DE102012214760A1 - Zentralschraube zur Befestigung eines Nockenwellenverstellers mit einer Nockenwelle mit einem Klemmelement - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Zentralschraube zur Befestigung eines Nockenwellenverstellers mit einer Nockenwelle mit einem Klemmelement.
- Hintergrund der Erfindung
- Nockenwellenversteller werden in Verbrennungsmotoren zur Variation der Steuerzeiten der Brennraumventile eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Die Anpassung der Steuerzeiten an die aktuelle Last und Drehzahl senkt den Verbrauch und die Emissionen. Zu diesem Zweck sind Nockenwellenversteller in einen Antriebsstrang integriert, über welche ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb ausgebildet sein.
- Bei einem hydraulischen Nockenwellenversteller bilden das Abtriebselement und das Antriebselement ein oder mehrere Paare gegeneinander wirkende Druckkammern aus, welche mit Hydraulikmittel beaufschlagbar sind. Das Antriebselement und das Abtriebselement sind koaxial angeordnet. Durch die Befüllung und Entleerung einzelner Druckkammern wird eine Relativbewegung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement erzeugt. Die auf zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement rotativ wirkende Feder drängt das Antriebselement gegenüber dem Abtriebselement in eine Vorteilsrichtung. Diese Vorteilsrichtung kann gleichläufig oder gegenläufig zu der Verdrehrichtung sein.
- Eine Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Flügelzellenversteller. Der Flügelzellenversteller weist einen Stator, einen Rotor und ein Antriebsrad mit einer Außenverzahnung auf. Der Rotor ist als Abtriebselement meist mit der Nockenwelle drehfest verbindbar ausgebildet. Das Antriebselement beinhaltet den Stator und das Antriebsrad. Der Stator und das Antriebsrad 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, sich radial erstreckenden Flügeln, gegensätzlich wirkende Ölkammern aus, welche durch Öldruck beaufschlagbar sind und eine Relativdrehung zwischen dem Stator und dem Rotor ermöglichen. Die Flügel sind entweder einteilig mit dem Rotor bzw. dem Stator ausgebildet oder als „gesteckte Flügel” in dafür vorgesehene Nuten des Rotors bzw. des Stators angeordnet. Weiterhin weisen die Flügelzellenversteller diverse Abdichtdeckel auf. Der Stator und die Abdichtdeckel werden über mehrere Schraubenverbindungen miteinander gesichert.
- Eine andere Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Axialkolbenversteller. Hierbei wird über Öldruck ein Verschiebeelement axial verschoben, welches über Schrägverzahnungen eine Relativdrehung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement erzeugt.
- Eine weitere Bauform eines Nockenwellenverstellers ist der elektromechanische Nockenwellenversteller, der ein Dreiwellengetriebe (beispielsweise ein Planetengetriebe) aufweist. Dabei bildet eine der Wellen das Antriebselement und eine zweite Welle das Abtriebselement. Über die dritte Welle kann dem System mittels einer Stelleinrichtung, beispielsweise ein Elektromotor oder eine Bremse, Rotationsenergie zugeführt oder aus dem System abgeführt werden. Eine Feder kann zusätzlich angeordnet werden, welche die Relativdrehung zwischen Antriebselement und Abtriebselement unterstützt oder zurückführt.
