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DE102018100405A1 - Electric camshaft adjuster for variable valve control in an internal combustion engine - Google Patents

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

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DE102018100405A1
DE102018100405A1 DE102018100405.2A DE102018100405A DE102018100405A1 DE 102018100405 A1 DE102018100405 A1 DE 102018100405A1 DE 102018100405 A DE102018100405 A DE 102018100405A DE 102018100405 A1 DE102018100405 A1 DE 102018100405A1
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Inventor
Jürgen Weber
Daniel Heise
Marco Hildebrand
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen einer Lebensdauerschmierung entsprechend portioniertes Schmiermittel in zumindest einer unter Betriebsbedigungen auflösbaren Kapselung (9) im Bereich zumindest einer Reib- bzw. Schmierstelle angeordnet ist.

Figure DE102018100405A1_0000
The invention relates to an electric camshaft adjuster for variable valve control in an internal combustion engine, characterized in that for introducing a lifetime lubrication portioned lubricant in at least one under operating conditions dissolvable encapsulation (9) is arranged in the region of at least one friction or lubrication point.
Figure DE102018100405A1_0000

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

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

Ein derartiger elektrischer Nockenwellenversteller ist aus einem Nockenwellentrieb für eine Brennkraftmaschine nach DE 10 2004 051 423 A1 bekannt. Der Nockenwellenversteller weist ein gegenüber der Umgebung abgedichtetes Gehäuse auf, in dem eine Lebensdauerschmierung angeordnet ist. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der Umstand aus, dass ein Einbringen des Schmiermittels vor der Motormontage nicht möglich ist, weil der Versteller beim Transport nach außen nicht abgedichtet ist und das Schmiermittel beim Transport über nicht verschlossene Öffnungen des Verstellers frei austreten kann. Zudem müssen die vormontierten Einzelteile des Nockenwellenverstellers für eine mögliche Nacharbeit immer schmiermittelfrei bleiben. Deswegen kann die Zuführung der Lebensdauerschmierung in das Getriebeinnere erst nach der Montage des Nockenwellenverstellers am Motor erfolgen und erfordert einen zusätzlichen Montagevorgang nach der Herstellung der externen Dichtheit des Nockenwellenverstellers. Sie kann zum Beispiel durch Füllen des Schmiermittels mit einem Presszylinder über ein Schmierventil im Nockenwellenversteller beim Kunden erfolgen, was mit einem sehr aufwendigen und risikoreichen Prozess (Austreten des Schmiermittels aus der Schmierdüse, Schmierventil etc.) für den Kunden verbunden ist.Such an electric camshaft adjuster is derived from a camshaft drive for an internal combustion engine DE 10 2004 051 423 A1 known. The camshaft adjuster has an environmentally sealed housing in which a lifetime lubrication is arranged. A disadvantage of this embodiment, the fact that an introduction of the lubricant before engine mounting is not possible because the adjuster is not sealed during transport to the outside and the lubricant can escape during transport through non-closed openings of the adjuster free. In addition, the pre-assembled individual parts of the camshaft adjuster always have to remain free of lubricant for possible reworking. Therefore, the supply of life lubrication in the gearbox interior can be done only after the assembly of the camshaft adjuster on the engine and requires an additional assembly process after the production of the external tightness of the camshaft adjuster. It can for example be done by filling the lubricant with a pressing cylinder via a lubricating valve in the camshaft adjuster at the customer, which is associated with a very complex and risky process (leakage of lubricant from the lubricating nozzle, lubricating valve, etc.) for the customer.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Nockenwellenversteller der vorgenannten Art vorzuschlagen, bei dem die Herstellung und Montage hinsichtlich des Einbringens einer Lebensdauerschmierung vereinfacht und kostengünstig gestaltet ist. The invention is therefore based on the object to propose a camshaft adjuster of the aforementioned type, in which the production and assembly is simplified in terms of introducing a lifetime lubrication and designed cost.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen.The object is solved by the features of patent claim 1. Further advantageous embodiments will become apparent from the description and the drawings.

