DE102009009252B4 - Hydraulischer Nockenwellenversteller mit axialer Verschlussschraube - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Brennkraftmaschinen und betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller mit einer axialen Verschlussschraube.
- Stand der Technik
- In Brennkraftmaschinen mit mechanischer Ventilsteuerung werden Gaswechselventile durch die Nocken einer von einer Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle betätigt, wobei über Anordnung und Form der Nocken die Steuerzeiten der Ventile festlegbar sind. Über eine Änderung der Drehwinkellage (Phasenlage) zwischen Kurbel- und Nockenwelle kann in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands der Brennkraftmaschine Einfluss auf die Steuerzeiten der Ventile genommen werden, wodurch vorteilhafte Effekte, wie eine Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstofferzeugung, erreicht werden können. Hinlänglich bekannt ist der Einsatz spezieller Vorrichtungen zur Verstellung der Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle, welche meist als ”Nockenwellenversteller” bezeichnet werden.
- Allgemein umfassen Nockenwellenversteller ein über ein Antriebsrad mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehendes Antriebsteil und ein nockenwellenfestes Abtriebsteil, sowie einen zwischen An- und Abtriebsteil geschalteten Stellmechanismus, welcher das Drehmoment vom An- auf das Abtriebsteil überträgt und eine Verstellung und Fixierung der Phasenlage zwischen diesen beiden ermöglicht.
- Bei einem hydraulischen Rotationskolbenversteller sind das Antriebsteil als Außenrotor und das Abtriebsteil als Innenrotor ausgebildet, wobei Außen- und Innenrotor zueinander drehverstellbar und konzentrisch bezüglich einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind. Im radialen Zwischenraum zwischen Außen- und Innenrotor wird von einem der beiden Rotoren wenigstens ein Druckraum geformt, in den sich ein mit dem jeweils anderen Rotor verbundener Flügel erstreckt, wodurch der Druckraum in ein Paar gegeneinander wirkender Druckkammern geteilt wird. Durch gezielte Druckbeaufschlagung der Druckkammern können Außen- und Innenrotor relativ zueinander verdreht werden, um hierdurch eine Änderung der Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle zu bewirken. Hydraulische Rotationskolbenversteller sind beispielsweise in den Druckschriften
DE 20 2005 008 264 U1 ,EP 1 596 040 A2 ,DE 10 2005 013 141 A1 ,DE 199 08 934 A1 undWO 2006/039 966 A1 - In einer gängigen Bauweise ist der Innenrotor mit einer Zentralöffnung versehen, die von einer mit einer stirnseitigen Gewindeöffnung der Nockenwelle verschraubten Gewindeschraube (”Zentralschraube”) durchsetzt wird, um den Innenrotor kraftschlüssig mit der Nockenwelle zu verbinden. Eine solche Befestigung des Nockenwellenverstellers an der Nockenwelle ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2004 038 681 A1 gezeigt. Durch die Zentralöffnung kann Druckmittel, typischer Weise Hydrauliköl des Schmierölkreises, lecken. - Die
JP H08-28 219 A - Aufgabe der Erfindung
- Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Nockenwellenversteller zur Verfügung zu stellen, durch den ein Austreten von Hydraulikmittel durch die Zentralöffnung des Innenrotors bei relativen geringen Kosten in der industriellen Serienfertigung zuverlässig und sicher vermieden werden kann.
- Lösung der Aufgabe
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen hydraulischen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
- Erfindungsgemäß ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller, beispielsweise Rotationskolbenversteller, gezeigt. Der Nockenwellenversteller umfasst ein mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung bringbares Antriebsteil, beispielsweise ein Außenrotor eines Rotationskolbenverstellers, und ein mit einer ersten Nockenwelle drehfest verbindbares Abtriebsteil, beispielsweise ein Innenrotor eines Rotationskolbenverstellers, das in konzentrischer Anordnung bezüglich einer gemeinsamen Drehachse drehverstellbar zum Antriebsteil gelagert ist und dessen Drehwinkelstellung zum Antriebsteil mittels eines zumindest ein gegeneinander wirkendes Druckkammerpaar umfassenden hydraulischen Stellmechanismus verstellbar ist. Das Abtriebsteil ist mit einer zentralen, ersten Axialöffnung zur drehfesten Verbindung mit der ersten Nockenwelle, beispielsweise mittels einer Zentralschraube, versehen.