- Die
DE 10 2009 051 309 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung, wobei der Nockenwellenversteller mit seiner Nabe gegen ein Anschlagselement der Nockenwelle anschlägt und eine axiale Verspannung zwischen Nockenwellenversteller und Nockenwelle über eine Befestigungselement realisiert ist. Das Befestigungselement ist hierbei als Spannmutter ausgebildet. - Die
WO 2007/082600 - Die
EP 1 544 419 A1 zeigt einen Nockenwellenversteller, welcher mit einer Zentralschraube ohne Ventilfunktion an einer Nockenwelle befestigt ist. - Zusammenfassung der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zentralschraube zur Befestigung eines Nockenwellenverstellers mit einer Nockenwelle mit einem Klemmelement anzugeben, die eine besonders einfache und zuverlässige Befestigung eines Nockenwellenversteller an einer Nockenwelle ermöglicht.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Eine Zentralschraube eines Nockenwellenverstellsystems mit einem Nockenwellenversteller und einer Nockenwelle, wobei die Zentralschraube zur drehfesten Verspannung des Nockenwellenverstellers mit der Nockenwelle vorgesehen ist, und die Zentralschraube einen Schraubenkopf, einen Schraubenschaft und ein Außengewinde aufweist löst die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Schraubenschaft am Außenmantel einen Abschnitt mit einer Kegelfläche aufweist, welche zum Außengewinde hin abfallend geneigt ist, wobei auf dem Außengewinde eine Mutter angeordnet ist und die Mutter und die Kegelfläche zusammen ein auf der Kegelfläche angeordnetes Klemmelement fixieren.
- Hierdurch wird erreicht, dass beim Anziehen der Zentralschraube die Mutter in Richtung des Absatzes des Schraubenschaftes bewegt wird und zugleich das Klemmelement, welches vorzugsweise eine Innenkegelfläche aufweist, über eine Außenkegelfläche am Absatz des Schraubenschaftes oder über eine Außenkegelfläche an der Mutter gedrückt wird und sich das Klemmelement somit mit seinen radialen Dimensionen ausdehnt. Das hat zur Folge, dass das Klemmelement, sofern dieses innerhalb eines Hohlraumes einer Nockenwelle angeordnet ist, mit der Innenmantelfläche des Hohlraumes radial verspannt werden kann und somit der Nockenwellenversteller mit der Nockenwelle montiert werden kann. Der Nockenwellenversteller kann dabei auf dem weitestgehend zylindrischen Abschnitt des Schraubenschaftes angeordnet sein.
- Die Zentralschraube kann als ein Gehäuse eines Zentralventils mit Ventilfunktion ausgebildet sein. Somit weist die Zentralschraube zugleich eine platzsparende Anordnung der Ventilfunktion auf, die entgegen dem Stand der Technik keiner Längenänderung mehr unterliegt, da die Verspannung und der Kraftfluss zur Befestigung weitestgehend über den Teil mit der Kegelfläche bzw. das Klemmelement geht und nicht mehr ausschließlich nur über eine Dehnung des Schraubenschaftes.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Klemmelement ein rohrförmiges Bauteil. Unter rohrförmig kann im Speziellen auch ringförmig verstanden werden. Der Querschnitt des rohr- oder ringförmigen Klemmelement kann in jeder Form rund sein, bspw. kreisrund oder oval, oder eckig, bspw. rechteckig oder quadratisch sein. Zumindest sollte das rohrförmige Klemmelement eine Flexibilität in radialer Richtung aufweisen, damit ein Spiel zwischen dem Klemmelement und der Nockenwelle überwunden werden kann, wenn die Zentralschraube angezogen wird.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Klemmelement eine Innenkegelfläche auf. Die Symmetrieachse der Innenkegelfläche ist mit der Drehachse der Befestigungsanordnung bzw. des Nockenwellenverstellers bzw. der Nockenwelle nahezu deckungsgleich. Somit wird das Klemmelement von der Mutter vorteilhafterweise gleichmäßig über den Umfang aufgeweitet.
- In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Absatz eine zur Innenkegelfläche des Klemmelementes komplementäre Außenkegelfläche auf, die mit der Innenkegelfläche des Klemmelementes zusammenwirkt. Die zwei Kegelflächen können gut aufeinander abgleiten, wodurch sich die Befestigungskraft vorteilhafterweise gut und feinfühlig einstellen lässt.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Klemmelement zwei Innenkegelflächen auf. Die zwei Innenkegelflächen haben einen gemeinsamen Innendurchmesser, welcher dem kleinsten Innendurchmesser des Klemmelementes entspricht. Somit verjüngt sich die eine Innenkegelfläche in Richtung der jeweils anderen Innenkegelfläche. Die beiden Innenkegelflächen können denselben Kegelwinkel aufweisen oder einen voneinander verschiedenen Kegelwinkel. Weiter kann eine oder beide der Innenkegelflächen in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet sein, d. h. die Innenkegelfläche wird nicht von einer Materialausnehmung bspw. einer Nut unterbrochen.