Es wird ein elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, bei dem zum Einbringen einer Lebensdauerschmierung entsprechend portioniertes Schmiermittel in zumindest einer unter Betriebsbedingungen auflösbaren Kapselung im Bereich zumindest einer Reib- bzw. Schmierstelle angeordnet ist. Auf einfache und kostengünstige Weise kann so schon bei der Montage eine Lebensdauerschmierung im Nockenwellenversteller eingebracht werden, wodurch ein zusätzlicher Montageschritt wird vermieden. Zugleich wird eine schmiermittel- bzw. ölfreie Montage sowohl des elektrischen Nockenwellenverstellers als auch Endmontage desselben am Motor der Brennkraftmaschine beim Motorhersteller erreicht. Dadurch wird sichergestellt, dass die Montagelinien des Nockenwellenherstellers sowie die des Motorherstellers durch die Lebensdauerschmierung des elektrischen Nockenwellenverstellers nicht verschmutzt werden.An electric camshaft adjuster for variable valve control in an internal combustion engine is proposed in which portioned lubricant is disposed in at least one grating or lubricating point in at least one encapsulation which can be dissolved under operating conditions in order to introduce lifetime lubrication. In a simple and cost-effective manner, a lifetime lubrication can be introduced in the camshaft adjuster so even during assembly, whereby an additional assembly step is avoided. At the same time, a lubricant or oil-free installation of both the electric camshaft adjuster and final assembly thereof on the engine of the internal combustion engine is achieved at the engine manufacturer. This ensures that the assembly lines of the camshaft manufacturer and those of the engine manufacturer are not polluted by the lifetime lubrication of the electric camshaft adjuster.

Figurenlistelist of figures

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

  • 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine,
  • 2 eine Kupplung des elektrischen Nockenwellenverstellers,
  • 3 eine Kapselung zur Lebensdauerschmierung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 4 die in die Kupplung aus 2 eingebrachte Kapselung aus 3 des elektrischen Nockenwellenverstellers,
  • 5 eine Kapselung zur Lebensdauerschmierung in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Further features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, in which the invention is shown in simplified form. Show it:
  • 1 a longitudinal section of a camshaft adjuster according to the invention for variable valve timing in an internal combustion engine,
  • 2 a clutch of the electric camshaft adjuster,
  • 3 an encapsulation for life lubrication in a first embodiment,
  • 4 in the clutch 2 introduced encapsulation 3 the electric camshaft adjuster,
  • 5 an encapsulation for life lubrication in a second embodiment.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Der in 1 beispielhaft dargestellte erfindungsgemäße elektrische Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine weist ein Getriebe 1 auf, das eingangsseitig über eine Kupplung 2 mit einem elektrischen Stellantrieb 3 in Antriebsverbindung steht, der durch einen Elektromotor gebildet wird. Ausgangsseitig ist das Getriebe 1 mit einer Nockenwelle 4 der Brennkraftmaschine drehfest verbunden. Hierbei sind das Getriebe 1 und die Kupplung 2 von einem Gehäuse 5 radial außen umfasst und stellantriebsseitig und nockenwellenseitig jeweils durch einen Radialwellendichtring 6, 7 abgedichtet. Auf diese Weise trennt das Gehäuse 5 einen schmiermittelfreier Raum, in dem ein am Außendurchmesser des Gehäuses 5 drehfest abgestütztes Antriebsrad 8 angeordnet ist, vom schmiermittelführenden Getriebe 1. Dadurch kann ein trockenlaufender Riementrieb zum kurbelwellenseitigen Antrieb des Nockenwellenverstellers am Antriebsrad 8 angreifen.The in 1 exemplary illustrated inventive electric camshaft adjuster for variable valve timing in an internal combustion engine has a transmission 1 on the input side via a coupling 2 with an electric actuator 3 is in drive connection, which is formed by an electric motor. On the output side is the gearbox 1 with a camshaft 4 the internal combustion engine rotatably connected. Here are the gear 1 and the clutch 2 from a housing 5 includes radially on the outside and actuator side and camshaft side each by a radial shaft seal 6 . 7 sealed. In this way, the housing separates 5 a lubricant-free space in which one on the outer diameter of the housing 5 rotatably supported drive wheel 8th is arranged, from the lubricant-carrying gear 1 , As a result, a dry-running belt drive to the crankshaft-side drive of the camshaft adjuster on the drive wheel 8th attack.