- Der Nockenwellenversteller umfasst weiterhin eine axiale Verschlussschraube zum Verschließen der ersten Axialöffnung, die mit dem Antriebsteil, beispielsweise über einen ein Gewinde tragenden Schaftabschnitt, verschraubt ist.
- Erfindungsgemäß ist die axiale Verschlussschraube aus einem Formteil hergestellt, das einen mit einem Gewinde zu versehenden Schaftabschnitt und einen daran angeformten Randabschnitt umfassen kann. Wesentlich hierbei ist, dass das Formteil aus einem beispielsweise durch Schneiden oder Stanzen hergestellten Rohteil durch ein spanloses Umformverfahren gefertigt ist. An dem Formteil kann das Gewinde zum Verschrauben mit dem Antriebsteil beispielsweise mittels eines Gewindeschneidverfahrens hergestellt werden. Gleichermaßen ist es auch möglich, die Verschlussschraube durch ein spanloses Umformverfahren aus dem Formteil herzustellen, indem das Gewinde spanlos geformt wird.
- Gemäß der Erfindung umfasst die Verschlussschraube einen mit einem Gewinde versehenen Schaftabschnitt und einen an den Schaftabschnitt angeformten Randabschnitt, wobei zwischen dem Randabschnitt der Verschlussschraube und dem Antriebsteil wenigstens ein Dichtmittel zum Ausbilden einer Dichtung angeordnet ist. Hierbei kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn der Randabschnitt mit einer als Hinterschneidung geformten, ersten Axialtiefung zur Aufnahme des Dichtmittels versehen ist. Die erste Axialtiefung kann beispielsweise in Form einer Ringnut ausgebildet sein, worin beispielsweise ein Gummi-O-Ring als Dichtmittel aufgenommen ist. Bei einer solchen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers kann die als Hinterschnitt geformte, erste Axialtiefung in besonders kostengünstiger Weise durch ein spanloses Umformverformen hergestellt werden.
- Gemäß der Erfindung weist ein zwischen dem Schaftabschnitt und der ersten Axialtiefung befindlicher Übergangsabschnitt des Randabschnitts eine solche elastische Verformbarkeit auf, dass ein Selbstlösen der Verschlussschraube (insbesondere beim Betrieb der Brennkraftmaschine) durch eine Reduzierung des Vorspannkraftverlustes im Schraubenverband aufgrund von Setzen und Relaxation vermieden wird. Bekanntlich treten in einer Schraubenverbindung, neben den rein elastischen Verformungen, während und nach der Montage schon bei Belastungen unterhalb der Streckgrenze bzw. Grenzflächenpressung örtlich plastische Verformungen auf, die zum Lockern der Verbindung führen. Ein plastisches Einebnen von beispielsweise Oberflächenrauhigkeiten in den Auflageflächen und den belasteten Flanken des gepaarten Gewindes wird hierbei als ”Setzen” bezeichnet. In einer vorgespannten Verbindung kann darüber hinaus ein Kriechen der Werkstoffe auftreten. Der dadurch hervorgerufene zeitabhängige Vorspannkraftverlust wird als ”Relaxation” bezeichnet. Durch eine hinreichende elastische Verformbarkeit des Übergangsabschnitts des Randabschnitts der Verschlussschraube wird der Verlust der Vorspannkraft des Schraubenverbunds ausgeglichen.