- In einer bevorzugten Ausbildung weist die Mutter am Außenmantel eine Kegelfläche auf. Diese Kegelfläche ist vorteilhaft, um das Klemmelement in radialer Richtung zu weiten, wenn die Mutter auf den Absatz zu bewegt wird.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Klemmelement in Umfangsrichtung eine Materialunterbrechung zur Erhöhung der Flexibilität in radialer Richtung auf. Diese Materialunterbrechung kann das ringförmige Klemmelement vollständig oder teilweise durchbrechen. Vorteilhafterweise ist mit einer vollständigen Materialunterbrechung das Klemmelement als geschlitzter Ring ausgebildet.
- In einer Ausbildung der Erfindung weist die Mutter eine Verdrehsicherung auf, welche am Außenmantel der Mutter angeordnet ist und mit einer Aufnahme der Nockenwelle zusammenwirken kann. Die Verdrehsicherung zwischen Mutter und Nockenwelle kann vorteilhafterweise durch einen Formschluss zwischen den beiden Bauteilen hergestellt werden.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verdrehsicherung als Materialausnehmung am Außenmantel der Mutter in Form einer Abflachung oder einer Kerbe ausgebildet. Die Abflachung oder Kerbe steht im Eingriff mit einem dazu komplementären Formelement, damit sich die Mutter gegenüber der Nockenwelle nicht um die Drehachse drehen kann und somit eine translatorische Bewegung beim Anziehen der Zentralschraube ausführt. Das komplementäre Formelement kann ebenfalls eine Abflachung im Hohlraum der Nockenwelle sein oder ein Stift, der in die Kerbe der Mutter eingreift.
- In einer alternativen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Verdrehsicherung als Materialausnehmung am Außenmantel der Mutter in Form einer Lasche oder eines Zapfens ausgebildet. Der Zapfen oder die Lasche steht im Eingriff mit einer zur Drehachse parallelen Nut der Nockenwelle, die im Hohlraum der Nockenwelle angeordnet ist.
- Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird Befestigung des Nockenwellenverstellers an einer Nockenwelle erreicht, bei dem auf ein Innengewinde der Nockenwelle verzichtet wird und somit wirtschaftlicher herstellbar ist.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.
- Es zeigen:
-
1 eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Zentralschraube mit der Mutter und dem Klemmelement, -
2 eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Zentralschraube mit der Mutter und dem Klemmelement, -
3 eine dritte Ausführung der erfindungsgemäßen Zentralschraube mit der Mutter und dem Klemmelement, -
4 eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Mutter, -
5 eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Mutter und -
6 eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Klemmelements. - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Zentralschraube1 mit der Mutter8 und dem Klemmelement9 . - Die Befestigungsanordnung
2 umfasst die Zentralschraube1 , einen Nockenwellenversteller20 bzw. dessen Nabe, eine Nockenwelle3 bzw. ein Nockenwellenende der Nockenwelle3 sowie das Klemmelement9 und die Mutter8 . Im montierten Zustand der Befestigungsanordnung sind die vorgenannten Bauteile koaxial zur Drehachse21 angeordnet. Der Nockenwellenversteller20 wird zwischen der Zentralschraube1 und der Nockenwelle3 durch die erfindungsgemäße Zentralschraube1 , auf deren Besonderheit wird noch eingegangen, verspannt, so dass in axialer Richtung27 kein Spiel mehr vorhanden ist und ein Drehmoment vom Nockenwellenversteller20 auf die Nockenwelle3 übertragen werden kann. - Im unmontierten Zustand der Befestigungsanordnung