Das Getriebe 1 weist eine sogenannte Lebensdauerschmierung auf, bei der das Schmiermittel, vorzugsweise Schmieröl, im Getriebe 1 bis zum Ende der geplanten Nutzungsdauer nicht ausgetauscht oder erneuert werden muss. Hierzu wird das Schmiermittel entsprechend portioniert in einer schmiermitteldichten Kapselung 9 während der Montage bzw. Vormontage im Nockenwellenversteller angeordnet. Die Kapselung 9 löst sich erst unter Betriebsbedingungen, insbesondere bei einer Umgebungstemperatur größer als 30°C, vorzugsweise größer als 60°C, auf und gibt das Schmiermittel für die Verteilung im Getriebe 1 frei.The gear 1 has a so-called lifetime lubrication, in which the lubricant, preferably lubricating oil, in the transmission 1 not until the end of the planned useful life replaced or renewed. For this purpose, the lubricant is portioned accordingly in a lubricant-tight encapsulation 9 arranged during assembly or pre-assembly in the camshaft adjuster. The encapsulation 9 dissolves only under operating conditions, especially at an ambient temperature greater than 30 ° C, preferably greater than 60 ° C, and gives the lubricant for distribution in the transmission 1 free.

Die Kapselung 9 für die Lebensdauerschmierung ist aus einem unter Betriebsbedingungen auflösbaren Stoff, z.B. aus einem Wachs, hergestellt, so dass der im Motorbetrieb aufgelöste Stoff bzw. Wachs keine Nachteile für die Schmierung im Nockenwellenversteller darstellt. Es ist möglich, die Kapselung 9 durch einen versiegelten Hohlraum in zumindest einem Bauteil des Nockenwellenverstellers auszubilden. Das Schmiermittel für die Lebensdauerschmierung kann beispielsweise in einem Bauteil des Getriebes, insbesondere in einem topfförmigen Kupplungsgehäuse 10 eingeschlossen und versiegelt werden, so dass das Getriebe 1 für die Motormontage beim Kunden absolut trocken geliefert werden kann. Hierbei kann der Hohlraum mit dem Lebensdauerschmiermittel portioniert befüllt und danach mit einer Wachsschicht gegen Auslaufen gesichert werden. Die Kupplung 2 ist dabei radial innen mit einem zentralen an der axialen Innenseite vorstehenden zylindrischen Nabenabschnitt 11 koaxial auf einer Motorwelle 13 des Stellantriebs 6 drehfest angeordnet.The encapsulation 9 for the lifetime lubrication is made of a dissolvable under operating conditions substance, eg from a wax, so that the dissolved in engine operation substance or wax is no disadvantage for the lubrication in the camshaft adjuster. It is possible the encapsulation 9 formed by a sealed cavity in at least one component of the camshaft adjuster. The lubricant for the lifetime lubrication, for example, in a component of the transmission, in particular in a cup-shaped coupling housing 10 be enclosed and sealed, so that the gear 1 can be delivered absolutely dry for the engine assembly at the customer. Here, the cavity can be portioned filled with the life lubricant and then secured with a wax layer against leakage. The coupling 2 is radially inward with a central on the axial inside projecting cylindrical hub portion 11 coaxial on a motor shaft 13 of the actuator 6 arranged rotationally fixed.

