DE19525837A1

DE19525837A1 - Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19525837A1
Application number: DE1995125837
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Straus
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1995-07-15
Filing date: 1995-07-15
Publication date: 1997-01-16

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine, die innerhalb eines Steuertriebs von zumindest einer Nockenwelle, vorzugsweise an einem mit der Nockenwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad, angeordnet ist, wobei die Vorrichtung einen hydraulisch axial verschiebbaren Verstellkolben aufweist, der während einer Längsbewegung mittels verzahnter Abschnitte das Antriebsrad gegenüber der Nockenwelle verdreht, mit einem drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Nabenteil, an dem der Verstellkolben geführt ist, und mit einer Ölführungshülse, die einerseits in einer Bohrung des Nabenteils und andererseits in einer Aufnahmebohrung der Nockenwelle oder eines mit der Nockenwelle drehfest verbundenen Innenteils, die Vorrichtung zentrierend, verläuft und an ihrem Außenmantel gegenüber dem Nabenteil bzw. der Nockenwelle zumindest einen Pfad zur Zuleitung von hydraulischem Mittel vor eine Stirnseite des Verstellkolbens bildet.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige Vorrichtung kann sich der Fachmann beispielsweise aus der DE-C 40 24 057 (siehe Fig. 2a) entnehmen. Bei dieser ist ein Nabenteil mit seinem Außenmantel in ein Ende einer gebauten Nockenwelle eingepreßt. Das Naben teil dient dabei als Abtriebselement der gesamten vorbekannten Verstellvor richtung. In eine Bohrung des Nabenteils ist einenends eine dünnwandige Ölführungshülse eingepreßt. Entlang eines Außenmantels und einer Bohrung der Ölführungshülse verlaufen Pfade zur Zuleitung von hydraulischem Mittel vor Stirnseiten des Verstellkolbens der Vorrichtung. Nachteilig bei der als gattungs bildend betrachteten Vorrichtung ist es zum einen, daß deren Ölführungshülse ein relativ langes, freischwingendes Ende aufweist. Durch dieses freischwingen de Ende können Probleme bei einer Montage der vorveröffentlichten Verstell vorrichtung auftreten. Dies rührt daher, daß die Verstellvorrichtung mit in der Bohrung des Nabenteils vormontierter Ölführungshülse in einem ersten Arbeits schritt gegenüber dem Ende der Nockenwelle vorfixiert wird. Anschließend erfolgt eine Spannung der die gesamte Vorrichtung beaufschlagenden Kette. Bei diesem "Kettenspannen" kann es zu einem unerwünschten Verformen/Verbiegen der Ölführungshülse kommen, da diese relativ lang und nicht biegesteif genug ausgeführt ist. Nach dem Spannen der Kette erfolgt üblicherweise ein Einstellen der Steuerzeiten durch gegenseitiges Zuordnen einer Drehstellung der Vor richtung zur Nockenwelle und zur Kurbelwelle. Anschließend findet eine endgültige Festlegung der Vorrichtung am Ende der Nockenwelle, beispiels weise über Schraubmittel statt, wobei die eingangs erwähnte Verformung der Ölführungshülse beibehalten bleibt. Zum anderen ist es nachteilig, daß im Bereich des Nabenteils eine aufwendig zu fertigende Doppelzentrierung (Na benteil-Nockenwelle; Ölführungshülse-Nabenteil) vorliegt, was sich ungünstig auf die Fertigungszeiten und -kosten auswirkt.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und insbesondere mit einfachen Mitteln eine biegesteife Zentrierung der Vorrichtung an der Nockenwelle geschaffen ist, wobei über diese Mittel gleichzeitig eine Zufuhr von Hydraulikmittel in die Vorrichtung hergestellt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß am Außenmantel der Ölführungshülse zumindest eine Längsnut durch Ausbildung eines vom Außen mantel der Ölführungshülse ausgehenden Radialsteges geschaffen ist, welcher Radialsteg mit seiner Außenfläche radial in der Bohrung des Nabenteils und der Aufnahmebohrung der Nockenwelle bzw. des mit der Nockenwelle verbunde nen Bauteils anliegt. Durch diesen Radialsteg der Ölführungshülse, wobei in Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt drei Radialstege vorgesehen sind, erfolgt eine hervorragende Abstützung/Zentrierung der Vorrichtung gegenüber der Nockenwelle, da durch diesen (diese) die beim Stand der Technik nachteilig aufzufindenden freischwingenden Flächen der Ölführungshülse eliminiert sind. Gleichzeitig ist das in der Bohrung der Nockenwelle befindliche Endteil der Ölführungshülse relativ kurz ausgeführt, so daß über diese Maßnahme und die ohnehin relativ kurz ausgebildete Ölführungshülse der gesamte Mechanismus für seine Zentrierung gegenüber der Nockenwelle wesentlich biegesteifer vorliegt. Gleichfalls dient die erfindungsgemäße Ölführungshülse in vorteilhafter Doppelfunktion einer Ölzuleitung in Druckkammern der Vorrichtung. Durch Ausbildung von wenigstens zwei Radialstegen am Außenmantel der Ölführungs hülse kann es auch in nicht näher beschriebener Art und Weise vorgesehen sein, die dazwischen angeordneten Pfade zur separaten Zuleitung von hydrauli schem Mitteln vor je eine der Stirnseiten des Verstellkolbens der Vorrichtung zu nutzen. Auch ist vom Schutzumfang der Erfindung eine Lösung mit eingeschlos sen, bei welcher die Ölführungshülse zweiteilig ausgebildet ist. Ein erster Teil stellt den hülsenförmigen Grundkörper dar, wobei es vorgesehen sein kann, über einen Außenmantel des Grundkörpers die Radialstege (den Radialsteg) gitterartig zu schieben.

