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DE102013223300B4 - Rolling bearing Zwischenradvorrichtung with low-deformation mounting of the axial support discs - Google Patents

Rolling bearing Zwischenradvorrichtung with low-deformation mounting of the axial support discs Download PDF

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DE102013223300B4
DE102013223300B4 DE102013223300.0A DE102013223300A DE102013223300B4 DE 102013223300 B4 DE102013223300 B4 DE 102013223300B4 DE 102013223300 A DE102013223300 A DE 102013223300A DE 102013223300 B4 DE102013223300 B4 DE 102013223300B4
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Abstract

Vorgeschlagen ist eine Zwischenradvorrichtung für einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend: – ein Zwischenrad (1), das mit einem Antriebsrad (2) und einem Abtriebsrad (3) zumindest zweispurig ausgebildet ist, – eine zylindrische Achse (7), deren Stirnseiten (9, 10) jeweils mit einem Vorsprung (19, 20) versehen sind, – ein Nadellager (8), mittels welchem das Zwischenrad auf der Achse gelagert ist, wobei der Außenmantel (13) der Achse die Innenlaufbahn des Nadellagers bildet, – und zwei Stützscheiben (11, 12), die jeweils auf einem der Vorsprünge an den Stirnseiten der Achse gehaltert sind und die zur beidseitigen axialen Abstützung des Zwischenrads und des Nadellagers gegenüber dem Außenmantel der Achse radial hervorstehen. Zur Vermeidung von pressungsbedingten Deformationen der Innenlaufbahn sollen die Vorsprünge einteilig mit der Achse ausgebildet sein.Proposed is an intermediate wheel device for a control drive of an internal combustion engine, comprising: an intermediate wheel (1) which is formed with a drive wheel (2) and a driven wheel (3) at least two lanes, - a cylindrical axis (7) whose end faces (9, 10) are each provided with a projection (19, 20), - a needle bearing (8), by means of which the intermediate wheel is mounted on the axle, wherein the outer casing (13) of the axle forms the inner race of the needle bearing, - and two support discs ( 11, 12), which are each supported on one of the projections on the end sides of the axle and projecting radially to the two-sided axial support of the idler gear and the needle bearing relative to the outer jacket of the axle. To avoid compression-related deformations of the inner race, the projections should be formed integrally with the axis.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwischenradvorrichtung für einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine. Die Zwischenradvorrichtung umfasst:

  • – ein Zwischenrad, das mit einem Antriebsrad und einem Abtriebsrad zumindest zweispurig ausgebildet ist,
  • – eine zylindrische Achse, deren Stirnseiten jeweils mit einem Vorsprung versehen sind,
  • – ein Nadellager, mittels welchem das Zwischenrad auf der Achse gelagert ist, wobei der Außenmantel der Achse die Innenlaufbahn des Nadellagers bildet,
  • – und zwei Stützscheiben, die jeweils auf einem der Vorsprünge an den Stirnseiten der Achse gehaltert sind und die zur beidseitigen axialen Abstützung des Zwischenrads und des Nadellagers gegenüber dem Außenmantel der Achse radial hervorstehen.
The invention relates to an intermediate wheel device for a control drive of an internal combustion engine. The intermediate wheel device comprises:
  • An idler gear that is at least two-lane with a drive wheel and a driven wheel,
  • A cylindrical axis whose end faces are each provided with a projection,
  • A needle bearing, by means of which the intermediate wheel is mounted on the axle, the outer casing of the axle forming the inner race of the needle bearing,
  • - And two support discs, which are each supported on one of the projections on the end sides of the axis and project radially to the two-sided axial support of the idler and the needle bearing relative to the outer surface of the axle.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Insbesondere Brennkraftmaschinen in V-Anordnung weisen Steuertriebe auf, bei denen die Nockenwellen nicht unmittelbar von der Kurbelwelle, sondern mittels sogenannter Zwischenräder angetrieben werden. Diese verbinden den kurbelwellenseitigen Antrieb mit dem nockenwellenseitigen Abtrieb und sind mit einem Antriebsrad und – je nach konstruktiver Ausgestaltung der Brennkraftmaschine – mit einem oder mehreren Abtriebsrädern zwei- bzw. mehrspurig ausgebildet.In particular, internal combustion engines in V-arrangement have timing drives, in which the camshafts are not driven directly by the crankshaft, but by means of so-called intermediate wheels. These connect the crankshaft-side drive with the camshaft side output and are formed with a drive wheel and - depending on the structural design of the internal combustion engine - with two or more output wheels two or more lanes.