2 liegen die vorgenannten Bauteile bzw. Baugruppen als einzelne Einheiten vor. Die einzelnen Einheiten sind der Nockenwellenversteller20 , die Nockenwelle3 und die erfindungsgemäße Zentralschraube1 . Die Zentralschraube1 ist als Einheit mit dem ringförmigen Klemmelement9 und der Mutter8 ausgebildet. - Die Zentralschraube
1 besitzt einen Schraubenkopf4 , einen Schraubenschaft5 und ein Außengewinde6 . Die Zentralschraube1 hat in axialer Richtung27 zwischen dem Schraubenkopf4 und dem Außengewinde6 einen Absatz7 . Das Außengewinde6 steht mit einem Innengewinde25 einer darauf angeordneten Mutter8 im Eingriff. Der Absatz7 ist am gewindeseitigen Ende des Schraubenschaftes5 angeordnet und hat an seinem Außenmantel eine Außenkegelfläche11 . Die Außenkegelfläche11 ist koaxial zur Drehachse angeordnet. Zwischen dieser Außenkegelfläche11 bzw. dem Absatz7 und der Mutter8 ist das Klemmelement9 angeordnet. Die Form der Außenkegelfläche11 ist komplementär zur Innenkegelfläche10a des ringförmigen Klemmelementes9 ausgebildet, so dass beide Kegelflächen11 und10a übereinander geschoben werden können und das Klemmelement9 in radialer Richtung16 aufweiten kann. - Das Klemmelement
9 hat im nicht verspannten Zustand nahezu denselben Außendurchmesser wie der Schraubenschaft5 im Bereich des Nockenwellenverstellers20 . Der Durchmesser der Innenmantelfläche23 des Hohlraumes22 der Nockenwelle3 , in den die Zentralschraube1 hineinragt, ist ebenfalls nahezu gleich groß zum Innendurchmesser des Nockenwellenverstellers20 bzw. dessen Nabe. Zudem ist der Hohlraum22 als Teil eines Hydraulikmittelkanals vorgesehen, um Hydraulikmittel von einer Druckmittelquelle, bspw. einer Pumpe, zum Hohlraum24 der Zentralschraube1 zu leiten und von dort in das Innere des Nockenwellenverstellers20 verteilt zu werden. Im Hohlraum24 können weitere Bauteile zur Ausbildung einer als Zentralventil ausgebildeten Zentralschraube1 gemäß dem Stand der Technik angeordnet werden. - Weiter ist die Mutter
8 über eine mit dieser einteilig ausgebildeten Verdrehsicherung17 , welche erst in den4 ,5 ,6 näher beschrieben werden, zur Nockenwelle3 verdrehgesichert und kann somit gegenüber der Nockenwelle3 nur eine Bewegung in axialer Richtung27 durchführen. Als Mutter8 ist im Sinne der Erfindung ein ringförmiges Bauteil mit einem Innengewinde25 und einer am Außenmantel12 angeordneten Verdrehsicherung17 zu verstehen. - Wie im unmontierten Zustand der Befestigungsanordnung
2 eingangs beschrieben, liegen drei Einheiten vor. Zunächst kann entweder die Einheit Zentralschraube1 mit dem Nockenwellenversteller20 gefügt werden oder der Nockenwellenversteller20 zur Nockenwelle3 koaxial ausgerichtet werden. Im ersten Fall, in dem die Zentralschraube1 zuerst mit dem Nockenwellenversteller20 gefügt wurde, durchragt die Zentralschraube1 den Nockenwellenversteller20 , wobei diese in radialer Richtung16 ein geringes Spiel besitzen. Beide Einheiten werden darauffolgend mit der Nockenwelle3 gefügt. Die Zentralschraube1 dringt in den Hohlraum22 der Nockenwelle3 ein, wobei auch hierbei zwischen dem Außenmantel26 und der Innenmantelfläche23 