In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgesehen, die Vorrichtung über ein zentrisches Schraubmittel gegenüber dem Ende der Nockenwelle zu fixieren. Dieses Schraubmittel kann gleichzeitig als Pfad für das hydraulische Mittel genutzt werden, wobei hier bevorzugt an einen Außenmantel des Schraub mittels gedacht ist, jedoch auch ein Ölpfad entlang einer Bohrung des Schraub mittels gebildet sein kann. Damit besteht die Möglichkeit, auf zusätzliche stirn seitige Hydraulikmittelzuleitungen oder ähnliche Ausgestaltungen, welche bau aufwanderhöhend sind, zu verzichten.

Einfache Maßnahmen einer Zuleitung des hydraulischen Mittels zur Vorrichtung gehen aus einem weiteren Unteranspruch hervor. Demnach weist die Nocken welle an ihrem der Vorrichtung zugewandten Endabschnitt eine Anschlußkon sole auf. Die Anschlußkonsole ist drehfest mit dem Zylinderkopf oder mit einem dem Zylinderkopf benachbarten Bauteil verbunden und kann dabei auch in nerhalb der äußeren Zylinderkopfwandung (nicht näher erläutert) positioniert sein, was sich positiv auf den Bauraum im Zylinderkopfbereich auswirkt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist es vorgesehen, die Ölführungshülse aus einem Leichtbauwerkstoff bzw. einem polymeren Werkstoff herzustellen. Gege benenfalls kann es vorgesehen sein, diesen Leichtbauwerkstoff, beispielsweise Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung, durch geeignete Verstärkungsein lagerungen wie Fasern, Partikel oder Gitter zu verstärken. Durch diesen Leicht bauwerkstoff gelingt es in gewissem Maße, das Gesamtgewicht der hier aufge zeigten Vorrichtung zu minimieren.

Die erfindungsgemäße Ölführungshülse wird bevorzugt in einem spanlosen Verfahren, beispielsweise gießtechnisch bzw. fließpreßtechnisch, gefertigt. Axiale Endbereiche der Ölführungshülse können auch außerhalb der sie schnei denden Ölzulauf- bzw. Ableitungsbohrungen im Durchmesser der sie umschlie ßenden Bohrung des Nabenteils bzw. der Nockenwelle ausgeführt werden. Somit erübrigen sich gegebenenfalls aufwendige Dichtmaßnahmen an diesen Endbereichen.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Merkmale ihrer Ansprüche beschränkt. Denkbar und vorgesehen sind auch Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale und Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchs merkmale mit dem in der Beschreibung Offenbarten.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung und

