 in a first embodiment,
  • 2nd a partial view of the cam adjuster,
  • 3rd a single view of an annular disc of the camshaft adjuster,
  • 4th 2 shows a view of a cover with torsion spring means of the camshaft adjuster arranged on it,
  • 5 a partial view of the camshaft adjuster,
  • 6 2 shows a view of a cover with torsion spring means of the camshaft adjuster arranged thereon in a second exemplary embodiment,
  • 7 a single view of the cover of the camshaft adjuster.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

In 1 bis 5 ist ein erfindungsgemäßer elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine in einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Nockenwellenversteller weist ein von einer nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit einem Drehmoment antreibbares Antriebsrad 1 und ein mit einer nicht dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbindbares Abtriebsrad 2 auf. Das Antriebsrad 1 ist als Kettenrad ausgeführt und über einen nicht dargestellten Kettentrieb von der Kurbelwelle antreibbar. Denkbar ist auch, das Antriebsrad 1 als Riemenrad auszuführen, das über einen, insbesondere trockenlaufenden, Riementrieb mit der Kurbelwelle zum Antrieb verbindbar ist. Das Abtriebsrad 2 ist als Hohlrad ausgebildet und abtriebsseitig mit einem Befestigungsabschnitt 3 nach radial innen eingezogen, der zur Befestigung an der Nockenwelle dient. Am Befestigungsabschnitt 3 ist nahe einer zentralen axialen Durchtrittsöffnung 4 ein abtriebsseitig axial vorstehender hohlzylindrischer Zapfen 5 ausgeführt, durch den das Abtriebsrad 2 an der Nockenwelle zentrierbar ist.In 1 to 5 An electrical camshaft adjuster according to the invention for variable valve control of an internal combustion engine is shown in a first exemplary embodiment. The camshaft adjuster has a drive wheel that can be driven by a torque from a crankshaft, not shown, of the internal combustion engine 1 and an output gear that is non-rotatably connectable to a camshaft of the internal combustion engine, not shown, for transmitting a torque 2nd on. The drive wheel 1 is designed as a sprocket and can be driven by the crankshaft via a chain drive (not shown). The drive wheel is also conceivable 1 run as a pulley, which can be connected to the crankshaft for driving via a, in particular dry-running, belt drive. The driven gear 2nd is designed as a ring gear and on the output side with a fastening section 3rd retracted radially inwards, which is used for fastening to the camshaft. At the attachment section 3rd is near a central axial passage opening 4th a hollow cylindrical pin projecting axially on the output side 5 running through which the driven gear 2nd can be centered on the camshaft.

Am Abtriebsrad 2 sind abtriebsseitig zwischen diesem und dem Antriebsrad 1 wirkend angeordnete Drehfedermittel 6 vorgesehen. Diese spannen An- und Abtriebsrad 1, 2 in eine definierte gesicherte Position, beispielsweise an einem Endanschlag, vor. Dadurch gelangt der Nockenwellenversteller im Störfall automatisch in die gesicherte Position als sogenannte Fail-Safe-Bedingung. Die Drehfedermittel 6 sind als Spiralfeder mit mehreren in radiale Richtung spiralförmig angeordneten Federwindungen ausgeführt. Sie werden nach axial außen durch einen Deckel 7 aus Blech abgedeckt (1). An der axialen Innenseite des Deckels 7 sind in einem zwischen einer zentralen kreisrunden Durchgangsöffnung 32 radial innen und dem Außendurchmesser gelegenen radial äußeren Bereich zwei in Umfangsrichtung beabstandet hintereinander angeordnete axiale Erhebungen 10, 11 angeordnet (4 und 7). Die Erhebungen 10, 11 sind durch Blechumformen einteilig mit dem Deckel 7 als hohlzylindrische axiale Durchstellungen mit einem geschlossenen abgerundeten freien Ende als sogenannte Dome an der axialen Innenwand des Deckels 7 hergestellt.On the driven wheel 2nd are on the output side between this and the drive wheel 1 acting torsion spring means 6 intended. These clamp the input and output wheel 1 , 2nd in a defined secured position, for example at an end stop. As a result, the camshaft adjuster automatically moves to the secured position in the event of a fault as a so-called fail-safe condition. The torsion spring means 6 are designed as a spiral spring with several spring windings arranged in a spiral in the radial direction. They are axially outward through a cover 7 covered from sheet metal ( 1 ). On the axial inside of the cover 7 are in a between a central circular opening 32 radially inward and the outer diameter located radially outer region two circumferentially spaced axial elevations 10th , 11 arranged ( 4th and 7 ). The surveys 10th , 11 are made in one piece with the cover by sheet metal forming 7 as hollow cylindrical axial penetrations with a closed rounded free end as so-called domes on the axial inner wall of the cover 7 manufactured.