- Die Verschlussschraube des Nockenwellenverstellers kann somit in einfacher Weise zu relativ geringen Kosten in der industriellen Serienfertigung hergestellt werden. Im Unterschied zu einer spanenden Herstellung der Verschlussschraube, beispielsweise durch Drehen, die mit einem vergleichsweise hohen Materialabtrag einhergeht, können durch das spanlose Umformverfahren Materialkosten eingespart werden.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist das Dichtmittel unter einer Druckvorspannung in der ersten Axialtiefung aufgenommen. Das Dichtmittel kann insbesondere gegen eine, bezogen auf einen (z. B. radialen) Abstand von der Drehachse der ersten Nockenwelle, äußere Wandfläche der ersten Axialtiefung vorgespannt sein. Dies kann beispielsweise in der Weise erfolgen, dass ein Gummi-O-Ring mit einem gewissen Übermaß in eine Ringnut eingesetzt wird. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise eine zuverlässige Befestigung des Dichtmittels in der ersten Axialtiefung erreicht werden, um hierdurch ein Herausfallen des Dichtmittels bei der (De-)Montage des Nockenwellenverstellers zu vermeiden. Im Unterschied zu einem beispielsweise auf eine innere Wandfläche der ersten Axialtiefung unter Zugvorspannung aufgezogenen Dichtmittels, kann hierdurch ein Herausfallen des Dichtmittels aus der ersten Axialtiefung auch bei Temperaturschwankungen, bei denen eine thermisch bedingte Materialschrumpfung auftritt, vermieden werden.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist eine zur Drehachse der ersten Nockenwelle nächstliegende Kante der ersten Axialtiefung gerundet ausgebildet. Durch diese Maßnahme kann eine Schädigung des Dichtmittels beim Einsetzen in die erste Axialtiefung vermieden werden.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist der zwischen dem Gewindeschaft und der ersten Axialtiefung befindliche Übergangsabschnitt des Randabschnitts mit einer zur ersten Axialtiefung in axialer Richtung gegengleich getieften, zweiten Axialtiefung versehen. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise eine Verminderung des von der Verschlussschraube benötigten axialen Bauraums erreicht werden.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers, bei welchem das Antriebsteil mit einer zur ersten Nockenwelle drehverstellbar gelagerten, zweiten Nockenwelle drehfest verbindbar ist, ist das Antriebsteil zur drehfesten Verbindung mit der zweiten Nockenwelle mit wenigstens einer, von der ersten Axialöffnung radial beabstandeten, zweiten Axialöffnung versehen, wobei der Randabschnitt der Verschlussschraube so bemessen ist, dass er die wenigstens eine zweite Axialöffnung überdeckt. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise ein Austreten von Druckmittel aus der wenigstens einen zweiten Axialöffnung vermieden werden.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist die Verschlussschraube aus Blech, beispielsweise Stahl- oder Aluminiumblech, und/oder Kunststoff gefertigt, was der Vorteil geringer Herstellungskosten und leichter Umformbarkeit mit sich bringt.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist die Verschlussschraube aus einem Formteil hergestellt, das anstatt durch ein spanloses Umformverfahren, durch ein Gießverfahren gefertigt ist. Durch diese Maßnahme kann das Formteil in der industriellen Serienfertigung zu relativ geringen Kosten hergestellt werden.
- Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Brennkraftmaschine, die mit wenigstens einem wie oben beschriebenen Nockenwellenversteller versehen ist.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Gleiche bzw. gleich wirkende Elemente sind in den Zeichnungen mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:
-
1 eine Axialschnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers mit Verschlussschraube; -
2A –2C eine Axialschnittansicht (2A ) und zwei perspektivische Ansichten (2B ,2C ) der Verschlussschraube des Nockenwellenverstellers von1 . - Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
- In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers schematisch dargestellt. Der erfindungsgemäße Nockenwellenwellenversteller ist beispielhaft in Form eines Rotationskolbenverstellers
1 zur Verstellung einer relativen Drehwinkellage zwischen zwei Nockenwellen (Einlass- und Auslassnockenwelle) ausgebildet. Anstelle eines Rotationskolbenverstellers könnte die Erfindung gleichermaßen beispielsweise mit einem Axialkolbenversteller realisiert sein. - Wie in
1 gezeigt, ist eine erste Nockenwelle4 in einem axialen Hohlraum6 einer zweiten Nockenwelle5 aufgenommen, wobei die beiden Nockenwellen4 ,5 konzentrisch um eine gemeinsame Drehachse7 zueinander drehverstellbar angeordnet sind. - Der Rotationskolbenversteller
1 zur Verstellung einer relativen Drehwinkellage zwischen den beiden Nockenwellen4 ,5 umfasst als Antriebsteil einen mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle über ein Riemenrad8 und einen (nicht dargestellten) Riementrieb in Antriebsverbindung stehenden Außenrotor2 und als Abtriebsteil einen konzentrisch zum Außenrotor2 drehverstellbar zu diesem angeordneten Innenrotor3 . Im radialen Zwischenraum zwischen Außen- und Innenrotor sind durch ein Mittelteil9 des Außenrotors2 eine Mehrzahl (nicht dargestellte) Druckräume geformt, in die sich jeweils ein mit dem Innenrotor3 verbundener Flügel erstreckt, wodurch jeder Druckraum in ein Paar gegeneinander wirkender Druckkammern geteilt wird. Durch gezielte Druckbeaufschlagung der gegeneinander wirkenden Druckkammern kann eine relative Drehwinkellage zwischen Innenrotor3 und Außenrotor4 gezielt verstellt oder fixiert werden. Die genaue Funktionsweise eines hydraulischen Rotationskolbenverstellers1 ist dem Fachmann beispielsweise aus den eingangs genannten Druckschriften hinlänglich bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss. - Der Außenrotor
2 formt ein druckdichtes Gehäuse für den Innenrotor3 , wobei die Druckkammern durch eine stirnseitig angeordnete erste Seitenplatte10 bzw. zweite Seitenplatte11 axial druckdicht verschlossen sind. Der Mittelteil9 und die beiden Seitenplatten10 ,11 sind gemeinsam mit dem Riemenrad8 durch in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete, axiale erste Befestigungsschrauben12 miteinander verschraubt. Zu diesem Zweck sind der Mittelteil9 des Außenrotors2 und die auf der nockenwellenzugewandten Seite des Mittelteils9 angeordnete, zweite Seitenplatte11 mit axial fluchtenden Bohrungen versehen, die von den ersten Befestigungsschrauben12 durchsetzt werden, welche ihrerseits mit Gewindebohrungen der auf der nockenwellenabgewandten Seite des Mittelteils9 angeordneten erste Seitenplatte10 verschraubt sind, was in1 nicht näher dargestellt ist. Zwischen den beiden Seitenplatten10 ,11 und dem Mittelteil9 sind zum Ausbilden von Dichtungen zum fluiddichten Verschließen der Druckkammern jeweils erste bzw. zweite Gummi-O-Ringe13 ,14 angeordnet. - Der Innenrotor
