Antriebsrad

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsrad mit einer Rotationsachse und einem radial an der Umfangsfläche des Antriebsrades angeordnetem Zahnkranz und einer sich von dem radial angeordneten Zahnkranz in Richtung der Rotationsachse erstreckenden Wandung, welche eine Zentrierbohrung und axial in die Wandung eingebrachte Fixierbohrungen aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Zur genauen Steuerung der Gaswechselventile in Verbrennungskraftmaschinen werden Ketten- oder Riementriebe eingesetzt, die eine drehfeste Verbin- düng beispielsweise zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle herstellen. Die an den Nockenwellen angeflanschten Antriebsräder können zur Einstellung der Steuerzeiten der Gaswechselventile je nach Anforderung des Motors verschieden positioniert werden z.B. zu einer " frühen Steuerzeit" oder zu einer "späten Steuerzeiten". Oft werden die verschiedenen Steuerzeiten in Kurbel- winkel angegeben. Der Kurbelwinkel ist der Winkel der Kurbelstellung gemessen z. B. vom oberen Totpunkt aus. Für ein Arbeitsspiel beträgt der Kurbelwinkel für einen Viertakt-Motor 720°. Dieser Winkel von 720° wird in vier Takte von jeweils 180° Kurbelwinkel unterteilt. Ein Antriebsrad gemäß der vorgenannten Gattung ist aus der Druckschrift US 6,722,221 B 2 bekannt. Die Druckschrift zeigt ein Antriebsrad, welches als ein erstes kreisrundes Bauteil mit einer gezahnten Umfangsfläche und stirnseitig rotationssymmetrisch angeordneten Öffnungen, welche sich in gleichen Abständen zueinander entlang der Umfangsfläche verteilen, ausgebildet ist. Ein zweites kreisrundes Bauteil besitzt ebenfalls stirnseitig, rotationssymmetrisch angeordnete Öffnungen die sich in gleichmäßigem Abstand axial entlang der Umfangsfläche verteilen. Allerdings weist das zweite Bauteil eine höhere Anzahl an Öffnungen auf als das erste Bauteil was dazu führt, dass der Abstand der einzelnen Öffnungen zueinander geringer ist, als in dem ersten Bauteil. Bei der Überdeckung des ersten Bauteiles mit dem zweiten Bauteil ist es möglich, beim Verdrehen der beiden Bauteile zueinander jeweils eine Öffnung des ersten Bauteiles und eine Öffnung des zweiten Bauteiles in der Art und Weise in Überdeckung zu bringen, dass sie mittels eines Pins verdrehsicher positioniert werden können.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein montagefreundliches, gewichts- reduziertes und geräuschverminderndes Antriebsrad herzustellen, welches für verschiedene Motorvarianten mit unterschiedlichen Anforderungen an die einzustellenden Steuerzeiten zu verwenden ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Wandung des Antriebsrades Einstellnuten eingebracht sind, welche sich radial von der Zentrierbohrung in Richtung Zahnkranz erstrecken und miteinander unterschiedliche Winkel einschließen. Aufgrund der unterschiedlichen Winkel zwischen den Einstellnuten können verschiedene Kurbelwinkel und somit verschiedene Früh- und Spätpositionen mit nur einem Antriebsrad direkt eingestellt werden. Dadurch lassen sich kürzere Montagezeiten erzielen.

Durch das Einbringen der Nuten, welche sich von der Zentrierbohrung bis nahe an den Zahnkranz erstrecken, wird eine Gewichtsreduktion im Antriebsrad er- reicht. Dies führt gerade bei gesinterten oder im Gießverfahren hergestellten Antriebsrädern zu einer Einsparung des Materials. Die Einstellnuten sind bevorzugt entweder nicht rotationssymmetrisch bezüglich der Zentrierbohrung des Antriebsrades, oder nicht achssymmetrisch bezüglich einer eine Einstellungsnut längs durchlaufende Symmetrieachse. Ein Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, dass die Schwingungsanregungen im Kettentrieb gemindert werden, was wiederum zu einer Verbesserung der Geräuschentwicklung im Umschlingungstrieb führt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist das Antriebsrad eine Zentrierbohrung auf, mittels der es an einem Flansch anordenbar ist, welcher einen Zentrierzapfen aufweist. Dabei weist die Zentrierbohrung einen größeren Durchmesser als der Zentrierzapfen auf, da das Antriebsrad über den Zentrierzapfen geschoben wird.

In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, dass das Antriebsrad drehbar auf einem Flansch gelagert ist, so dass es mittels eines Pins, welcher in eine innerhalb des Flansches angeordneten Pinaufnahmebohrungen und zugleich in eine innerhalb des Antriebsrades angeordnete Einstellnut eingreift und somit das Antriebsrad auf dem Flansch verdrehsicher positioniert.

Damit das Antriebsrad nach der Justage auf dem Flansch in Position gehalten wird, weist das Antriebsrad innerhalb seiner Wandung Fixierungsbohrungen auf, die mit in dem Flansch korrespondierend angeordneten Fixierungsbohrungen und einem Befestigungsmittel zusammenwirken.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Durchmesser der Fixierungsbohrungen im Antriebsrad größer sind als die Durchmesser der Fixierungsbohrungen im Flansch. Bei der rotati- ven Verdrehung des Antriebsrades gegen den Flansch rotiert auch die Lage der Fixierungsbohrungen des Antriebsrades gegen die Lage der Fixierungs- bohrungen im Flansch. Damit jedoch das Befestigungsmittel durch beide Fixierungsbohrungen sowohl im Antriebsrad als auch im Flansch eingebracht werden kann, muss der Durchmesser der Fixierungsbohrungen im Antriebsrad vergrößert ausgeführt sein. Je nach dem wie groß der einzustellende Kurbel- winkel ist, verändert sich die Lage der fluchtenden Fixierungsbohrungen mehr oder weniger zueinander. Daher empfiehlt es sich, bei Antriebsrädern mit größerer Kurbelwinkelverstellung, die Fixierungsbohrungen im Antriebsrad als bogenförmige Nut auszuführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt, die nachfolgend detailliert beschrieben sind, wobei sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.