Denkbar ist auch, das Lebensdauerschmiermittel in einem versiegelten Hohlraum eines topfartigen Gehäuses des Drive-Elements bzw. des Antriebsrad 8 oder eines anderen Bauteils des Getriebes (Frontdeckel, Hohlrad etc.) gekapselt anzuordnen.It is also conceivable, the lifetime lubricant in a sealed cavity of a pot-like housing of the drive element or the drive wheel 8th or another component of the transmission (front cover, ring gear, etc.) encapsulated to arrange.

Die Kapselung 9 kann als separate Kapsel gemäß 3 und 5, zum Beispiel in Tablettenform hergestellt, mit einer notwendigen Portion der Lebensdauerschmierung befüllt und nach der Füllung öldicht verschlossen werden. Bei der Montage kann die Kapsel in das Getriebe 1, insbesondere in Scheibenform mit konzentrischer, hohlzylindrischer Ausnehmung (3) angepasst an das gemäß 2 topfartige Kupplungsgehäuse 10 der als sogenannte Einfingerkupplung ausgeführten Kupplung 2 in diese gemäß 4 eingelegt und durch Außenteile des Nockenwellenverstellers im Getriebeinneren eingeschlossen werden. Die Kapsel ist dabei zwischen dem Innendurchmesser des Kupplungsgehäuses 10 radial außen und dem Außendurchmesser des Nabenabschnitts 11 radial innen ringförmig eingepasst.The encapsulation 9 can be used as a separate capsule according to 3 and 5 , prepared for example in tablet form, filled with a necessary portion of the lifetime lubrication and sealed oil-tight after filling. When mounting the capsule in the gearbox 1 , in particular in the form of a disk with a concentric, hollow-cylindrical recess ( 3 ) adapted to the according to 2 cup-shaped coupling housing 10 the coupling designed as a so-called single-finger clutch 2 in accordance with this 4 be inserted and enclosed by external parts of the camshaft adjuster in the transmission interior. The capsule is between the inner diameter of the coupling housing 10 radially outside and the outside diameter of the hub portion 11 Radially fitted inside annular.

Dabei löst sich die Kapsel erst nach Inbetriebnahme des Motors der Brennkraftmaschine bei einer höheren Betriebstemperatur, z.B. ab 60°C und höher auf und gibt die portionierte Schmiermittelmenge ins Getriebeinnere frei. Alternativ kann die Kapselung 9 auch durch eine Kapsel in Form einer einfachen kreisrunden Scheibe (5) gebildet werden.In this case, the capsule only dissolves after the engine of the internal combustion engine has been put into operation at a higher operating temperature, for example from 60 ° C. and higher, and releases the portioned amount of lubricant into the gearbox interior. Alternatively, the encapsulation 9 also by a capsule in the form of a simple circular disc ( 5 ) are formed.

Die Kapselung 9 kann als gebaute Kapsel aus einem Kunststoff oder aus einem Stahlblech hergestellt werden und mit nur eine lokale Öffnung für das Schmiermittel versehen sein, die durch Wachs versiegelt wird. Durch die gebaute Kapsel kann verhindert werden, dass die Kapselung 9 durch die Vibrationen oder mechanische Einwirkung beim Transport beschädigt und undicht wird.The encapsulation 9 can be manufactured as a built capsule from a plastic or from a steel sheet and be provided with only a local opening for the lubricant, which is sealed by wax. The built capsule can prevent the encapsulation 9 is damaged and leaking due to vibration or mechanical impact during transport.

Damit die Kapselhülle nach der Freigabe des Schmiermittels nicht in Kollision mit Getriebeteilen kommt, ist es zweckmäßig, dass das Kapselgehäuse form-, kraft- oder stoffschlüssig an einem Bauteil des Getriebes in einem ungestörten Bereich, z.B. im Inneren des Drive-Elements zu befestigten. Dafür kann alternativ auch mindestens ein versiegelter Hohlraum in einem oder mehreren Bauteilen des Nockenwellenverstellers genutzt werden.So that the capsule shell does not come into contact with gear parts after the release of the lubricant, it is expedient for the capsule housing to be connected in a form-fitting, force-fit or material-locking manner to a component of the gear unit in an undisturbed region, e.g. to be fastened inside the drive element. Alternatively, at least one sealed cavity in one or more components of the camshaft adjuster can be used for this purpose.