Fig. 2 eine Teilansicht entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1 im Bereich der Ölführungshülse.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Aus Fig. 1 geht eine Vorrichtung 1 zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine hervor. Die Vorrichtung 1 ist dabei konzentrisch einer Nockenwelle 2 vorgelagert und steht mit dieser in trieblicher Verbindung. Hierzu weist die Vorrichtung 1 ein Antriebsrad 3 auf, welches von einer nicht dargestellten Steuerkette (bzw. einem Riemen) im Verdrehsinn beaufschlagt wird. Radial innen geht das Antriebsrad 3 in einen Axialansatz 4 über. Der Axialansatz 4 weist hier eine Außenverzahnung 5 auf (schrägverzahnt), welche mit einem entsprechenden innenverzahnten Abschnitt 6 eines Verstellkolbens 9 kommuniziert. Der Verstellkolben 9 wiederum besitzt einen außenverzahnten Abschnitt 7, der mit einer Innenverzahnung 8 eines Nabenteils 10 in Eingriff ist. Das Nabenteil 10 wiederum ist über Schraubmittel 11 mit der Nockenwelle 2 drehfest verbunden. Das Nabenteil 10 weist nockenwellenseitig eine Aufnahme bohrung 11a auf. In dieser Aufnahmebohrung 11a ist ortsfest eine nachfolgend zu beschreibende Ölführungshülse 12 einenends befestigt. Anderenends verläuft die Ölführungshülse 12 in einer komplementären Aufnahmebohrung 13 der Nockenwelle 2. Über diese Ölführungshülse 12 erfolgt eine Zentrierung der gesamten Vorrichtung 1 gegenüber der Nockenwelle 2.

An einem Außenmantel 14 (siehe auch Fig. 2) der Ölführungshülse 12 erstrecken sich umfangsverteilt Radialstege 15. Jeder Radialsteg 15 liegt mit jeweiligen Teilabschnitten seiner Außenfläche 16 in der Aufnahmebohrung 11a des Naben teils 10 und der Aufnahmebohrung 13 der Nockenwelle 2 an. Zwischen den Radialstegen 15 ist je eine Längsnut 17 angeordnet. Jede Längsnut 17 dient als Pfad zur Zuleitung von hydraulischem Mittel vor eine Stirnseite 35 eines Radia labschnittes 18 des Verstellkolbens 9. Der Radialabschnitt 18 trennt dabei Druckräume 19, 20 innerhalb der Vorrichtung 1 ab. Durch eine wahlweise Beaufschlagung eines der Druckräume 19 oder 20 mit Hydraulikmittel erfolgt eine Längsverschiebung des Verstellkolbens 9 und somit aufgrund der Schräg verzahnungen der Abschnitte 5 bis 8 eine Relativverdrehung der Nockenwelle 2 in bezug auf das sie treibende Antriebsrad 3.

Durch die Radialstege 15 der Ölführungshülse 12 erfolgt eine hervorragende Zentrierung der gesamten Vorrichtung 1 gegenüber der Nockenwelle 2 während ihrer Montage und für den Betrieb. Die bei der Montage und beim Betrieb der Vorrichtung 1 insbesondere über das Antriebsrad 3 eingebrachten Radialkräfte werden somit hervorragend über die Radialstege 15 abgestützt und es kommt nicht mehr, wie in der Beschreibungseinleitung dargelegt, zu den auftretenden unerwünschten Verbiegungen der Ölführungshülse 2. Durch die Ausbildung der Radialstege 15 der Ölführungshülse 12 kann gleichzeitig auf die aufwendige Doppelzentrierung gemäß dem einleitend kritisch betrachteten Stand der Tech nik verzichtet werden.

Die Nockenwelle 2 weist an ihrem der Vorrichtung 1 zugewandten Endab schnitt 21 zwei in Axialrichtung nebeneinander liegende Ringnuten 22, 23 auf. Von jeder Ringnut 22, 23 führt zumindest eine Radialbohrung 24, 25 radial nach innen. Dabei schneidet die Radialbohrung 24 die Längsnut 17 der Ölfüh rungshülse 12. Anderenends der Ölführungshülse 12 ist die Längsnut 17 wieder um von zumindest einer weiteren Radialbohrung 26 des Nabenteils 10 geschnit ten. Von da aus wird das hydraulische Mittel in nicht näher zu beschreibender Art und Weise in den Druckraum 20 geleitet.

