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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zur Verbindung eines Nockenwellenverstellers mit einem Nockenwellenende einer Nockenwelle.
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Hintergrund der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
WO 2007/ 082 600 A1 zeigt einen Nockenwellenversteller, welcher mittels eines Zentralventils an einer Nockenwelle befestigt ist. Das Zentralventil beinhaltet einen axialbewegbaren Steuerkolben, welcher durch einen dazu fluchtenden Zentralmagneten betätigt wird.
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Die
EP 1 544 419 A1 zeigt einen Nockenwellenversteller, welcher mit einer Zentralschraube ohne Ventilfunktion an einer Nockenwelle befestigt ist.
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Die
DE 10 2009 029 092 A1 zeigt eine nockenwellenverstellerabgewandet Befestigungsanordnung mit einer Spannhülse, welche eine Innenkegelfläche hat und diese Innenkegelfläche mit einer Außenkegelfläche des vom Abtriebsteil abstehenden Konusstutzen im Eingriff steht. Eine Zentralschraube drückt die Spannhülse über den Konusstutzen.
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Die
DE 10 2009 029 389 A1 zeigt eine Befestigungsanordnung eines Nockenwellenversteller mit einer Nockenwelle, wobei eine als Dehnschraube ausgebildete Zentralschraube getrennt von der Zentralventilfunktion den Nockenwellenversteller mit der Nockenwelle drehfest verbindet.
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Die
DE 101 60 246 C1 zeigt eine Hohlwelle oder einen als Hohlwelle ausgebildeten Teil einer massiven Welle mit durch mechanisches Aufweiten am Aussenmantel befestigtem Bauteil.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsanordnung zur Verbindung eines Nockenwellenverstellers mit einem Nockenwellenende einer Nockenwelle anzugeben, die eine besonders platzsparende und zuverlässige Befestigung eines Nockenwellenversteller an einer Nockenwelle ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine Befestigungsanordnung zur Verbindung eines Nockenwellenverstellers mit einem Nockenwellenende einer Nockenwelle, wobei der Nockenwellenversteller eine Nabe aufweist, die mit dem Nockenwellenende durch eine Befestigungsschraube verbunden ist, löst die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Nabe eine Innenkegelfläche hat, welche sich vom Nockenwellenversteller weg verjüngt und zwischen dieser Innenkegelfläche und der Befestigungsschraube ein Klemmelement fixiert ist, wobei die Befestigungsschraube die Nabe mit dem Nockenwellenende über das Klemmelement verspannt.
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Hierdurch wird erreicht, dass beim Anziehen der Befestigungsschraube die Innenkegelfläche die Kraft in einen radialen und in eine axialen Kraftvektor aufteilt. Zur Erzielung der erforderlichen Vorspannkraft des axialen Kraftvektors wie im Stand der Technik wird die Befestigungsschraube weiter angezogen, wodurch diese über Ihre Länge mehr gedehnt wird und somit die erforderliche Elastizität bereitstellt, um dem Setzverhalten über die Lebensdauer entgegenzuwirken. Über den Winkel der Innenkegelfläche lässt sich die gewünschte Vorspannkraft definieren. Das Klemmelement ist zur Verklemmung zwischen Befestigungsschraube und Innenkegelfläche vorgesehen und wird während des Verspannens der Anordnung durch den radialen Kraftvektor aufgeweitet. Die Verklemmung unterstützt die Drehfestigkeit des Schraubverbundes der Befestigungsanordnung.
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Die Innenkegelfläche ist vorzugsweise in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet, kann jedoch von Ausnehmungen, wie bspw. Nuten oder Mulden, unterbrochen sein. Alternativ zur Innenkegelfläche können auch andere Flächenformen, bspw. gewölbte Flächen, zum Einsatz kommen, die eine Kraft in einen axialen und in einen radialen Kraftvektor aufteilen können.
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Erfindungsgemäß ist das Klemmelement als Ring oder Hülse ausgebildet. Das Klemmelement weist an seiner Außenumfangsfläche eine Außenkegelfläche auf, welche komplementär zur Innenkegelfläche der Nabe ausgebildet ist. Die Außenkegelfläche ist bevorzugterweise in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet, kann jedoch von Ausnehmungen, wie bspw. Nuten oder Mulden, unterbrochen sein. Zudem kann der Ring in Umfangsrichtung geschlossen sein oder von einem Schlitz unterbrochen sein, wobei durch den Schlitz vorteilhafterweise die Elastizität des Klemmelementes erhöht wird. Vorteilhafterweise ist das Klemmelement als Konus ausgebildet.
