DE102010008931A1

DE102010008931A1 - Nockenwellenverstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102010008931A1
Application number: DE102010008931A
Authority: DE
Inventors: Jens 91056 Hoppe; Markus 91325 Kinscher
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-08-25
Also published as: CN102762823A; US20120312262A1; CN102762823B; EP2539553A1; WO2011104057A1; US8991343B2; EP2539553B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung (1) zur Veränderung der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wobei die Nockenwellenverstellvorrichtung (1) einen Aktuator (2) zur Betätigung eines hydraulischen Ventils umfasst, wobei der Aktuator (2) mittels eines Befestigungsmittels (3) an einem Gehäuseelement (4) befestigt ist und wobei der Aktuator (2) eine Achse (5) aufweist, die im montierten Zustand des Aktuators (2) konzentrisch mit einer Achse der Nockenwellenverstellvorrichtung (1) ist. Um die Montage des Aktuators am Nockenwellenversteller zu vereinfachen, sieht die Erfindung vor, dass der Aktuator (2) an seiner von der Nockenwellenverstellvorrichtung (1) abgewandten Außenseite (6) einen Griffabschnitt (7) mit zur Achse (5) nicht rotationssymmetrischer Gestalt aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung zur Veränderung der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wobei die Nockenwellenverstellvorrichtung einen Aktuator zur Betätigung eines hydraulischen Ventils umfasst, wobei der Aktuator mittels eines Befestigungsmittels an einem Gehäuseelement befestigt ist und wobei der Aktuator eine Achse aufweist, die im montierten Zustand des Aktuators konzentrisch mit einer Achse der Nockenwellenverstellvorrichtung ist.
Hintergrund der Erfindung
Nockenwellenversteller dieser Gattung dienen zur Veränderung der relativen Winkellage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Dabei umfasst die Verstellvorrichtung ein von der Kurbelwelle über ein Zahnrad angetriebenes Antriebselement, das gegenüber der Nockenwelle drehbar gelagert ist, wobei zwischen dem Antriebselement und der Nockenwelle mindestens zwei Hydraulikkammern ausgebildet sind, die mit einem Druckfluid beaufschlagbar sind, um eine definierte relative Drehstellung zwischen dem Antriebselement und der Nockenwelle einzustellen.
Die Steuerung des Druckfluids erfolgt dabei mit hydraulischen Ventilen. Bei Zentralventilsystemen wird ein Aktuator in Form eines Zentralmagnets über einen Flansch, getrennt von der zugehörigen Hydraulik, in eine ortsfeste Struktur des Motors (Gehäuseelement, z. B. die Kettenkastenabdeckung) koaxial zur Nockenwelle montiert. Über einen Stecker wird in eine Spule des Elektromagneten Strom geleitet. Das hierbei induzierte magnetische Feld wird über einen Weicheisenkreis, der aus Joch, Jochplatte, Magnetgehäuse und Polkern besteht, auf einen beweglich gelagerten Magnetanker übertragen. Es übt über einen Arbeitsluftspalt zwischen dem Polkern und dem Anker eine magnetische Kraft auf den Anker in Richtung Spaltverringerung aus. Diese magnetische Kraft wird über einen Druckstift auf einen Kolben des Zentralventils übertragen. Durch die Verschiebung des Kolbens werden die Volumenströme des Druckfluids zum Nockenwellenversteller verändert.
Die Befestigung des Aktuators des Nockenwellenverstellers an dem Gehäuseelement erfolgt im Stand der Technik zumeist mittels einer Schraubverbindung. Derartige Lösungen sind beispielsweise in der DE 102 11 467 A1 , in der DE 10 2007 019 923 A1 und in DE 10 2006 031 517 A1 offenbart.
Bekannt geworden ist auch eine schraubenlose Befestigung des Aktuators am Gehäuseelement, wie es am Rande in der DE 102 52 431 A1 erwähnt wird. Dabei kann eine Bajonettverbindung eingesetzt werden, um den Aktuator am Gehäuseelement festzulegen. In diesem Falle wird der Aktuator, der konzentrisch zur Achse des Nockenwellenverstellers zu montieren ist, durch eine Drehbewegung montiert, nachdem er in einen entsprechenden Griffabschnitt der Bajonettverbindung eingesetzt ist.
Nachteilig ist bei dieser Vorgehensweise, dass es mitunter für den Monteur schwierig ist, der Dreh- bzw. Schwenkbewegung auszuführen, da dies mit einem gewissen, nicht unerheblichen Drehmoment erfolgen muss, was sich durch die Forderung nach einem festen Sitz des Aktuators im montierten Zustand und die hierfür benötigten Passungstoleranzen zwischen Aktuator und Gehäuseelement ergibt.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung hegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwellenverstellvorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass der genannte Nachteil vermieden werden kann. Demgemäß soll eine Ausgestaltung vorgeschlagen werden, durch die die Montage des Aktuators am Nockenwellenversteller vereinfacht werden, d. h. leichter erfolgen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator an seiner von der Nockenwellenverstellvorrichtung abgewandten Außenseite einen Griffabschnitt mit zur Achse nicht rotationssymmetrischer Gestalt aufweist.
Das Befestigungsmittel ist dabei bevorzugt als schraubenfreies Befestigungselement ausgebildet; insbesondere ist hierbei an einen Bajonettverschluss als Befestigungsmittel gedacht.
Der Griffabschnitt kann eine mehreckige Kontur aufweisen. Diese mehreckige Kontur ist dabei bevorzugt um die Achse herum angeordnet. Der Griffabschnitt ist besonders bevorzugt mit einer vier-, fünf-, sechs-, sieben- oder achteckigen Kontur versehen.
Der Griffabschnitt kann alternativ auch eine flügelartige Struktur mit zwei Griffabschnitten aufweisen.
