Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft: einen Nockenwellen versteller,

Hintergrund der Erfindung

Nockenwellenversteiier werden in Verbrennungsmotoren zur Variation -der Steuerzeilen der Brennraumventiie eingesetzt, um die Phasenfeiaiion zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle m einem definierten VVinkolbereioh, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel ges- falten zu können. Dm Anpassung der Steuerzeiten an die aktuelle Last und Drehzahl senkt den Verbrauch und die Emissionen- Zu diesem Zweck sind No~ ckenweiienverstelier in einen Äntriebsstrang integriert Ober welche ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle (ibertragen wird. Dieser Än- triebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb aus- gebildet sein.

Bei einem hydraulischen Nockenweltenversteller bilden das Ähtriebseiement und das Äntriebselenient ein oder me rere Paare gegeneinande wirkende Dryckkamrriern aus _: welche mit B drauflkmittsi beaufschlagbar sind. Das An- triehselernenf und das Ähtriebseiement sind koaxial angeordnet. Durch die Befüllung und Entleerung einzelner Druckkammern wird eine Relativbewegung zwischen dem Antuehseiemeri und dem Abtriebselement erzeugt Die auf zwischen dem Antriebselemenf und dem Abtriebselement rota iv wirkende Feder drängt das Antriebselernent gegenüber dem Abthebsetement \n eine V rteils- rlehtung. Diese Vörteilsrichtufsg kann gleichläufig, der gegenläufig zu der Ver- drehriehtüng sein. Eine Bauart: der hydraulischen Nockertwelfenverstelfer ist der Fiügeizellenvers-- feiten Der Flygelzellenversteller weist einen Stator, einen Rotor und ein Antriebsrad mit einer Äu&envefza nung auf.. Der Rotor ist als Abtriehseiement meis mit der Moekenwelle drehfest verbindbar ausgebildet. Das Antriehsele- ment beinhaltet den Stator und das Antriebsrad, Der Stator und das Antriebs« rad werden drehfest miteinander verbunden oder sind alternativ dazu einteilig miteinander ausgebildet, Der Rotor ist koaxial zum Stator und innerhalb des Stators angeordnet:. Der Rotor und der Stator prägen mit deren, sieb radial erstreckenden Flögeln, gegensätzlich wirkende Ölkammem aus, welche durch Öldruck beaufschiagbar sind und eine Relativdrehyng zwischen dem Stator und dem Rotor ermöglichen. Die Flügel sind entweder einteilig mit dem Rotor bzw. dem Stator ausgebildet oder als„gesteckte Flüge in dafür vorgesehene Muten des Rotors hm. des Stators angeordnet. Weiterhin weisen die Flugelzellen- versteiler diverse Abdichtdeckei auf. Der Stator und die Abdiehtdeckei werden öbe mehrere Schraubenverbindungen miteinande gesichert.

Eine andere Sauart der hydraulischen Nootenwellenversteller ist der Axialkolbenversteller. Hierbei wird über Öldruck ein Verschiebeelement axial verschoben, welches übe Schrägverzahnungen eine Relativdrehung zwischen einem Antriebselement und einem Äbtriehseleniem erzeugt.

E ne weitere Banform eines ocken elienverstellers ist de elekö rnechani- sehe Nockenwelienverstelier, der ein Dre ellengetrlebe (beispielsweise ein Planetengetriebe} aufweist. Dabei bildet eine der Wellen das Antr ebselement und eine zweite Welle das Abiriehselemenf. Über die dritte Welle kann dem System mittels eine Stelleinrichtung, beispielsweise ein Elektromotor oder eine Bremse, Rotatlcnsenergie zugeführt oder aus dem System abgeführt worden, Erne Feder kann zusätzlich angeordnet werden, welche die Relativdrehung zwischen Auf iebselement und Abtriebselement unterstützt oder zurückfuhrt. Die DE 10 2006 00 993 Ä1 zeigt einen oekenwelienversteiier mit einem Kettenrad einem Rotor, einem Gehäuse und einer F der, Das Gehäuse und der Rotor bilden die Arbeltskarrmiern zur Re ativdrehung aus. Das Kettenrad ist mit 5 dem Gehäuse drehtest verbunden. Die Feder ist außerhalb des Gehäuses angeordnet und ird von einem zusätzlichen Federdeekel, welcher mit dem Kettenrad verbunden Is , gegen ußere Verschmutzung und damit gegen leoens- dauerverkurzende Fremdeinwirkung weitestgehend geschützt. Der Rotor hat einen das Gehäuse dyrehset enden Stift, der eine Abstützung für einen Feder- Ö fu&punkt der Feder bereitstellt. us rrsm ri assyrig der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nockenwellenversteiler anzugeben, der die 5 Lebensdauer der Feder erhöht,