ein geringes Spiel vorhanden ist. Die axialen Kontakte zwischen dem Nockenwellenversteller20 und dem Schraubenkopf4 sowie der Nockenwelle3 werden geschlossen. Die Verdrehsicherung17 der Mutter8 befindet sich mit der Nockenwelle3 im Eingriff. Das Klemmelement9 ist noch nicht verspannt, d. h. es existiert noch Spiel zwischen dem Klemmelement9 und dem Absatz7 bzw. der Außenkegelfläche11 sowie zwischen dem Klemmelement9 und der Mutter8 . Wird nun die Zentralschraube1 mittels des Schraubenkopfes4 zur Nockenwelle3 verdreht, so bewegt sich die Mutter8 auf den Absatz7 zu. Die Mutter8 kontaktiert mit seiner Stirnfläche29 die Stirnfläche30 des Klemmelementes9 , jedoch weist die Stirnfläche29 der Mutter8 einen Abstand zur Stirnfläche31 des Absatzes7 auf. Das Klemmelement9 wird, durch die Relativdrehung zwischen Mutter8 und Zentralschraube1 , mit seiner Innenkegelfläche10a über die Außenkegelfläche11 des Absatzes7 geschoben. Durch die Kegelflächenpaarung der Außenkegelfläche11 und der Innenkegelfläche10a wird das Klemmelement aufgeweitet und das Spiel zwischen der Innenmantelfläche23 und dem Außenmantel26 geschlossen. Bei fortschreitender Drehung der Zentralschraube1 weitet sich das Klemmelement9 weiter auf und wird mit der Nockenwelle3 drehfest und axialfest verspannt. Wird nun die Zentralschraube1 weiter gedreht, so stützt sich die Mutter8 weiterhin über deren Stirnseite an dem Klemmelement9 ab, wobei nun der Abstand zwischen dem Absatz7 und der Mutter8 durch die aufeinander abgleitenden Kegelflächen10a und11 weiter verringert wird. Durch diese Abstandsverringerung und der Abstützung des Schraubenkopfes4 am Nockenwellenversteller20 wird die Zentralschraube1 bzw. der Schraubenschaft5 gedehnt und so eine Vorspannung in axialer Richtung27 erzeugt, die den Nockenwellenversteller20 drehfest zur Nockenwelle3 fixiert. -
2 zeigt eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Zentralschraube1 mit der Mutter8 und dem Klemmelement9 . - Die Befestigungsanordnung
2 umfasst, wie auch in1 , die Zentralschraube1 , einen Nockenwellenversteller20 bzw. dessen Nabe, eine Nockenwelle3 bzw. ein Nockenwellenende der Nockenwelle3 sowie das Klemmelement9 und die Mutter8 . - Im Folgenden wird auf die Besonderheit der
2 eingegangen. - Der Absatz
7 hat an seinem Außenmantel eine Zylinderfläche und weist keine Außenkegelfläche11 aus der1 mehr auf. Zwischen der Stirnfläche31 des Absatzes7 und der Mutter8 ist das Klemmelement9 angeordnet. Die Innenkegelfläche10a ist wie auch in1 vom ringförmigen Klemmelement9 ausgebildet, jedoch ist hier das Gegenstück zur Innenkegelfläche10a eine Kegelfläche13 am Außenmantel12 der Mutter8 , so dass hier die Kegelflächen13 und10a übereinander geschoben werden können und sich dadurch das Klemmelement9 in radialer Richtung16 aufweiten kann. - Das Klemmelement
9 hat im nicht verspannten Zustand nahezu denselben Außendurchmesser wie der Schraubenschaft5 im Bereich des Nockenwellenverstellers20 . Der Durchmesser der Innenmantelfläche23 des Hohlraumes22 der Nockenwelle3 , in den die Zentralschraube1 hineinragt, ist ebenfalls nahezu gleich groß zum Innendurchmesser des Nockenwellenverstellers20 bzw. dessen Nabe. Zudem ist der Hohlraum22 als Teil eines Hydraulikmittelkanals vorgesehen, um Hydraulikmittel von einer Druckmittelquelle, bspw. einer Pumpe, zum Hohlraum24 der Zentralschraube1 zu leiten und von dort in das Innere des Nockenwellenverstellers20 verteilt zu werden. Im Hohlraum24 können weitere Bauteile zur Ausbildung einer als Zentralventil ausgebildeten Zentralschraube1 gemäß dem Stand der Technik angeordnet werden. - Weiter ist die Mutter