Weiterhin kann der Griffabschnitt ein Paar Knaufe mit zwei Griffabschnitten aufweisen.
Die Außenseite des Aktuators samt Griffabschnitt wird bevorzugt von einem spritzgegossenen Gehäuseelement gebildet. In das Gehäuseelement kann ein elektrischer Stecker integriert sein.
Durch die vorgeschlagene Lösung wird es für einen Monteur sehr viel einfacher, den Aktuator am Nockenwellenverstellergehäuse zu befestigen. Das hierfür benötigte, händisch aufzubringende Drehmoment kann durch den vorgeschlagenen Griffabschnitt sehr viel leichter erzeugt werden. Der erwähnte Griffabschnitt an der Außenseite des Aktuators in Form einer Mehrkantkontur kann auch alternativ als Flügel oder als Knaufpaar ausgeführt sein. Entscheidend ist die Möglichkeit, ein Kräftepaar über die Handfläche, die Finger und den Daumen auf die Außenseite des Aktuators aufzubringen.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung den Endbereich eines Nockenwellenverstellers, in dem ein Aktuator zur Betätigung eines hydraulischen Ventils montiert ist,
2 den Aktuator im Radialschnitt,
3 den Aktuator in perspektivischer Ansicht, von einer ersten Richtung aus gesehen,
4 den Aktuator in perspektivischer Ansicht, von einer zweiten Richtung aus gesehen,
5 den Aktuator in der Ansicht von vorne,
6 den Aktuator in Ansicht von hinten und
7 den Aktuator in der Seitenansicht.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In 1 ist eine Nockenwellenverstellvorrichtung 1 skizziert, wobei von dieser nur ein Teil zu sehen ist, nämlich der eine axiale Endbereich. in diesem ist ein Aktuator 2 angeordnet, der zur Verstellung eines hydraulischen Ventils dient. Die Nockenwellenverstellvorrichtung 1 ist hier also gemäß der Bauart mit Zentralmagnet und Zentralventil für die Verstellung ausgeführt, wie sie in der DE 102 52 431 A1 der Anmelderin beschrieben ist; auf dieses Dokument wird ausdrücklich Bezug genommen. Der Aktuator 2 ist an einem Gehäuseelement 4 der Nockenwellenverstellvorrichtung 1 befestigt.
Details hierzu gehen aus 2 hervor. Bei der hier zu erkennenden Zentralventil-Anwendung für das Nockenwellenverstellsystem wird ein Magnet über einen Flansch 10 getrennt von der zugehörigen Hydraulik in eine ortsfeste Struktur des Motors (z. B. in die Kettenkastenabdeckung) koaxial zur Nockenwelle montiert. Über einen elektrischen Stecker 9 wird in eine Spule 11 Strom eingeleitet. Das hierbei induzierte magnetische Feld wird über einen Weicheisenkreis, der aus Joch 12, Jochplatte 13, Magnetgehäuse 14 und Polkern 15 besteht, auf den beweglich gelagerten Magnetanker 16 übertragen. Das magnetische Feld übt über einen Arbeitsluftspalt zwischen dem Polkern 15 und dem Magnetanker 16 eine magnetische Kraft auf den Magnetanker 16 in Richtung der Spaltverringerung aus. Diese magnetische Kraft wird über einen Druckstift 17 auf den Kolben eines (nicht dargestellten) hydraulischen Zentralventils übertragen.
Durch die Verschiebung des Kolbens werden die hydraulischen Volumenströme im Nockenwellenversteller verändert und so die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle in bekannter Weise verdreht.
Die Befestigung des Aktuators 2 am Gehäuseelement 4 der Nockenwellenverstellvorrichtung 1 erfolgt vorliegend über einen Bajonettverschluss („Tankdeckelverschluss”), d. h. das Befestigungsmittel 3, mit dem der Aktuator 2 am Gehäuseelement 4 festgelegt wird, ist als schraubenfreies Verbindungsmittel ausgebildet. In 1 sind hierzu ausgeschnittene Bereiche 3 zu erkennen, die zum Ansetzen in entsprechende sich radial nach außen erstreckende (nicht dargestellte) Vorsprünge am Gehäuseelement 4 ausgebildet sind; durch Verdrehen des Aktuators 2 um die Achse 5 (s. 2) wird der Bajonettverschluss geschlossen und der Aktuator 2 so am Gehäuseelement 4 fixiert.
Damit der Monteur beim Vorgang des Festlegens des Aktuators 2 am Gehäuseelement 4 das hierfür benötigte Drehmoment per Hand problemlos auf den Aktuator 2 aufbringen kann, ist vorgesehen, dass der Aktuator 2 an seiner von der Nockenwellenverstellvorrichtung 1 abgewandten Außenseite 6 einen Griffabschnitt 7 mit zur Achse 5 nicht rotationssymmetrischer Gestalt aufweist, wie dies insbesondere in den 3 und 5 zu erkennen ist.
Demgemäß ist also die Außenseite 6 des Aktuators 2 nicht rotationssymmetrisch ausgeführt (abgesehen vom elektrischen Stecker 9, der sich aber ohnehin nicht zum Aufbringen eines Drehmoments eignet), sondern mit einer griffigen Kontur versehen.
Im Ausführungsbeispiel ist der Griffabschnitt 7 mit einer achteckiger Kontur versehen, so dass sich für den Daumen und die Finger der Hand des Monteurs Ansatzflächen finden, um den Aktuator 2 bei der Montage um die Achse 5 zu drehen, wobei hierbei die Hand des Monteurs einen guten Hand findet, so dass sie nicht abrutschen kann.
In den 3 bis 7 ist der Aktuator 2 als separates Bauteil in verschiedenen Ansichten zu sehen (in 3: die Vorderseite in perspektivischer Darstellung; in 4: die Rückseite in perspektivischer Darstellung; in 5: die Ansicht in Achsrichtung 5 gesehen von vorne; in 6: die Ansicht in Achsrichtung 5 gesehen von hinten; in 7: die Seitenansicht). In den 3 und 5 ist die Ausbildung des Griffabschnitts 7 als achteckige Kontur besonders gut zu erkennen.
Bevorzugt ist ein Gehäuseelement 8 des Aktuators 2 als komplett-umspritztes Bauteil ausgeführt, in das auch der Stecker 9 oder zumindest sein Ansatz mit integriert ist. Beim Spritzgießen des Gehäuseelements 8 wird der Griffabschnitt 7 entsprechend mit ausgeformt.
Bezugszeichenliste