EfflndungsgemäS wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, Die Autgabe wird durch ockenweilenversteliei mit einem Äntrieeselement einem Äbtnebseiement und einer Feder, wobei das Aniriebselement und das Ab- triebseiemeut relativ zueinander verdrehbar sind, wobei die Feder durch eine Federiageryng des Antriebselements und eine Federlagerung des Abthebseie- menis fixiert Ist, wobei die Feder die Relativdrehung zwischen dem Antriebs- Clemen und dem Abtriebselement unterstützt, erfindungsgemÄ dadurch gelöst, dass die Federlagerung einen Radius aufweist, weicher gröier als ein Radius der Feder ist und durch dieses Radlenverhiitnis ein Zweliinlenkontakt zwischen der Feder und der Federiagerung ausbildet ist. Hierdurch wird erreicht, das durch den Zwainienkoniakt der Federdrah der Feder au! de jeweiligen Federiagerung besser fixiert ist, so dass sich die Reia- tlvbewegyng zwischen der Feder und der jeweiligen Federiagerung und somit auch der Verschleiß minimiert Die Lebensdauer der Feder und/oder der Federlagerung wird deutlieh erhöht.

Der Federdraht umschlingt -die Federlagerung, in dem der Feda-rdrahf an einer ersten Kontaktstelle zur Federlagerung einen ersten Linienkontakl ausbildet, Im weiteren Verlauf des Federdrahtes den kleineren Radius als den Radius der Federlagerung aufweist ^' und schließlich den zweiten Linienkontakl: ausbildet. Vorteilriafterwelse wird so der Federdraht auf der Federlagerung besser fixiert. Durch die Ausbildung des eingangs beschriebenen Zweilinienkontaktes werden die Hertz 'sehe n Pressungen minimiert, wodurc die Lebensdauer an dieser Federlagerung erhöht wird und die Ausfaiiwahrscheiniichkelt der Feder minimiert ist. in einer Ausgestaltung der Erfindung hat die Feder einen lndungskbrper, dessen Windungen sich in radialer Richtung erstrecken. Vorteilhafterweise benötigt eine derartige Feder in axialer Richtung sehr wenig Banräum

Der Windungskdrper weist eine weitestgehend konstante Steigung auf, wlh~ rend die Enden der Feder im Verlauf des Federdrahtes von dieser konstanten Steigung abweichen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Federlagerung als Stift ausgebildet. Vorteilhafterweise Ist ein Stift als Federlagerung sehr wirtschaftlich herstellbar. Es können mehrere Stifte vorgesehen sein, die gemeinsam die Feder oder ein Ende der Feder fixleren und tragen. Das Ende der Feder grenzt an den Win- dirngskörper an. welcher maßgeblich die federtypischen Eigenschaften hat .

In einer Ausgestaltung der Erfindung lagert die Federiayerung ein Ende der Feder. Das Ende der Feder ist vorteilhafterweise als Haken ausgebildet, welcher in gleicher, wie eingangs beschriebener Welse, die Federlagerung um- schlingt und der Zweilinlenkontakt durch die Ausbildung des Radienverhältnisses verliegt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung lagert die f ederiagerung den Wiridungskörper der Feder. Vorteilhsfferweise lassen sich die durch Vibrationen hervorgerufenen Schwingungen im Windungskörper dämpfen, ohne die Lebensdauer der Feder negativ zu beeinflussen.

In einer bevorzugten Ausbildung weisen alle Federlagerungen den Zwellinien- k ntakt auf, welcher durch das Radienverhältnis ausgebildet ist. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Federlagerung mit einer Verschlei&schutzsc lc t ausgebildet. Durch die Verschlelßschutzschieht wird die Lebensdauer der Feder und der Federlagerung weiter erhöht. Alternati kann die Federlagerung einer verscbleißmindernden Wamiefoehandiung unter- siegen,

In einer Ausbildung der Erfindung weist der Windungskörper der Feder zwischen den Federlagerungen einen größeren Radius auf, als der Radius zu zumindest einer der Federlagerungen zw Ausbildung eines Zwelfinienkontak- tes. Dieser größere Radius kann auch unendlich groß sein, wodurch ein gera- des Stück zwischen den Federlagerungen von dem Windungskörp&r der Feder ausgebildet wird.

Die Ausbildung eines Zweillnienkontaktes durch das gezie t Radienverhältnis zwischen dem Federdraht der Feder und der Federlagerung erhobt die Le~ Densdauer von Feder und f ederlagerung und minimiert die Reibung durch Vibrationen,

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Ausführungsbeispiele de Erfindung sind in den Figuren dargestellt Fig.. 1 einen Noeket ^eilenversteller mit einer eriindungsgemallen Feder und einer erflndyngsgemi&en Federlagerung.

Detaillierte Bescbreifeusig der eic nungen

Fig. 1 zeigt einen Hockenwelfewerstei er (1) mit einer eHtndungsgerYil&en Feder (4) und einer erfindungsgemaBen Federlagerung {§}. Aufbau und Funktionsweise des Nockenwellenverstellers (1 ) sind aus dem Stand der Technik bekannt weshalb hier der Noekenwellenversteller (1) sehr- schematich dargestellt ist.