Beispielsweise offenbart die DE 103 43 469 A1 einen Steuertrieb mit zwei zweispurigen Zwischenrädern, wobei deren Antriebs- und Abtriebsräder als Kettenräder des kurbelwellenseitig antreibenden Kettentriebs bzw. der nockenwellenseitig angetriebenen Kettentriebe ausgebildet sind.For example, the DE 103 43 469 A1 a timing drive with two two-lane intermediate wheels, wherein the drive and driven wheels are formed as sprockets of the crankshaft side driving chain drive or the camshaft side driven chain drive.

Der in der Motortechnischen Zeitschrift, MTZ, Ausgabe 10/2008 veröffentlichte Artikel „Der 6,0-I-V12-TDI-Motor von Audi” zeigt einen Steuertrieb, der mit einem dreispurigen Zwischenrad die beiden Kettentriebe zu den Nockenwellen antreibt.The article published in the Motortechnische Zeitschrift, MTZ, issue 10/2008 "The 6.0 I V12 TDI engine from Audi" shows a timing drive that drives the two chain drives to the camshafts with a three-lane idler.

Der kurbelwellenseitige Antrieb des Zwischenrads erfolgt über Stirnräder.The crankshaft-side drive of the intermediate wheel via spur gears.

Die US 2005/0076869 A1 zeigt eine Zwischenradvorrichtung mit einem zweispurigen Zwischenrad, das ein kurbelwellenseitiges Kettenrad als Antriebsrad und ein nockenwellenseitiges Stirnrad als Abtriebsrad umfasst und das auf einer an der Brennkraftmaschine befestigten Achse radial nadelgelagert ist.The US 2005/0076869 A1 shows a Zwischenradvorrichtung with a two-track idler, which comprises a crankshaft-side sprocket as a drive wheel and a camshaft-side spur gear as a driven gear and which is radially needle-mounted on an axis fixed to the internal combustion engine.

Zwischenradvorrichtungen der eingangs genannten Art gehen aus der DE 10 2010 052 200 A1 , der DE 10 2011 084 067 A1 , der DE 10 2011 084 104 A1 und der DE 10 2011 087 461 A1 hervor. Dort sind jeweils zwei Stützscheiben mit Zentralbohrungen auf zylindrischen Vorsprüngen an beiden Seiten der Achse aufgepresst. Die Stützscheiben stehen gegenüber dem Außenmantel der Achse radial hervor und dienen als Axialanlauf für das dazwischen eingefasste Nadellager und das Zwischenrad. Auf diese Weise kann der Außenmantel der Achse ohne Axialbund ausgeführt sein, und die Innenlaufbahn kann kostengünstig im spitzenlosen Durchlaufverfahren geschliffen werden.Zwischenradvorrichtungen of the type mentioned go out of the DE 10 2010 052 200 A1 , of the DE 10 2011 084 067 A1 , of the DE 10 2011 084 104 A1 and the DE 10 2011 087 461 A1 out. There are each two support plates pressed with central holes on cylindrical projections on both sides of the axis. The support disks protrude radially with respect to the outer jacket of the axle and serve as an axial stop for the needle bearing enclosed between them and the intermediate gear. In this way, the outer jacket of the axle can be designed without Axialbund, and the inner race can be ground inexpensively in the centerless flow method.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zwischenradvorrichtung der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine weiterhin vereinfachte Herstellbarkeit konstruktiv zu verbessern.Proceeding from this, the present invention seeks to constructively improve an intermediate wheel device of the type mentioned in terms of a further simplified manufacturability.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Lösung hierfür besteht darin, dass die Vorsprünge einteilig mit der Achse ausgebildet sind. Dies hat gegenüber den bekannten Ausführungen, bei denen die seitlichen Vorsprünge der Achse durch einen oder zwei in einer Achsbohrung eingepresste Zylinderstifte erzeugt sind, den Effekt, dass das sich selbst bei kleinsten pressungsbedingten Verformungen der Innenlaufbahn ergebende Erfordernis einer Nacharbeit zur Wiederherstellung der erforderlichen Laufbahnqualität vollkommen ausgeschlossen werden kann.The solution to this is that the projections are formed integrally with the axis. This has over the known embodiments, in which the lateral projections of the axle are produced by one or two in an axis hole pressed-in cylinder pins, the effect that completely eliminates the need for reworking to restore the required career quality even with minimal compression induced deformations of the inner race can be.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zwischenradvorrichtung für einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine dargestellt ist. Es zeigen:Further features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, in which an embodiment of an inventive Zwischenradvorrichtung is shown for a timing drive of an internal combustion engine. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht der Zwischenradvorrichtung im Zusammenbau; 1 a perspective view of the Zwischenradvorrichtung in the assembly;