Ein radial außen gelegenen Federschenkel 8 der Drehfedermittel 6 ist an den Erhebungen 10, 11 anliegend nach radial innen abgestützt. Der Federschenkel 8 wird durch die am weitesten radial außen gelegene Federwindung der Spiralfeder 3 gebildet. A radially outer spring leg 8th the torsion spring 6 is on the surveys 10th , 11 supported radially inwards. The feather leg 8th is due to the most radially outer spring turn of the coil spring 3rd educated.

Der Federschenkel 8 ist mit einem radial äußeren Federende 12 nach radial außen gerichtet umgebogen in eine radiale nutförmige Vertiefung 9 am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 drehfest eingehängt. Die Vertiefung 9 ist dabei zur Vereinfachung der Montage des Federendes 12 von der axialen abtriebsseitigen Stirnseite des Antriebsrads 1 ausgehend angebracht. Durch die Abstützung des Federschenkels 8 nach radial innen an den Erhebungen 10, 11 wird ein radiales Herauslösen des radial äußeren Federendes 12 aus der Vertiefung 9 am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 sicher vermieden. Radial innen greifen die Drehfedermittel 6 mit einem hakenförmig umgebogenen nach radial innen gerichteten radial inneren Federende 13 drehfest in einen zwischen Außen- und Innendurchmesser verlaufende schlitzartige Aussparung 14 am Zapfen 5 des Abtriebsrads 2 drehfest ein.The feather leg 8th is with a radially outer spring end 12 bent radially outward into a radial groove-shaped depression 9 at the Inner diameter of the drive wheel 1 non-rotatably attached. The deepening 9 is to simplify the assembly of the spring end 12 from the axial output end of the drive wheel 1 attached attached. By supporting the spring leg 8th radially inwards at the elevations 10th , 11 becomes a radial detachment of the radially outer spring end 12 from the deepening 9 on the inside diameter of the drive wheel 1 safely avoided. The torsion spring means engage radially on the inside 6 with a hook-like bent, radially inward, radially inner spring end 13 rotatably in a slot-like recess between the outside and inside diameter 14 on the spigot 5 of the driven wheel 2nd non-rotatable.

Eine Ringscheibe 15 ist in eine radiale Nut 16 am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 radial elastisch eingefügt, vorzugsweise eingeklipst (1 und 3). Sie bildet ein Axiallager 17 mit einer ringförmigen axialen Lagerfläche, an der das Abtriebsrad 2 abtriebsseitig radial außen mit einer axialen Lagerfläche 18 abgestützt ist. Im Bereich der Lagerfläche 18 ist das Abtriebsrad 2 am Außendurchmesser mit einem Absatz 19 eingezogen. Die Ringscheibe 15 ist dabei mit dem Innendurchmesser auf dem Außendurchmesser des Absatzes 19 mit Spiel eingepasst. Gemäß 3 ist die Ringscheibe 15 mit einem zwischen Innendurchmesser und Außendurchmesser durchgehend verlaufenden Schlitz 20 radial elastisch ausgeführt. Nahe den beiden am Schlitz 20 aufeinanderstoßenden Enden der Ringscheibe 15 sind Montagelöcher vorgesehen, an denen die Ringscheibe 15 zur Montage mit den am Schlitz 20 gebildeten Enden zusammengezogen und dadurch im Außendurchmesser verkleinert und auf einfache Weise radial federelastisch am Antriebsrad in der Nut 16 befestigt werden kann.A washer 15 is in a radial groove 16 on the inside diameter of the drive wheel 1 radially elastic inserted, preferably clipped in ( 1 and 3rd ). It forms a thrust bearing 17th with an annular axial bearing surface on which the driven gear 2nd on the output side radially outside with an axial bearing surface 18th is supported. In the area of the storage area 18th is the driven gear 2nd with a shoulder on the outside diameter 19th moved in. The washer 15 is with the inside diameter on the outside diameter of the heel 19th fitted with play. According to 3rd is the washer 15 with a slot running continuously between the inside and outside diameter 20th radially elastic. Near the two at the slot 20th abutting ends of the washer 15 there are mounting holes on which the washer 15 for mounting on the slot 20th formed ends contracted and thereby reduced in outer diameter and easily radially resilient on the drive wheel in the groove 16 can be attached.