8 über eine mit dieser einteilig ausgebildeten Verdrehsicherung17 , welche erst in den4 ,5 ,6 näher beschrieben werden, zur Nockenwelle3 verdrehgesichert und kann somit gegenüber der Nockenwelle3 nur eine Bewegung in axialer Richtung27 durchführen. Als Mutter8 ist im Sinne der Erfindung ein ringförmiges Bauteil mit einem Innengewinde25 und einer am Außenmantel12 angeordneten Verdrehsicherung17 zu verstehen. - Wird nun die Zentralschraube
1 mittels des Schraubenkopfes4 zur Nockenwelle3 verdreht, so bewegt sich die Mutter8 auf den Absatz7 zu. Die Mutter8 kontaktiert mit seiner Kegelfläche13 die Innenkegelfläche10a des Klemmelementes9 , jedoch weist die Stirnfläche29 der Mutter8 einen Abstand zur Stirnfläche31 des Absatzes7 auf. Das Klemmelement9 wird, durch die Relativdrehung zwischen Mutter8 und Zentralschraube1 , mit seiner Stirnfläche30 gegen die Stirnfläche31 des Absatzes7 gedrückt. Durch die Kegelflächenpaarung der Kegelfläche13 und der Innenkegelfläche10a wird das Klemmelement aufgeweitet und das Spiel zwischen der Innenmantelfläche23 und dem Außenmantel26 geschlossen. Bei fortschreitender Drehung der Zentralschraube1 weitet sich das Klemmelement9 weiter auf und wird mit der Nockenwelle3 drehfest und axialfest verspannt. Wird nun die Zentralschraube1 weiter gedreht, so stützt sich das Klemmelement9 weiterhin über dessen Stirnseite an dem Absatz7 ab, wobei der Abstand zwischen der Stirnfläche31 des Absatzes7 und der Mutter8 durch die aufeinander abgleitenden Kegelflächen10a und13 weiter verringert wird und die Zentralschraube1 mit der Nockenwelle3 verspannt wird. -
3 zeigt eine dritte Ausführung der erfindungsgemäßen Zentralschraube1 mit der Mutter8 und dem Klemmelement9 . - Die Befestigungsanordnung
2 umfasst, wie auch in1 bzw.2 , die Zentralschraube1 , einen Nockenwellenversteller20 bzw. dessen Nabe, eine Nockenwelle3 bzw. ein Nockenwellenende der Nockenwelle3 sowie das Klemmelement9 und die Mutter8 . - Im Folgenden wird auf die Besonderheit der
3 eingegangen. - Der Absatz
7 hat, wie eingangs mit1 beschrieben, an seinem Außenmantel eine Außenkegelfläche11 . Weiter hat die Mutter8 , wie in2 beschrieben, eine Kegelfläche13 . Im Unterschied zu1 und2 hat das ringförmige Klemmelement9 zwei Innenkegelflächen10a und10b . Die Form der Außenkegelfläche11 ist komplementär zur Innenkegelfläche10a und die Form der Kegelfläche13 ist komplementär zur Innenkegelfläche10b ausgebildet, so dass die jeweiligen Kegelflächenpaarungen11 mit10a und13 mit10b aufeinander abgleiten können und sich das Klemmelement9 in radialer Richtung16 aufweiten kann. Die Innenkegelfläche10a und10b sind aufeinanderzulaufend ausgebildet, d. h. jede Innenkegelfläche10a bzw.10b hat an der jeweiligen Stirnseite des Klemmelementes9 seinen größten Durchmesser, welcher im Verlauf zur gegenüberliegenden Innenkegelfläche10a bzw.10b abnimmt. - Das Klemmelement