3 ist mit der ersten Nockenwelle4 drehfest verbunden. Zu diesem Zweck ist der Innenrotor3 mit einer zentralen Innenrotoröffnung15 versehen, welche zumindest annähernd axial fluchtend zu einer zentralen ersten Seitenplattenöffnung16 der ersten Seitenplatte10 und einer zentralen zweiten Seitenplattenöffnung17 der zweiten Seitenplatte11 ausgebildet ist. Die Innenrotoröffnung15 , die erste Seitenplattenöffnung16 und die zweite Seitenplattenöffnung17 formen gemeinsam eine zentrale erste Axialöffnung44 des Rotationskolbenverstellers1 . Der Innenrotor3 ist durch eine in der ersten Axialöffnung44 aufgenommene, mit ihrem Gewindeschaft50 in eine zentrale Gewindebohrung18 der ersten Nockenwelle4 eingeschraubte Zentralschraube19 mit einer Nockenwellenstirnfläche20 der ersten Nockenwelle4 kraftschlüssig verbunden. Zu diesem Zweck ist in der Innenrotoröffnung15 ein kreisringförmiger Anschlag21 geformt, der durch einen Schraubenkopf22 der Zentralschraube19 gegen die Nockenwellenstirnfläche20 der ersten Nockenwelle4 geklemmt wird. - Der Außenrotor
2 ist mit der zweiten Nockenwelle5 drehfest verbunden. Zu diesem Zweck sind das Mittelteil9 des Außenrotors2 mit einer Mehrzahl, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneter, axialer Mittelteilöffnungen23 und die beiden Seitenplatten10 ,11 mit zu den Mittelteilöffnungen23 axial fluchtend angeordneten, dritten Seitenplattenöffnungen24 bzw. vierten Seitenplattenöffnungen25 versehen. Die miteinander fluchtenden Mittelteilöffnungen23 , dritten Seitenplattenöffnungen24 und vierten Seitenplattenöffnungen25 formen gemeinsam in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, zweite Axialöffnungen45 des Rotationskolbenverstellers1 . In den zweiten Axialöffnungen45 sind jeweils axiale zweite Befestigungsschrauben26 aufgenommen, die mit Gewindebohrungen27 eines an der zweiten Nockenwelle5 drehfest angeformten Ringflansches28 verschraubt sind. Die zweite Seitenplatte11 wird hierdurch kraftschlüssig mit einer Flanschstirnfläche29 des Ringflansches28 verbunden. Zwischen dem Ringflansch28 und der zweiten Seitenplatte11 ist zum Ausbilden einer Dichtung zum druckdichten Verschließen der Druckkammern ein dritter Gummi-O-Ring30 angeordnet. - Die zentrale erste Axialöffnung
44 und die in Umfangsrichtung verteilt angeordneten, zweiten Axialöffnungen45 des Rotationskolbenverstellers1 sind durch eine axiale Verschlussschraube31 druckdicht verschlossen. Die Verschlussschraube31 ist in2A im Axialschnitt und in den2B und2C in einer perspektivischen Vorder- bzw. Rückansicht dargestellt. - Demnach umfasst die Verschlussschraube
31 einen in seiner Grobform als zylindrische Buchse geformten Schaftabschnitt32 , der auf seiner äußeren Mantelfläche ein Außengewinde34 trägt und an den ein in seiner Außenkontur runder Randabschnitt33 angeformt ist. In einem axial eingezogenen Mittelabschnitt43 des Schaftabschnitts32 mit einer zum Schaftabschnitt32 axial gegengleichen Tiefung ist ein hier beispielsweise mit sternförmig angeordneten Ausnehmungen versehenes Schraubenmitnahmeprofil36 eingeformt, das den Eingriff eines entsprechend profilierten Schraubendrehers ermöglicht, um die Verschlussschraube31 in einer gewünschten Drehrichtung zu drehen. - Wie in