Der Deckel 7 ist am Außendurchmesser mit einem ringförmig umlaufenden axial vorstehenden Befestigungskragen 21 ausgebildet (1, 4 und 7) mit dem er mit dem Innendurchmesser am Außendurchmesser des abtriebsseitigen axialen Endes des Antriebsrads 1 axial aufgepresst ist. Der Deckel 7 und die Ringscheibe 15 sind am Antriebsrad 1 und die Drehfedermittel 6 am Deckel 7 und am Abtriebsrad 2 schraubenlos befestigt. Auf diese Weise ist der Nockenwellenversteller schraubenlos ausgeführt. In einem axial innen durch die Ringscheibe 15 und das Abtriebsrad 2 und axial außen durch den Deckel 7 begrenzten Aufnahmeraum 22 sind die Drehfedermittel 6 angeordnet. Der Aufnahmeraum 22 ist hierbei radial innen durch den Außendurchmesser des Zapfens 5 des Abtriebsrads 2 und radial außen durch den Innendurchmesser des Antriebsrads 1 als Ringraum begrenzt. Die zentrale Durchgangsöffnung 32 am Deckel 7 ist mit dem Innendurchmesser axial fluchtend zum Außendurchmesser des Zapfens 5 angeordnet (1 und 5).The lid 7 is on the outer diameter with an annular circumferential axially projecting mounting collar 21st educated ( 1 , 4th and 7 ) with which he with the inner diameter on the outer diameter of the driven-side axial end of the drive wheel 1 is axially pressed. The lid 7 and the washer 15 are on the drive wheel 1 and the torsion spring means 6 on the lid 7 and on the driven wheel 2nd fastened without screws. In this way, the camshaft adjuster is screwless. In one axially inside through the washer 15 and the driven gear 2nd and axially outside through the lid 7 limited recording space 22 are the torsion spring means 6 arranged. The recording room 22 is here radially inside through the outer diameter of the pin 5 of the driven wheel 2nd and radially outside through the inner diameter of the drive wheel 1 limited as an annulus. The central through opening 32 on the lid 7 is axially aligned with the outside diameter of the pin with the inside diameter 5 arranged ( 1 and 5 ).

6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers, bei dem im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel der Federschenkel 8 mit dem radial äußeren Federende 12 hakenförmig nach radial innen gerichtet an der ersten axialen Erhebung 10 an der axialen Innenwand des Deckels 7 drehfest eingehängt ist. Hierbei wirken die Drehfedermittel 6 über den am Antriebsrad 1 aufgepressten Deckel 7 mit dem Antriebsrad 1 zusammen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Drehfedermittel 6 an der Innenwand des Deckels 7 gemäß 6 vormontierbar sind. Dabei steht das radial innere Federende 13 frei nach radial innen am Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 32 des Deckels 7 zur weiteren Montage am Zapfen 5 vor. Auf diese Weise können der Deckel 7 und die an diesem vormontierten Drehfedermittel 6 als eine vormontierte Baugruppeneinheit der Montagelinie zugeführt werden. 6 shows a second embodiment of a camshaft adjuster according to the invention, in which, in contrast to the first embodiment, the spring leg 8th with the radially outer spring end 12 hook-shaped directed radially inward at the first axial elevation 10th on the axial inner wall of the cover 7 is rotatably attached. The torsion spring means act here 6 via the on the drive wheel 1 pressed lid 7 with the drive wheel 1 together. This configuration has the advantage that the torsion spring means 6 on the inside wall of the lid 7 according to 6 are pre-assembled. The radially inner spring end stands 13 freely radially inwards on the inside diameter of the through opening 32 of the lid 7 for further assembly on the pin 5 in front. This way the lid 7 and the pre-assembled torsion spring means 6 be supplied as a pre-assembled assembly unit of the assembly line.