9 hat im nicht verspannten Zustand nahezu denselben Außendurchmesser wie der Schraubenschaft5 im Bereich des Nockenwellenverstellers20 . Der Durchmesser der Innenmantelfläche23 des Hohlraumes22 der Nockenwelle3 , in den die Zentralschraube1 hineinragt, ist ebenfalls nahezu gleich groß zum Innendurchmesser des Nockenwellenverstellers20 bzw. dessen Nabe. Zudem ist der Hohlraum22 als Teil eines Hydraulikmittelkanals vorgesehen, um Hydraulikmittel von einer Druckmittelquelle, bspw. einer Pumpe, zum Hohlraum24 der Zentralschraube1 zu leiten und von dort in das Innere des Nockenwellenverstellers20 verteilt zu werden. Im Hohlraum24 können weitere Bauteile zur Ausbildung einer als Zentralventil ausgebildeten Zentralschraube1 gemäß dem Stand der Technik angeordnet werden. - Weiter ist die Mutter
8 über eine mit dieser einteilig ausgebildeten Verdrehsicherung17 , welche erst in den4 ,5 ,6 näher beschrieben werden, zur Nockenwelle3 verdrehgesichert und kann somit gegenüber der Nockenwelle3 nur eine Bewegung in axialer Richtung27 durchführen. Als Mutter8 ist im Sinne der Erfindung ein ringförmiges Bauteil mit einem Innengewinde25 und einer am Außenmantel12 angeordneten Verdrehsicherung17 zu verstehen. - Wird nun die Zentralschraube
1 mittels des Schraubenkopfes4 zur Nockenwelle3 verdreht, so bewegt sich die Mutter8 auf den Absatz7 zu. Die Mutter8 kontaktiert mit seiner Kegelfläche13 die Innenkegelfläche10b des Klemmelementes9 , jedoch weist die Stirnfläche29 der Mutter8 einen Abstand zur Stirnfläche31 des Absatzes7 auf. Der Absatz7 kontaktiert mit seiner Außenkegelfläche11 die Innenkegelfläche10a des Klemmelementes9 . Das Klemmelement9 wird, durch die Relativdrehung zwischen Mutter8 und Zentralschraube1 und durch die Kegelflächenpaarung der Kegelfläche13 mit der Innenkegelfläche10a sowie der Kegelflächenpaarung der Außenkegelfläche11 mit der Innenkegelfläche10b , aufgeweitet, wodurch das Spiel zwischen der Innenmantelfläche23 und dem Außenmantel26 geschlossen wird. Bei fortschreitender Drehung der Zentralschraube1 weitet sich das Klemmelement9 weiter auf und wird mit der Nockenwelle3 drehfest und axialfest verspannt. -
4 zeigt eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Mutter8 . - Die Mutter
8 ist als ringförmiges Bauteil ausgebildet und besitzt eine zylindrischen Außenmantel12 , an dem zwei als Lasche19 ausgebildete Verdrehsicherungen17 ausgebildet sind. Die beiden Laschen19 liegen sich diametral gegenüber. Weiter weist die Mutter8 ein Innengewinde25 auf, welches zum Eingriff mit dem Außengewinde6 der Zentralschraube1 ausgebildet ist. Die Laschen19 erstrecken sich abweichend von dem zylindrischen Außenmantel12 in radialer Richtung16 nach außen und können, gemäß1 ,2 oder3 , in eine nicht weiter dargestellte Aufnahme der Nockenwelle3 eingreifen, so dass die Mutter8 eine translatorische Bewegung in axialer Richtung27 relativ zur Zentralschraube1 machen kann. -
5 zeigt eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Mutter8 . - Die Mutter
8 der5 ist grundsätzlich wie die Mutter8 der4 ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, dass anstatt der Laschen19 gemäß4 hier Abflachungen18 vorgesehen sind. Die Abflachungen18 sind als zueinander planparallele Flächen ausgebildet. -
6 zeigt eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Klemmelements9 . - Das ringförmige Klemmelement