1 gezeigt, ist die Verschlussschraube31 mit ihrem Schaftabschnitt32 über das Außengewinde34 mit einem in der ersten Seitenplattenöffnung16 der ersten Seitenplatte10 geformten Innengewinde35 verschraubt, wodurch die zentrale erste Axialöffnung44 nach außen hin axial verschlossen wird. Im eingeschraubten Zustand überdeckt der an den Schaftabschnitt32 angeformte Randabschnitt33 zudem die zweiten Axialöffnungen45 des Rotationskolbenverstellers1 . Um die zweiten Axialöffnungen45 nach außen hin druckdicht zu verschließen, ist in einer, in Form einer Hinterschneidung im Endbereich des Randabschnitts33 geformten, ersten Ringnut37 ein vierter Gummi-O-Ring38 aufgenommen, der im montierten Zustand zwischen den Randabschnitt33 und die erste Seitenplatte10 geklemmt ist. Wie aus2A ersichtlich, ist die erste Ringnut37 im Axialschnitt zumindest annähernd U-förmig in axialer Richtung getieft. Angrenzend an die erste Ringnut37 ist der Randabschnitt33 mit einer zweiten Ringnut41 versehen, die im Axialschnitt zumindest annähernd U-förmig, gegengleich zur Tiefung der ersten Ringnut37 axial getieft ist. Durch die beiden gegengleich getieften Ringnuten37 ,41 kann der von der Verschlussschraube31 benötigte axiale Bauraum vermindert werden. In entsprechender Weise kann durch den axial eingezogenen Mittelabschnitt43 des Schaftabschnitts32 der benötigte axiale Bauraum vermindert werden, so dass durch beide Maßnahmen ein summarischer Effekt erreichbar ist. - Zwischen der zweiten Ringnut
41 und dem Schaftabschnitt32 befindet sich ein elastisch verformbarer, ringförmiger Übergangsabschnitt42 , der in radialer Richtung eine solche Abmessung hat, dass dessen elastische Verformbarkeit ein Selbstlösen der Verschlussschraube31 durch Setzen und Relaxation des Schraubenverbunds (wie eingangs erläutert) insbesondere während des Betriebs der Brennkraftmaschine verhindert. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die radiale Abmessung des Übergangsabschnitts42 so gewählt ist, dass der Randabschnitt33 plastische Verformungen des Schraubenverbunds ausgleichen kann. Gleichzeitig kann durch die zur ersten Ringnut37 gegengleich getiefte, zweite Ringnut41 ein erhöhter Anpressdruck für den vierten Gummi-O-Ring38 an die erste Seitenplatte10 erreicht werden, so dass eine hinreichende Dichtigkeit der Verschlussschraube31 gewährleistet ist. - Wie aus
1 ersichtlich, gelangt beim Anziehen der Verschlussschraube31 eine stirnseitige ringförmige Stoßkante39 der ersten Ringnut37 zur Anlage gegen die erste Seitenplatte10 . Andererseits ist in dieser Position der Verschlussschraube31 eine ringförmige Außenfläche46 des Nutgrunds der zweiten Ringnut41 von der ersten Seitenplatte10 axial beabstandet, so dass der vierte Gummi-O-Ring38 mit einer gewünschten Klemmkraft geklemmt werden kann. - Der vierte Gummi-O-Ring
38 weist in seinem Durchmesser ein gewisses Übermaß gegenüber dem Durchmesser der ersten Ringnut37 auf, so dass er unter Druckvorspannung in der ersten Ringnut37 aufgenommen ist. Dies hat zur Folge, dass sich der vierte Gummi-O-Ring38 in radialer Richtung an einer (radial) äußeren Nutwand40 der ersten Ringnut37 abstützt. Im Unterschied zu einem in die erste Ringnut37 lediglich eingelegten oder einem auf die innere Nutwand48 unter Zugvorspannung aufgespannten Gummi-O-Ring hat diese Maßnahme den Vorteil, dass bei einer thermisch bedingten Materialschrumpfung die Druckvorspannung eher zunimmt, so dass ein Herausfallen des vierten Gummi-O-Rings38 bei der (De-)Montage der Verschlussschraube31 , was in den anderen genannten Fällen wahrscheinlich ist und in der industriellen Serienfertigung zu einer unerwünschten Verzögerung des Herstellungsprozesses führen kann, zuverlässig vermieden wird. - Zusätzlich ist eine ringförmige Nutkante
49 der inneren Nutwand48 der ersten Ringnut37 gerundet, so dass eine bei ansonsten scharfer Kante mögliche Schädigung des Gummi-O-Rings38 beim Einsetzen in die erste Ringnut37 vermieden werden kann. - Die Verschlussschraube