Die axialen Erhebungen 10, 11 sind mit dem Deckel 7 vorzugsweise einteilig durch Blechumformen kostengünstig hergestellt. Es ist auch eine Herstellung insbesondere durch Toxen, Verstemmen und Pressen am Deckel 7 angebracht werden. Das Antriebsrad 1 mit der Vertiefung 9 und der Nut 16 kann kostengünstig durch Sintern hergestellt werden.The axial elevations 10th , 11 are with the lid 7 preferably inexpensively manufactured in one piece by sheet metal forming. It is also a production, in particular, by toxes, caulking and pressing on the lid 7 be attached. The drive wheel 1 with the deepening 9 and the groove 16 can be produced inexpensively by sintering.

Der Nockenwellenversteller umfasst weiterhin einen flexiblen Zahnring 23, einen sogenannten Flexring, eines Wellgetriebes (1). Dieser weist am Außendurchmesser eine Außenverzahnung 24 auf, die mit einem antriebsseitigen Abschnitt in eine Innenverzahnung 25 am Innendurchmesser des Antriebsrads 1 und mit einem abtriebsseitigen Abschnitt in eine Innenverzahnung 26 am Innendurchmesser des Abtriebsrads 2 bzw. des Abtriebshohlrads eingreift. Zahnring 23 und Abtriebsrads 2 sind koaxial hintereinander angeordnet und radial außen vom koaxial angeordneten Antriebsrad 1 gehäuseartig umfasst. Dabei ist das Antriebsrad 1 mit dem Innendurchmesser auf dem Außendurchmesser des Abtriebsrads 2 über ein Radiallager 27 gelagert.The camshaft adjuster also includes a flexible toothed ring 23 , a so-called flex ring, a wave gear ( 1 ). This has an external toothing on the outer diameter 24th on that with a drive-side section in an internal toothing 25th on the inside diameter of the drive wheel 1 and with an output-side section in an internal toothing 26 on the inside diameter of the driven gear 2nd or the output ring gear engages. Gear ring 23 and driven wheel 2nd are arranged coaxially one behind the other and radially outside of the coaxially arranged drive wheel 1 includes housing-like. Here is the drive wheel 1 with the inside diameter on the outside diameter of the driven gear 2nd via a radial bearing 27th stored.