9 , wie es in den1 ,2 oder3 Verwendung findet, ist als Ring mit einer Materialunterbrechung15 ausgebildet. Das Klemmelement9 wird vollständig von der Materialunterbrechung15 durchbrochen, so dass ein Schlitz28 ausgebildet ist. Dieser Schlitz28 erhöht die Flexibilität des Klemmelementes9 , damit sich dieser in radialer Richtung16 gemäß den1 ,2 bzw.3 aufweiten kann. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Zentralschraube
- 2
- Befestigungsanordnung
- 3
- Nockenwelle
- 4
- Schraubenkopf
- 5
- Schraubenschaft
- 6
- Außengewinde
- 7
- Absatz
- 8
- Mutter
- 9
- Klemmelement
- 10a
- Innenkegelfläche
- 10b
- Innenkegelfläche
- 11
- Außenkegelfläche
- 12
- Außenmantel
- 13
- Kegelfläche
- 14
- Umfangsrichtung
- 15
- Materialunterbrechung
- 16
- radiale Richtung
- 17
- Verdrehsicherung
- 18
- Abflachung
- 19
- Lasche
- 20
- Nockenwellenversteller
- 21
- Drehachse
- 22
- Hohlraum
- 23
- Innenmantelfläche
- 24
- Hohlraum
- 25
- Innengewinde
- 26
- Außenmantel
- 27
- axiale Richtung
- 28
- Schlitz
- 29
- Stirnfläche (Mutter)
- 30
- Stirnfläche (Klemmelement)
- 31
- Stirnfläche (Absatz)
- 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 102009051309 A1 [0007]
- WO 2007/082600 [0008]
- EP 1544419 A1 [0009]
Claims (10)
- Zentralschraube (
1 ) einer Befestigungsanordnung (2 ) zur drehfesten Verspannung eines Nockenwellenverstellers (20 ) mit einer Nockenwelle (3 ), wobei die Zentralschraube (1 ) einen Schraubenkopf (4 ), einen Schraubenschaft (5 ) und ein Außengewinde (6 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenschaft (5 ) einen Absatz (7 ) aufweist und auf dem Außengewinde (6 ) eine Mutter (8 ) angeordnet ist, wobei die Mutter (8 ) und der Absatz (7 ) zusammen ein zwischen Absatz (7 ) und Mutter (8 ) angeordnetes Klemmelement (9 ) fixieren. - Zentralschraube (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (9 ) ein rohrförmiges Bauteil ist. - Zentralschraube (
1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (9 ) eine Innenkegelfläche (10a ) aufweist. - Zentralschraube (
1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (7 ) eine zur Innenkegelfläche (10a ) des Klemmelementes (9 ) komplementäre Außenkegelfläche (11 ) aufweist, die mit der Innenkegelfläche (10a ) des Klemmelementes (9 ) zusammenwirkt. - Zentralschraube (
1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (9 ) zwei Innenkegelflächen (10a ,10b ) aufweist. - Zentralschraube (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (8 ) am Außenmantel (12 ) eine Kegelfläche (13 ) aufweist. - Zentralschraube (
1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (9 ) in Umfangsrichtung (14 ) eine Materialunterbrechung (15 ) zur Erhöhung der Flexibilität in radialer Richtung (16 ) aufweist. - Zentralschraube (
1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (8 ) eine Verdrehsicherung (17 ) aufweist, welche am Außenmantel (12 ) der Mutter (8 ) angeordnet ist und mit einer Aufnahme der Nockenwelle (3 ) zusammenwirken kann. - Zentralschraube (
1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (17 ) als Materialausnehmung am Außenmantel (12 ) der Mutter (8 ) in Form einer Abflachung (18 ) oder einer Kerbe ausgebildet ist. - Zentralschraube (
1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (17 ) als Materialausnehmung am Außenmantel (12 ) der Mutter (8 ) in Form einer Lasche (19 ) oder eines Zapfens ausgebildet ist.
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