2 die Zwischenradvorrichtung gemäß 1 im Längsschnitt; 2 the Zwischenradvorrichtung according to 1 in longitudinal section;

3 den Steuertrieb in schematischer Darstellung. 3 the control drive in a schematic representation.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die erfindungsgemäße Zwischenradvorrichtung umfasst ein Zwischenrad 1, das mit einem Antriebsrad in Form eines geradverzahnten Stirnrads 2 und einem Abtriebsrad in Form eines konzentrisch dazu benachbarten Kettenrads 3 zweispurig ausgebildet ist. Die Zwischenradvorrichtung bildet Teil des in 3 schematisch und stark vereinfacht dargestellten Steuertriebs einer Brennkraftmaschine, wobei in der ersten Spur das angetriebene Stirnrad 2 mit einem Kurbelwellenstirnrad 4 kämmt und in der zweiten Spur das Kettenrad 3 mittels der Kette 5 ein Nockenwellenkettenrad 6 antreibt.The intermediate wheel device according to the invention comprises an intermediate wheel 1 that with a drive wheel in the form of a straight-toothed spur gear 2 and a driven wheel in the form of a concentrically adjacent sprocket 3 is formed two lanes. The Zwischenradvorrichtung forms part of in 3 schematically and greatly simplified illustrated Steuerviebs an internal combustion engine, wherein in the first track, the driven spur gear 2 with a crankshaft spur gear 4 meshes and in the second lane the sprocket 3 by means of the chain 5 a camshaft sprocket 6 drives.

Die Zwischenradvorrichtung umfasst neben dem Zwischenrad 1 eine zylindrische Achse 7 und ein Nadellager 8 in Form eines Nadelkranzes zur radialen Wälzlagerung des Zwischenrads auf der Achse sowie zwei auf den Stirnseiten 9 und 10 der Achse anliegende Stützscheiben 11 und 12, die gegenüber dem Außenmantel 13 der Achse radial hervorstehen und so ein Axiallager bilden, an dem das Zwischenrad und das Nadellager beidseitig axial abgestützt sind. Der Außenmantel ist folglich fertigungstechnisch günstig ohne Axialbund ausgeführt und bildet mit der erforderlichen Laufbahnoberflächenqualität und -rundheit die geschliffene und gehonte Innenlaufbahn des Nadellagers.The Zwischenradvorrichtung includes adjacent to the intermediate 1 a cylindrical axis 7 and a needle bearing 8th in the form of a pinion for radial roller bearing of the idler on the axis and two on the front sides 9 and 10 the axis fitting support discs 11 and 12 facing the outer jacket 13 the axis protrude radially and thus form a thrust bearing on which the intermediate and the needle roller bearings are axially supported on both sides. The outer jacket is therefore designed low manufacturing technology without Axialbund and forms with the required raceway surface quality and roundness the ground and honed inner race of the needle roller bearing.

Die Befestigung der Zwischenradvorrichtung an der Brennkraftmaschine erfolgt mittels dreier nicht dargestellter Schrauben, die im montierten Zustand der Zwischenradvorrichtung in jeweils um 120° umfangsversetzten Schraubenbohrungen 14 und 15 durch die Stützscheiben 11, 12 bzw. die Achse 7 hindurchgeführt und in der Brennkraftmaschine eingeschraubt sind.The attachment of the Zwischenradvorrichtung to the internal combustion engine by means of three unillustrated screws in the assembled state of the Zwischenradvorrichtung in each case by 120 ° circumferentially offset screw holes 14 and 15 through the support disks 11 . 12 or the axis 7 guided and screwed in the internal combustion engine.