Das Antriebsrad 1 dient zum kurbelwellenseitigen Antrieb des Nockenwellenverstellers und der Nockenwelle 4 der Brennkraftmaschine und ist als Riemenrad über den trockenlaufenden Riementrieb mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbindbar.The drive wheel 1 serves for the crankshaft-side drive of the camshaft adjuster and the camshaft 4 the internal combustion engine and is connected as a pulley on the dry-running belt drive with a crankshaft, not shown, of the internal combustion engine.

Der elektrische Stellantrieb 3 mit einer Motorwelle 13, die Kupplung 2, das Getriebe 1, das Antriebsrad 8 und die Nockenwelle 4 sind koaxial zu einer Mittelachse 12 des Nockenwellenverstellers angeordnet, die zugleich eine Drehachse bildet.The electric actuator 3 with a motor shaft 13 , the coupling 2 , The gear 1 , the drive wheel 8th and the camshaft 4 are coaxial with a central axis 12 arranged the camshaft adjuster, which also forms an axis of rotation.

Durch den elektrischen Stellantrieb 3 ist über die Kupplung 2 ein Verstellmoment in das Getriebe 1 einleitbar und getriebeausgangsseitig auf die Nockenwelle 4 zum Verstellen der relativen Phasenlage dieser gegenüber dem Antriebsrad 8 bzw. der Kurbelwelle übertragbar, wodurch die Steuerzeiten eines oder mehrerer Gaswechselventile der Brennkraftmaschine elektrisch variabel einstellbar sind. Das Getriebe 1 bildet auf diese Weise ein Verstellgetriebe eines elektrischen Nockenwellenverstellers.By the electric actuator 3 is about the clutch 2 an adjusting torque in the transmission 1 can be introduced and geared on the camshaft 4 for adjusting the relative phase position of this relative to the drive wheel 8th or the crankshaft transferable, whereby the control times of one or more gas exchange valves of the internal combustion engine are electrically variable adjustable. The gear 1 forms in this way an adjusting of an electric camshaft adjuster.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Getriebetransmission
22
Kupplungclutch
33
Stellantriebactuator
44
Nockenwellecamshaft
55
Gehäusecasing
66
RadialwellendichtringRadial shaft seal
77
RadialwellendichtringRadial shaft seal
8 8th
Antriebsraddrive wheel
99
Kapselungencapsulation
1010
Kupplungsgehäuseclutch housing
1111
Nabenabschnitthub portion
1212
Mittelachsecentral axis
1313
Motorwellemotor shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004051423 A1 [0002]DE 102004051423 A1 [0002]

Claims (1)

Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen einer Lebensdauerschmierung entsprechend portioniertes Schmiermittel in zumindest einer unter Betriebsbedigungen auflösbaren Kapselung (9) im Bereich zumindest einer Reib- bzw. Schmierstelle angeordnet ist.Electric camshaft adjuster for variable valve control in an internal combustion engine, characterized in that for introducing a lifetime lubrication according portioned lubricant in at least one operating conditions dissolvable encapsulation (9) is arranged in the region of at least one friction or lubrication point.
DE102018100405.2A 2018-01-10 2018-01-10 Electric camshaft adjuster for variable valve control in an internal combustion engine Withdrawn DE102018100405A1 (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004051423A1 (en) 2004-10-22 2006-05-04 Ina-Schaeffler Kg Camshaft drive for an internal combustion engine

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DE102004051423A1 (en) 2004-10-22 2006-05-04 Ina-Schaeffler Kg Camshaft drive for an internal combustion engine

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