1: Nockenwellenverstellvorrichtung
2: Aktuator
3: Befestigungsmittel
4: Gehäuseelement
5: Achse
6: Außenseite
7: Griffabschnitt
8: Gehäuseelement
9: elektrischer Stecker
10: Flansch
11: Spule
12: Joch
13: Jochplatte
14: Magnetgehäuse
15: Polkern
16: Magnetanker
17: Druckstift

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10211467 A1 [0004]
DE 102007019923 A1 [0004]
DE 102006031517 A1 [0004]
DE 10252431 A1 [0005, 0023]

Claims

Nockenwellenverstellvorrichtung (1) zur Veränderung der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wobei die Nockenwellenverstellvorrichtung (1) einen Aktuator (2) zur Betätigung eines hydraulischen Ventils umfasst, wobei der Aktuator (2) mittels eines Befestigungsmittels (3) an einem Gehäuseelement (4) befestigt ist und wobei der Aktuator (2) eine Achse (5) aufweist, die im montierten Zustand des Aktuators (2) konzentrisch mit einer Achse der Nockenwellenverstellvorrichtung (1) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) an seiner von der Nockenwellenverstellvorrichtung (1) abgewandten Außenseite (6) einen Griffabschnitt (7) mit zur Achse (5) nicht rotationssymmetrischer Gestalt aufweist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (3) als schraubenfreies Befestigungselement ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (3) als Bajonettverschluss ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) eine mehreckige Kontur aufweist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreckige Kontur um die Achse (5) herum angeordnet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) eine vier-, fünf-, sechs-, sieben- oder achteckige Kontur aufweist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) eine flügelartige Struktur mit zwei Griffabschnitten aufweist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) ein Paar Knaufe mit zwei Griffabschnitten aufweist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (6) des Aktuators (2) samt Griffabschnitt (7) von einem spritzgegossenen Gehäuseelement (8) gebildet wird.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuseelement (8) ein elektrischer Stecker (9) integriert ist.