Des Weiteren ist ein Wellgenerator 28 eines Wellgetriebes vorgesehen, der durch einen nicht dargestellten elektrischen Stellantrieb mit einem Verstellmoment antreibbar ist. Der Wellgenerator 28 besteht aus einem unrund ovalen, vorzugsweise elliptischen Innenring 29 und einem über Wälzkörper, hier Kugeln, auf diesem gelagerten flexiblen Außenring, der am Außenumfang den flexiblen Zahnring 23 trägt (1). Der Wellgenerator 28 und der flexible Zahnring 23 bilden eine sogenannte Verstellwelle. Der Innenring 29 ist durch den elektrischen Stellantrieb über axial vorstehende Kupplungsstifte 30 mit einem Verstellmoment antreibbar. Durch den elektrischen Stellantrieb ist über den Innenring 29 ein Verstellmoment auf den Wellgenerator 28 des Wellgetriebes übertragbar. Zugleich wird der Zahnring 23 am biegeelastischen Verzahnungsabschnitt der Außenverzahnung 24 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 26 des Abtriebsrads 2 elastisch gedrückt. Dabei wird bei einer Umdrehung des Innenrings 29 eine Drehwinkelverstellung des Abtriebsrads 2 gegenüber dem Antriebsrad 1 und damit eine entsprechende Verstellung der Nockenwelle mit großer Untersetzung erreicht. Das Verstellmoment wird über die Innenverzahnung 25 des Antriebsrads 1 abgestützt und über die Außenverzahnung 24 des Zahnrings 23 mit großer Untersetzung auf das Abtriebsrads 2 übertragen. Hierdurch wird eine Drehwinkelverstellung des Abtriebsrads 2 gegenüber der Kurbelwelle und damit eine entsprechende Phasenlage der mit dem Abtriebsrad 2 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 23, das Abtriebsrad 2 und die Nockenwelle koaxial zu einer Mittelachse 31 angeordnet, die zugleich eine Drehachse bildet.There is also a wave generator 28 a wave gear provided, which can be driven by an electric actuator, not shown, with an adjusting torque. The wave generator 28 consists of a non-circular oval, preferably elliptical inner ring 29 and a via rolling elements, here balls, on this mounted flexible outer ring, the flexible toothed ring on the outer circumference 23 wearing ( 1 ). The wave generator 28 and the flexible toothed ring 23 form a so-called adjustment shaft. The inner ring 29 is through the electric actuator via axially protruding coupling pins 30th can be driven with an adjusting torque. 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 23 at the flexible toothing section of the external toothing 24th 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 26 of the driven wheel 2nd pressed elastically. One turn of the inner ring 29 an angle of rotation adjustment of the driven wheel 2nd 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 25th of the drive wheel 1 supported and via the external teeth 24th of the toothed ring 23 with large reduction on the driven gear 2nd transfer. As a result, a rotation angle adjustment of the driven wheel 2nd compared to the crankshaft and thus a corresponding phase position with the driven gear 2nd Non-rotatably connectable camshaft reached 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 23 , the driven gear 2nd and the camshaft coaxial with a central axis 31 arranged, which also forms an axis of rotation.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Antriebsraddrive wheel
22nd
AbtriebsradOutput gear
33rd
BefestigungsabschnittFastening section
44th
DurchtrittsöffnungPassage opening
55
ZapfenCones
66
DrehfedermittelTorsion spring means
77
Deckelcover
88th
FederschenkelFeather legs
99
Vertiefungdeepening
1010th
ErhebungSurvey
1111
ErhebungSurvey
1212
FederendeSpring end
1313
FederendeSpring end
1414
AussparungRecess
1515
RingscheibeWasher
1616
NutGroove
1717th
AxiallagerThrust bearing
1818th
Lagerflächestorage area
1919th
Absatzparagraph
2020th
Schlitzslot
2121st
BefestigungskragenFastening collar
2222
AufnahmeraumRecording room
2323
ZahnringGear ring
2424th
AußenverzahnungExternal teeth
2525th
InnenverzahnungInternal teeth
2626
InnenverzahnungInternal teeth
2727th
RadiallagerRadial bearing
2828
WellgeneratorWave generator
2929
InnenringInner ring
3030th
KupplungsstiftCoupling pin
3131
MittelachseCentral axis
3232
DurchgangsöffnungThrough opening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2282021 B1 [0002]EP 2282021 B1 [0002]

Claims (10)

Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine mit einem von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine antreibbaren Antriebsrad (1) und einem mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbindbaren Abtriebsrad (2), wobei abtriebsseitig am Abtriebsrad (2) zwischen diesem und dem Antriebsrad (1) wirkende Drehfedermittel (6) angeordnet und letztere an der vom Abtriebsrad (2) abgewandten Außenseite zumindest teilweise durch einen Deckel (7) abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der den Drehfedermitteln (6) zugewandten Innenseite des Deckels (7) in einem radial äußeren Bereich zumindest eine durch Umformen hergestellte erste Erhebung (10) vorgesehen ist und die Drehfedermittel (6) mit einem radial außen liegenden Federschenkel (8) an zumindest der ersten Erhebung (10) nach radial innen abgestützt sind.Electrical camshaft adjuster for variable valve control of an internal combustion engine with a drive wheel (1) which can be driven by a crankshaft of the internal combustion engine and an output wheel (2) which can be connected in a rotationally fixed manner to a camshaft of the internal combustion engine for transmitting a torque, the output side on the output wheel (2) between the latter and the drive wheel ( 1) acting torsion spring means (6) and the latter on the outside facing away from the driven wheel (2) are at least partially covered by a cover (7), characterized in that on the inside of the cover (7) facing the torsion spring means (6) in one radially outer area at least one first elevation (10) produced by reshaping is provided and the torsion spring means (6) are supported radially inward on at least the first elevation (10) with a radially outer spring leg (8). Elektrischer Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federschenkel (8) mit einem nach radial außen gerichteten Federende (12) in einer radialen Vertiefung (9) am Innendurchmesser des Antriebsrads (1) drehfest eingehängt ist.Electric camshaft adjuster after Claim 1 , characterized in that the spring leg (8) with a radially outward spring end (12) in a radial recess (9) on the inner diameter of the drive wheel (1) is non-rotatably suspended. Elektrischer Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federschenkel (8) mit einem nach radial innen gerichteten Federende (12) an der ersten Erhebung (10) an der Innenseite des Deckels (7) drehfest eingehängt sind.Electric camshaft adjuster after Claim 1 , characterized in that the spring leg (8) with a radially inwardly directed spring end (12) on the first elevation (10) on the inside of the cover (7) are non-rotatably suspended. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringscheibe (15) in eine radiale Nut (16) am Innendurchmesser des Antriebsrads (1) radial elastisch eingefügt ist und ein Axiallager (17) bildet, an dem das Abtriebsrad (2) abtriebsseitig axial gelagert ist.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that an annular disc (15) is radially elastically inserted into a radial groove (16) on the inside diameter of the drive wheel (1) and forms an axial bearing (17) on which the driven wheel (2) is axially supported on the output side. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (7) radial außen einen ringförmig umlaufenden axial vorstehenden Befestigungskragen (21) aufweist und mit diesem am abtriebsseitigen axialen Ende des Antriebsrads (1) durch einen Pressverband befestigt ist.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the cover (7) radially on the outside has an annular circumferential axially projecting fastening collar (21) and is fastened to the output-side axial end of the drive wheel (1) by a press fit. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe (15) nach axial innen und der Federdeckel (7) nach axial außen einen Aufnahmeraum (22) begrenzen, in dem die Drehfedermittel (6) zumindest teilweise angeordnet sind.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 4 or 5 , characterized in that the annular disc (15) axially inward and the spring cover (7) axially outwardly delimit a receiving space (22) in which the torsion spring means (6) are at least partially arranged. Elektrischer Nockenwellenversteller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (22) radial innen durch einen abtriebsseitig am Abtriebsrad (2) axial vorstehend angeordneten hohlzylindrischen Zapfen (5) zur Zentrierung an der Nockenwelle und radial außen durch den Innendurchmesser des Antriebsrads (1) als Ringraum begrenzt ist, in dem die Drehfedermittel (6) als Spiralfeder ausgeführt angeordnet sind.Electric camshaft adjuster after Claim 6 , characterized in that the receiving space (22) is delimited radially on the inside by a hollow cylindrical pin (5) axially projecting on the driven wheel (2) for centering on the camshaft and radially on the outside by the inside diameter of the drive wheel (1) as an annular space, in which the torsion spring means (6) are arranged as a spiral spring. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (7) mit einer oder mehreren axialen Erhebungen (10, 11) zur Federabstützung und/oder -einhängung durch Blechumformen einteilig hergestellt ist.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the cover (7) with one or more axial elevations (10, 11) for spring support and / or suspension is made in one piece by sheet metal forming. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Deckel (7) eine oder mehrere axialen Erhebungen (10, 11) zur Federabstützung und/oder -einhängung durch Toxen, Verstemmen oder Pressen angebracht sind.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that one or more axial elevations (10, 11) for spring support and / or suspension by toxins, caulking or pressing are attached to the cover (7). Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Antriebsrad (1) die Vertiefung (9) zur Federeinhängung und/oder die Nut (16) zur Befestigung der Ringscheibe (15) durch Sintern hergestellt sind.Electric camshaft adjuster according to one of the Claims 2 to 9 , characterized in that on the drive wheel (1) the recess (9) for spring suspension and / or the groove (16) for fastening the annular disc (15) are produced by sintering.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2282021B1 (en) 2009-08-06 2012-05-09 Delphi Technologies, Inc. Harmonic drive camshaft phaser with improved radial stability

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