Es zeigen:

Figur 1 einen Nockenwellenflansch in der Frontansicht,

Figur 2 ein Antriebsrad mit umlaufendem Zahnkranz und in die Wandungen eingebrachte Einstellnuten für den Fall einer Kurbelwinkelverstellung von 2°.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt die Stirnseite eines Nockenwellenflansches IQ mit einem zentrisch angeordneten, in axialer Richtung sich verlängernden Zentrierzapfen 7. Um den Zentrierzapfen 7 liegen auf einer Kreisbahn angeordnet, in gleichen Abständen zueinander, Fixierungsbohrungen 4' angeordnet. Ebenso wie die Fixierungsbohrungen 4' liegen auch die Pinaufnahmebohrungen (6a, 6b, 6c,) auf einer Kreisbahn um den Zentrierzapfen 7. Die Pinaufnahmebohrungen (6a, 6b, 6c) schließen jeweils miteinander einen Winkel von 120° ein.

Figur 2 zeigt ein Antriebsrad 20 mit einem radial an der Umfangsfläche angeordneten Zahnkranz 1 und einer sich von dem radial angeordneten Zahnkranz 1 in Richtung der Rotationsachse 2 erstreckenden Wandung 3, welche eine Zentrierbohrung 5 aufweist. Der Durchmesser der Zentrierbohrung 5 des An- triebsrades 20_ist größer, als der Durchmesser des Zentrierzapfen 7 des Flansches 10, so dass das Antriebsrad 20 zu einer ersten Zentrierung mittels der Zentrierbohrung 5 und des Zentrierzapfen 7 an die Nockenwelle stirnseitig angeflanscht werden kann. Desweiteren sind in die Wandung 3 des Antriebsrades 20_Einstellnuten (I, II, III) eingebracht, welche sich radial von der Zentrierbohrung 5 in Richtung des Zahnkranzes 1 erstrecken und miteinander unterschiedliche Winkel einschließen. Die in der Wandung 3 des Antriebsrades 20_eingebrachten Einstellnuten ermöglichen eine Justierung des Antriebsrades 20_auf dem Flansch IQ. Wie in dem Ausführungsbeispiel in Figur 2 gezeigt, ermöglicht die Anordnung der Einstellnuten (I, II, III) drei verschiedene Verstellwinkel. Die Einstellnut I ermöglicht einen Verstellwinkel von 0°, wobei die Einstellnut Il zusammen mit der Einstellnut III einen Winkel von 120° einschließt. Die Einstellnut II, die zusammen mit der Einstellnut I einen Winkel von 118° einschließt, ermöglicht eine 2° Frühverstellung auf der Auslassseite. Die Einstellnut III, die zusammen mit der Einstellnuten I einen Winkel von 122° einschließt, ermöglicht eine 2° Spätverstellung auf der Einlassseite. Die gewünschten Verstellungen werden mittels eines Pins 8, der zum Beispiel bei 0° Kurbelwinkel sowohl in die Einstellnut I des Antriebsrades 20, als auch in die Pinaufnahmebohrung 6a des Flansches IQ eingreift, vorgenommen. Aufgrund dieser unterschiedlichen Positionierungsoptionen ist es möglich, mittels eines einzigen Antriebsrades 20 verschiedene Steuerzeiten zu realisieren. Ebenso denkbar sind Ausführungsformen von Antriebsrädern 20, in welchen die Einstellnuten (I, II, III) in der Art und Weise angeordnet sind, dass unterschiedliche Bereiche von Kurbelwinkel- Verschiebungen abgedeckt werden, vorzugsweise liegen diese in einem Bereich von 1 ° bis 6° Kurbelwinkel.

Um eine Fixierung des, mittels des Pins 8 vorjustierten Antriebsrades 20 an den Flansch IQ zu erreichen, sind korrespondierend zu den innerhalb des Flansches IQ angeordneten Fixierungsbohrungen 4' weitere Fixierungsboh- rungen 4 in die Wandung 3 des Antriebsrades 20 angeordnet. Aufgrund der Rotation des Antriebsrades 20 an dem Flansch IQ müssen die Durchmesser der Fixierunsbohrungen 4 des Antriebsrades 20 größer als die Durchmesser der Aufnahmebohrungen 4' des Flansches IQ sein, so dass ein Befestigungs- mittel nach der Rotation des Antriebsrades 20 in die beiden fluchtenden Auf- nahmebohrungen 4,4' greifen kann. Bei der Realisierung von größeren Verstellwinkeln empfiehlt es sich, die Fixierungsbohrungen 4 des Antriebsrades 20 als bogenförmige Nuten auszuführen.

Bezugszahlen

1 Zahnkranz

2 Rotationsachse

3 Wandung

4 Fixierungsbohrungen am Antriebsrad

4' Fixierungsbohrungen am Flansch

5 Zentrierbohrung

6a Pinaufnahmebohrung

6b Pinaufnahmebohrung

6c Pinaufnahmebohrung

7 Zentrierzapfen

8 Pin

I Einstellnut

Il Einstellnut

III Einstellnut

10 Flansch

20 Antriebsrad