Die Zwischenradvorrichtung ist zur Schmiermittelversorgung des Nadellagers 8 an den Schmiermittelkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen. Zu diesem Zweck hat die an der Brennkraftmaschine anliegende Stützscheibe 11 neben den drei Schraubenbohrungen 14 drei weitere Schmiermittelbohrungen 16, die ebenfalls um 120° umfangsverteilt und symmetrisch zwischen den Schraubenbohrungen angeordnet sind (in 2 ist nur eine Schmiermittelbohrung 16 erkennbar). Unabhängig vom Einbauwinkel der Zwischenradvorrichtung an der Brennkraftmaschine, welcher aufgrund der drei symmetrisch angeordneten Schraubenbohrungen entweder 0°, 120° oder 240° betragen kann, verbindet stets eine der Schmiermittelbohrungen 16 eine an der Anschlussfläche der Brennkraftmaschine austretende Schmiermittelzuführung über interne Schmiermittelkanäle 17 und 18 mit dem Inneren des Nadellagers.The Zwischenradvorrichtung is for supplying lubricant to the needle bearing 8th connected to the lubricant circuit of the internal combustion engine. For this purpose, the voltage applied to the engine support disk 11 next to the three screw holes 14 three more lubricant holes 16 , which are also circumferentially distributed by 120 ° and arranged symmetrically between the screw holes (in 2 is just a lubricant hole 16 visible). Regardless of the installation angle of the Zwischenradvorrichtung to the internal combustion engine, which can be due to the three symmetrically arranged screw holes either 0 °, 120 ° or 240 °, always connects one of the lubricant holes 16 an exiting at the connecting surface of the engine lubricant supply via internal lubricant channels 17 and 18 with the interior of the needle bearing.

Die beiden Stirnseiten 9, 10 der Achse 7 sind mit Vorsprüngen 19 bzw. 20 versehen, auf denen die beiden Stützscheiben 11 bzw. 12 gehaltert sind und die Zwischenradvorrichtung im nicht an der Brennkraftmaschine montierten Zustand als verliersichere Baueinheit zusammenhalten. Um das Risiko unzulässiger Deformationen der Innenlaufbahn 13 infolge pressungsbedingter Aufweitung vollständig auszuschließen, sind die Vorsprünge nicht als gefügte Einpressteile, sondern einteilig mit der Achse 7 ausgebildet. Die Vorsprünge sind zylindrisch und verlaufen wie die Bohrungen 21, mittels denen die Stützscheiben auf den Vorsprüngen aufgepresst sind, konzentrisch zur Achse. Der Pressverband hält die unmontierte Zwischenradvorrichtung nicht nur axial zusammen, sondern verhindert zwecks unveränderlicher Fluchtung der Schraubenbohrungen 14 mit 15 auch eine transportbedingte Relativverdrehung der Stützscheiben und der Achse zueinander.The two front sides 9 . 10 the axis 7 are with tabs 19 respectively. 20 provided on which the two support disks 11 respectively. 12 are held and hold together the Zwischenradvorrichtung not mounted in the engine state as a captive assembly. To avoid the risk of impermissible deformation of the inner race 13 due to squeeze-related expansion completely exclude, the projections are not as joined Einpressteile, but in one piece with the axis 7 educated. The projections are cylindrical and run like the holes 21 , by means of which the support disks are pressed onto the projections, concentric with the axis. The press assembly not only axially holds the unmounted idler gear but also prevents the bolt holes from invariably aligning 14 With 15 also a transport relative rotation of the support disks and the axis to each other.

Die beiden Vorsprünge 19, 20 unterscheiden sich in ihrer Länge, wobei der Vorsprung 20 und die zugehörige Stützscheibe 12 auf der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite im wesentlichen bündig miteinander abschließen. Der gegenüberliegende Vorsprung 19 hingegen steht gegenüber der Stützscheibe 11 axial hervor und bildet eine Montagezentrierung der Zwischenradvorrichtung an der Brennkraftmaschine. Bei der Montage wird dieser Vorsprung in eine exakt dazu passende und gemäß dem vorbestimmten Zahnflankenspiel der Stirnräder 2, 4 präzise positionierte Zentrierbohrung in der Brennkraftmaschine eingesetzt, bevor die Zwischenradvorrichtung fest verschraubt wird.The two projections 19 . 20 differ in their length, being the projection 20 and the associated support disk 12 on the side facing away from the engine substantially flush with each other. The opposite projection 19 however, stands opposite the support disk 11 axially protruding and forms a mounting centering the Zwischenradvorrichtung on the internal combustion engine. During assembly, this projection is in an exactly matching and according to the predetermined backlash of the spur gears 2 . 4 precisely positioned center hole used in the internal combustion engine before the Zwischenradvorrichtung is firmly screwed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zwischenradidler
22
Stirnrad/AntriebsradSpur gear / drive gear
33
Kettenrad/AbtriebsradSprocket / output gear
44
KurbelwellenstirnradKurbelwellenstirnrad
55
KetteChain
66
Nockenwellenkettenradcamshaft sprocket
77
Achseaxis
88th
Nadellagerneedle roller bearings
99
Stirnseite der AchseFront side of the axle
1010
Stirnseite der AchseFront side of the axle
1111
Stützscheibesupport disc
1212
Stützscheibesupport disc
1313
Außenmantel der Achse/InnenlaufbahnOuter jacket of the axle / inner raceway
1414
Schraubenbohrung durch StützscheibeBolt hole through support disk
1515
Schraubenbohrung durch AchseBolt hole through axle
1616
Schmiermittelbohrung durch StützscheibeLubricant bore through support disc
1717
Schmiermittelkanallubricant channel
1818
Schmiermittelkanallubricant channel
1919
Vorsprunghead Start
2020
Vorsprunghead Start
2121
Bohrungdrilling