Im Folgenden wird auf die Besonderheiten gemäß der Erfindung i gegan en. Die Feder 4 hat einen sieh in radialer Richtung aufbauenden Wihdungskörper 7, Im Inneren des VVindyngskörpers ? ist die Feder 4 auf drei Federlagerungen S gelagert. Außerhalb des tndyngskörpers 7 ist die Feder 4 auf zwei Federia- gerungen § gelagert. Alle Federlagerungen 5 sind als Stifte oder Bolzen ausgebildet; haben also jeweils eine zylindrische Au&enrnanteifläehe, welche den Federdraht 8 kontaktiert. Das innere Ende 9 der Feder 4 ist als Haken ausgebildet und umschlingt einen ersten Stift 6 auf der 12-UhnPositinn. Ausgehend in indyngshchtung der Feder 4 sind in einem inkelbefeich von iCT bis 180° von dem ersten Stift 8 zwei wettere Stifte 8 angeordnet welche die Feder 4 lagern. Diese drei vorgeschriebenen Stifte 6 sind drehfest mit dem Abtriebselement 3 des oekenwellenvers- te!iers 1 ausgebildet. Zwischen diesen Stiften 6 hat die Feder 4 einen Radius R3 _t Jedoch im Bereich der entaktlerung mit den Stiften 6 hat die Feder 4 Jeeils einen Radius R"l , welcher kleiner als der Radius R2 des jeweiligen kontaktierten Stiftes 8. Die Radien R3 sind um ein Vielfaches größe als die Radien R2 und R1. Durch das Radlenverhäitnls zwischen dem Radius R1 und R2 wird ein Zweilinienkontakt. Z ausgebildet, Der Uhersicht halber wird der Zweilinlen- kontakt Z In der Darstellung exemplarisch auf einen Stäft 6 beschrankt, Ist aber auf alle Stifte 6 in gleicher Weise übertragbar.. Zwischen de zwei Llnlenkcntak- ten des Z ellinlenkontakles Z ist der Federdraht 8 zum Stift 8 beanstandet. Der Übergang des Radius R2 zum Radius R3 :kontakiier! als erste? Linienkontakt des Zwelllnienkentaktes Z die zylindrische A ßenmanteifläche des Stiftes 8, Der zweite üriienköntakt des Zweinienkontaktes Z kann ebenfalls duroh den Übergang des Radius R2 um Radius R3 mit der zylindrischen Au&enm&ntei- S fliehe des Stiftes 8 ausgebildet werden oder durch einen Übergang des Radius R2 in ein gerades Stück des Federdrahtes 8 der Feder 4 mit der zylindrischen Ä Senmanteifläche des Stiftes 8.

Das äußere Ende § der Feder 4 ist als Haken ausgebildet und umschlingt einen0 fünften Stift 8 auf der 9~Uhf~Poaitiom Ausgehend von diesem und entgegen der Wmdungsfichtung der Feder ist in einem Wlnke&erelch von Ö ^* bis von dem fünften Stift 8 ein weiterer Stift 8 angeordnet, welcher die Feder 4 lagert. Diese zwei vorbeschriebenen Stifte 8 sind drehfest mit dem Antrlebseiement 2 des Noekenweilenversteiiers 1 ausgebildet. Zwischen diesen Stiften 6 hat dieS Feder 4 einen Radius R3, jedoch im Bereich der ontaktlerung mit den Stiften 8 hat die Feder 4 Jeweils einen Radius Rt, welcher kleine al der Radius R2 des jew iligen kentaktierten Stiftes 6, Die Radien: R3 sind um ein Vierfaches größer als die Radien R2 und Rt Durch das Radienverhältnis zwischen dem Radius R1 und R2 wird ein Zweilinlenkcntakt Z ausgebildet. Der Ubergang des0 Radius R2 um Radius R3 kontaktiert als erster ünienkontakt des Zweilinien- kontaktes: Z die zylindrische ÄuIenmaRietfläche des Stiftes 8. Der zweite Li- nienkontakf des Zweinienkontaktes 2 kann ebenfalls durch den Übergang des Radius R2 mm Radius R3 mit der zylindrischen Au&enmanteifläche des Stiftes 8 ausgebildet werden oder durc einen Übergang des Radius R2 in ein gera-:5 des Stück des Federdrahtes 8 der Feder 4 mit der zylindrischen Ayiseemanteb fläche des Stiftes 8. Liste der Besypstahte«

1 )

2} Antnebselement

Abtnebselement

4} Feder

ö) Federlage rung

6) Stift

?} indungskorpef

8} Federdraht

9} Federende

R1) Radius (Federfager urs§)

R2 Radsus (Feder)

R3) Radius (Feder)

2} welÜf ienkontakt