Die Radialbohrung 25 der Nockenwelle 2 mündet radial innen in einen weite ren Pfad 27. Der Pfad 27 verläuft dabei an einem Außenmantel 28 des Schraub mittels 11 innerhalb einer Bohrung 29 der Ölführungshülse 12. Der Pfad 27 mündet dabei innerhalb des Nabenteils 10 an dessem axial äußeren Bereich in zumindest eine sich radial erstreckende Steigbohrung 30 zur Zuleitung von hydraulischem Mittel in die weitere Druckkammer 19. Axial zwischen einem Nockenwellenlager 31 und der Vorrichtung 1 verläuft eine ortsfeste Anschluß konsole 32 mit je einer Zuleitung 33, 34. Die Zuleitungen 33, 34 münden dabei radial innen in die Ringnuten 22, 23.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung
2 Nockenwelle
3 Antriebsrad
4 Axialansatz
5 Außenverzahnung
6 Abschnitt
7 Abschnitt
8 Innenverzahnung
9 Verstellkolben
10 Nabenteil
11 Schraubmittel
11a Aufnahmebohrung
12 Ölführungshülse
13 Aufnahmebohrung
14 Außenmantel
15 Radialsteg
16 Außenfläche
17 Längsnut, Pfad
18 Radialabschnitt
19 Druckraum
20 Druckraum
21 Endabschnitt
22 Ringnut
23 Ringnut
24 Radialbohrung
25 Radialbohrung
26 Radialbohrung
27 Pfad
28 Außenmantel
29 Bohrung
30 Steigbohrung
31 Nockenwellenlager
32 Anschlußkonsole
33 Zuleitung
34 Zuleitung
35 Stirnseite
36 Stirnseite

Claims

1. Vorrichtung (1) zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine, die innerhalb eines Steuertriebs von zumindest einer Nockenwelle (2), vorzugs weise an einem mit der Nockenwelle (2) in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad (3), angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (1) einen hydraulisch axial verschiebbaren Verstellkolben (9) aufweist, der während einer Längs bewegung mittels verzahnter Abschnitte (6, 7) das Antriebsrad (3) gegenüber der Nockenwelle (2) verdreht, mit einem drehfest mit der Nockenwelle (2) ver bundenen Nabenteil (10), an dem der Verstellkolben (9) geführt ist, und mit einer Ölführungshülse (12), die einerseits in einer Bohrung (11a) des Nabenteils (10) und andererseits in einer Aufnahmebohrung (13) der Nockenwelle (2) oder eines mit der Nockenwelle (2) drehfest verbundenen Innenteils, die Vorrichtung (1) zentrierend, verläuft und an ihrem Außenmantel (14) gegenüber dem Naben teil (10) bzw. der Nockenwelle (2) zumindest einen Pfad zur Zuleitung von hydraulischem Mittel vor eine Stirnseite (35) des Verstellkolbens (9) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenmantel (14) der Ölführungshülse (12) zumindest eine Längsnut (17) durch Ausbildung eines vom Außenmantel (14) der Ölführungshülse (12) ausgehenden Radialsteges (15) geschaffen ist, welcher Radialsteg (15) mit seiner Außenfläche (16) radial in der Bohrung (11a) des Nabenteils (10) und der Aufnahmebohrung (13) der Nockenwelle (2) bzw. des mit der Nockenwelle (2) verbundenen Bauteils anliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bevorzugt drei Radialstege (15) am Außenmantel (14) der Ölführungshülse (12) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) zumindest mittelbar an der Nockenwelle (2) über ein zentrisches Schraub mittel (11) befestigt ist, welches die Ölführungshülse (12) axial durchragt, wobei zwischen einem Außenmantel (28) des Schraubmittels (11) und einer Bohrung (29) der Ölführungshülse (12) ein weiterer Pfad (27) zur Zuleitung des Hydrau likmittels zu einer weiteren Stirnseite (36) des Verstellkolbens (9) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (2) an ihrem der Vorrichtung (1) zugewandten Endabschnitt (21) von einer Anschlußkonsole (32) mit je einer Zuleitung (33, 34) für hydrauli sches Mittel umschlossen ist, wobei der Endabschnitt (21) zwei in Axialrichtung nebeneinander liegende Ringnuten (22, 23) aufweist, die mit den Zuleitungen (33, 34) kommunizieren, wobei von jeder Ringnut (22, 23) wenigstens eine Radialbohrung (24, 25) ausgeht, welche mit je einem der hydraulischen Pfade (17, 27) der Ölführungshülse (12) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölführungs hülse (12) aus einem Leichtbauwerkstoff bzw. einem polymeren Werkstoff hergestellt ist.