Claims (4)

Zwischenradvorrichtung für einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend: – ein Zwischenrad (1), das mit einem Antriebsrad (2) und einem Abtriebsrad (3) zumindest zweispurig ausgebildet ist, – eine zylindrische Achse (7), deren Stirnseiten (9, 10) jeweils mit einem Vorsprung (19, 20) versehen sind, – ein Nadellager (8), mittels welchem das Zwischenrad (1) auf der Achse (7) gelagert ist, wobei der Außenmantel (13) der Achse (7) die Innenlaufbahn des Nadellagers (8) bildet, – und zwei Stützscheiben (11, 12), die jeweils auf einem der Vorsprünge (19, 20) an den Stirnseiten (9, 10) der Achse (7) gehaltert sind und die zur beidseitigen axialen Abstützung des Zwischenrads (1) und des Nadellagers (8) gegenüber dem Außenmantel (13) der Achse (7) radial hervorstehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (19, 20) einteilig mit der Achse (7) ausgebildet sind.Intermediate wheel device for a control drive of an internal combustion engine, comprising: - an intermediate wheel ( 1 ), which with a drive wheel ( 2 ) and a driven wheel ( 3 ) is formed at least two lanes, A cylindrical axis ( 7 ), whose end faces ( 9 . 10 ) each with a projection ( 19 . 20 ), - a needle bearing ( 8th ), by means of which the intermediate wheel ( 1 ) on the axis ( 7 ), wherein the outer jacket ( 13 ) of the axis ( 7 ) the inner race of the needle bearing ( 8th ), and two support disks ( 11 . 12 ), each on one of the projections ( 19 . 20 ) on the front sides ( 9 . 10 ) of the axis ( 7 ) are supported and the two-sided axial support of the intermediate ( 1 ) and the needle bearing ( 8th ) with respect to the outer jacket ( 13 ) of the axis ( 7 ) protrude radially, characterized in that the projections ( 19 . 20 ) in one piece with the axis ( 7 ) are formed. Zwischenradvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (19, 20) zylindrisch sind und konzentrisch zur Achse (7) verlaufen.Intermediate wheel device according to claim 1, characterized in that the projections ( 19 . 20 ) are cylindrical and concentric with the axis ( 7 ). Zwischenradvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheiben (11, 12) jeweils mit einer konzentrisch zur Achse (7) verlaufenden Bohrung (21) auf den Vorsprüngen (19, 20) aufgepresst sind.Intermediate wheel device according to claim 2, characterized in that the support discs ( 11 . 12 ) each with a concentric to the axis ( 7 ) extending bore ( 21 ) on the projections ( 19 . 20 ) are pressed. Zwischenradvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Vorsprünge (19) eine Montagezentrierung der Zwischenradvorrichtung an der Brennkraftmaschine bildet und zu diesem Zweck gegenüber der zugehörigen Stützscheibe (11) axial hervorsteht.Intermediate wheel device according to one of the preceding claims, characterized in that one of the projections ( 19 ) forms an assembly centering of the Zwischenradvorrichtung on the internal combustion engine and for this purpose with respect to the associated support disk ( 11 ) protrudes axially.
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Title
Bach, Manfred [u.a.]: Der 6,0-l-V12-TDI-Motor von Audi. Teil 1 - Konstruktion und Mechanik. 69. Berlin : Springer, 2008 (Heft 10). 798-811. - ISBN 0024-8525. [MTZ] *
Bach, Manfred [u.a.]: Der 6,0-l-V12-TDI-Motor von Audi. Teil 1 – Konstruktion und Mechanik. 69. Berlin : Springer, 2008 (Heft 10). 798-811. - ISBN 0024-8525. [MTZ]

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