31 ist aus Blech (beispielsweise Stahl- oder Aluminiumblech) gefertigt. Zur Herstellung der Verschlussschraube31 wird eine als Rohteil dienende Scheibe hergestellt, beispielsweise indem sie mithilfe eines Locheisens aus einem Blechstück ausgestanzt wird. Anschließend wird die Blechscheibe einem spanlosen Umformverfahren unterzogen, bei dem beispielsweise durch Biegen, Prägen, Gesenktiefen oder Walzen der Schaftabschnitt32 mit dem eingezogenen Mittelabschnitt43 und die beiden Ringnuten37 ,41 hergestellt werden, wodurch ein Formteil gewonnen wird. Insbesondere kann die als Hinterschnitt geformte erste Ringnut37 durch ein spanloses Umformverfahren in Unterschied zu einem spanenden Verfahren, wie Drehen, in besonders einfacher und kostengünstiger Weise hergestellt werden. Dies gilt in besonderem Maße für die beiden axial gegengleich getieften Ringnuten37 ,41 . Anschließend werden im Bereich des Schaftabschnitts32 des durch das Umformverfahren gewonnenen Formteils das Außengewinde34 und das Schraubenmitnahmeprofil36 geformt, was durch ein spanendes und/oder spanloses Herstellungsverfahren erfolgen kann. - In dem obigen Ausführungsbeispiel ist ein Rotationskolbenversteller
1 beschrieben, dessen erste Axialöffnung44 und zweiten Axialöffnungen45 durch die Verschlussschraube31 axial druckdicht verschlossen sind. Durch die Herstellung der Verschlussschraube31 aus einem Formteil, das mittels eines spanlosen Umformverfahrens aus einem scheibenförmigen Blechrohling hergestellt ist, kann die Verschlussschraube31 insbesondere wegen der durch ein spanendes Verfahren nur schwierig herzustellenden, als Hinterschnitt geformten Ringnuten37 ,41 zu relativ geringen Herstellungskosten gefertigt werden. Durch den unter Druckvorspannung in die erste Ringnut37 eingesetzten (vierten) Gummi-O-Ring38 kann ein Herausfallen des Gummi-O-Rings auch bei thermisch bedingter Materialschrumpfung in zuverlässiger Weise verhindert werden. Anstelle eines Gummi-O-Rings könnte auch ein anderes Dichtmittel verwendet werden, das in der ersten Ringnut37 form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig befestigt ist, beispielsweise ein aushärtbares Dichtmittel auf Polymerbasis. Weiterhin wäre denkbar, die Verschlussschraube31 aus einem (beispielsweise bei höheren Temperatur) plastisch verformbaren Kunststoff herzustellen. Ebenso könnte der Schaftabschnitt32 der Verschlussschraube31 mit einem Innengewinde und die erste Seitenplattenöffnung16 der ersten Seitenplatte10 mit einem Außengewinde versehen sein. Darüber hinaus könnte der vierte Gummi-O-Ring38 vollständig oder zumindest teilweise in einer Ausnehmung der ersten Seitenplatte10 aufgenommen sein. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rotationskolbenversteller
- 2
- Außenrotor
- 3
- Innenrotor
- 4
- erste Nockenwelle
- 5
- zweite Nockenwelle
- 6
- Hohlraum
- 7
- Drehachse
- 8
- Riemenrad
- 9
- Mittelteil
- 10
- erste Seitenplatte
- 11
- zweite Seitenplatte
- 12
- erste Befestigungsschraube
- 13
- erster Gummi-O-Ring
- 14
- zweiter Gummi-O-Ring
- 15
- Innenrotoröffnung
- 16
- erste Seitenplattenöffnung
- 17
- zweite Seitenplattenöffnung
- 18
- Gewindebohrung
- 19
- Zentralschraube
- 20
- Nockenwellenstirnfläche
- 21
- Anschlag
- 22
- Schraubenkopf
- 23
- Mittelteilöffnung
- 24
- dritte Seitenplattenöffnung
- 25
- vierte Seitenplattenöffnung
- 26
- zweite Befestigungsschraube
- 27
- Gewindebohrung
- 28
- Ringflansch
- 29
- Flanschstirnfläche
- 30
- dritter Gummi-O-Ring
- 31
- Verschlussschraube
- 32
- Schaftabschnitt
- 33
- Randabschnitt
- 34
- Außengewinde
- 35
- Innengewinde
- 36
- Schraubenmitnahmeprofil
- 37
- erste Ringnut
- 38
- vierter Gummi-O-Ring
- 39
- Stoßkante
- 40
- äußere Nutwand
- 41
- zweite Ringnut
- 42
- Übergangsabschnitt
- 43
- Mittelabschnitt
- 44
- erste Axialöffnung
- 45
- zweite Axialöffnung
- 46
- Außenfläche
- 48
- innere Nutwand
- 49
- Nutkante
- 50
- Gewindeschaft
Claims (9)
- Hydraulischer Nockenwellenversteller (
1 ) für eine Brennkraftmaschine, welcher umfasst: – ein mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung bringbares Antriebsteil (2 ,9 –11 ), – ein mit einer zentralen, ersten Axialöffnung (44 ) zur drehfesten Verbindung mit einer ersten Nockenwelle (4 ) versehenes Abtriebsteil (3 ), das drehverstellbar zum Antriebsteil gelagert ist, – einen hydraulischen Stellmechanismus, durch den eine Drehwinkelstellung zwischen An- und Abtriebsteil verstellbar ist, – eine mit dem Antriebsteil (2 ,9 –11 ) verschraubte Verschlussschraube (31 ) zum Verschließen der ersten Axialöffnung (44 ), wobei die Verschlussschraube (31 ) aus einem durch ein spanloses Umformverfahren gefertigten Formteil hergestellt ist, – die Verschlussschraube (31 ) einen mit einem Gewinde (34 ) versehenen Schaftabschnitt (32 ) und einen an den Schaftabschnitt (32 ) angeformten Randabschnitt (33 ) umfasst, wobei zwischen dem Randabschnitt (33 ) und dem Antriebsteil (10 ) ein Dichtmittel (38 ) angeordnet ist, – der Randabschnitt (33 ) mit einer ersten Axialtiefung (37 ) zur Aufnahme des Dichtmittels (38 ) versehen ist und – ein zwischen dem Schaftabschnitt (32 ) und der ersten Axialtiefung (37 ) befindlicher Übergangsabschnitt (42 ) des Randabschnitts (33 ) eine elastische Verformbarkeit aufweist, derart, dass ein Selbstlösen der Verschlussschraube (31 ) durch eine Reduzierung eines Vorspannkraftverlusts im Schraubenverband vermieden wird. - Nockenwellenversteller (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschraube (31 ) durch ein spanloses Umformverfahren aus dem Formteil hergestellt ist. - Nockenwellenversteller (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (38 ) unter einer Druckvorspannung in der ersten Axialtiefung (37 ) aufgenommen ist. - Nockenwellenversteller (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu einer Drehachse (7 ) der ersten Nockenwelle (4 ) nächstliegende Kante (49 ) der ersten Axialtiefung (37 ) gerundet ausgebildet ist. - Nockenwellenversteller (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Randabschnitt (33 ) mit einer zur ersten Axialtiefung (37 ) in axialer Richtung gegengleich getieften, zweiten Axialtiefung (41 ) versehen ist. - Nockenwellenversteller (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das Antriebsteil (2 ,9 –11 ) mit einer zur ersten Nockenwelle (4 ) drehverstellbar gelagerten zweiten Nockenwelle (5 ) drehfest verbindbar ist, wobei das Antriebsteil (2 ,9 –11 ) zur drehfesten Verbindung mit der zweiten Nockenwelle (5 ) mit wenigstens einer, von der zentralen ersten Axialöffnung (44 ) radial beabstandeten zweiten Axialöffnung (45 ) versehen ist, wobei der Randabschnitt (33 ) der Verschlussschraube (31 ) die zweite Axialöffnung (45 ) überdeckt. - Nockenwellenversteller (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschraube (31 ) aus Blech, beispielsweise Stahl- oder Aluminiumblech, und/oder Kunststoff hergestellt ist. - Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussschraube aus einem durch ein Gießverfahren gefertigtes Formteil hergestellt ist.
- Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Nockenwellenversteller (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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