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Optional kann das Klemmelement einteilig mit der Befestigungsschraube ausgebildet sein oder als von der Befestigungsschraube separates Bauteil vorliegen. Das Klemmelement kann zudem kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit der Befestigungsschraube verbunden sein, um die Montage zu vereinfachen, in dem das Klemmelement bereits vor dem Fügen mit der Nabe an der Befestigungsschraube verliersicher fixiert ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Nockenwellenende am Innenumfang eine Innenkegelfläche auf, welche sich zum Nockenwellenversteller hin verjüngt und zwischen der Befestigungsschraube und dieser Innenkegelfläche ein Gewindering fixiert ist. Somit ist das Nockenwellenende rohrförmig ausgebildet und mit einem endseitig offenen Hohlraum versehen, welche einen Innenumfang aufweist. Der Innenumfang kann selbst die Innenkegelfläche aufweisen, in dem die Innenkegelfläche vom Material des Nockenwellenendes einteilig ausgebildet ist. Alternativ kann ein separates Bauteil vorgesehen sein, welches an dessen Innenumfang die Innenkegelfläche aufweist und mit dem Nockenwellenende kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist.
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Die Innenkegelfläche ist vorzugsweise in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet, kann jedoch von Ausnehmungen, wie bspw. Nuten oder Mulden, unterbrochen sein. Alternativ zur Innenkegelfläche können auch andere Flächenformen, bspw. gewölbte Flächen, zum Einsatz kommen, die eine Kraft in einen axialen und in einen radialen Kraftvektor aufteilen können.
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Zwischen der Innenkegelfläche des Nockenwellenendes und der Befestigungsschraube ist ein Gewindering vorgesehen. Der Gewindering ist vorzugsweise, bevor das Außengewinde der Befestigungsschraube mit dem Innengewinde des Gewinderings in Eingriff kommt, an der Innenkegelfläche des Nockenwellenende verliersicher fixiert. Diese Fixierung kann durch ein Sicherungselement, bspw. einem Sicherungsring, realisiert werden, welcher auf der geweiteten Seite der Innenkegelfläche angeordnet ist, wobei der Gewindering zwischen dem Sicherungselement und der verjüngten Seite der Innenkegelfläche angeordnet ist. Somit wird der Gewindering in beiden axialen Richtungen in seiner Bewegungsfreiheit begrenzt.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Außenumfangsfläche des Gewinderinges eine zur Innenkegelfläche des Nockenwellenendes komplementäre Außenkegelfläche auf. Die Außenkegelfläche ist bevorzugterweise in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet, kann jedoch von Ausnehmungen, wie bspw. Nuten oder Mulden, unterbrochen sein. Vorteilhafterweise ist der Gewindering als Konus mit einem Innengewinde ausgebildet.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung steht die Befestigungsschraube mit einem Innengewinde des Gewinderinges im Eingriff, wodurch das Klemmelement und der Gewindering zueinander in axialer Richtung verspannt ist, wobei das Klemmelement und der Gewindering in axialer Richtung voneinander beabstandet sind. Diese Beabstandung kann durch einen Anschlag in axialer Richtung zwischen der Nabe und Nockenwellenende unmittelbar oder mittelbar durch ein separates Abstandselement erfolgen. Durch das Verschrauben werden Klemmelement und Gewindering zunächst aufeinander zu bewegt, stützen sich jedoch an den jeweiligen Innenkegelflächen ab, welche zunächst auch aufeinander zu bewegt werden. Kommt der Anschlag in axialer Richtung zwischen Nabe und Nockenwellenende in Kontakt, so stützt sich die Nabe am Nockenwellenende ab und verhindert die Verringerung des Abstandes zwischen den Innenkegelflächen und somit auch zwischen dem Klemmelement und dem Gewindering beim Verschrauben mittels der Befestigungsschraube. Folgend wird bei weiterführenden Schraubvorgang die Befestigungsschraube gedehnt, wodurch eine Verspannung der Befestigungsanordnung erzielt wird.
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In einer bevorzugten Ausbildung ist die Innenkegelfläche des Nockenwellenendes von einem separaten Bauteil ausgebildet, welches mit dem Nockenwellenende stoff-, form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Zumindest ist das separate Bauteil relativ zum Nockenwellenende in axialer Richtung fixiert. Eine Fixierung in Umfangsrichtung kann optional vorgesehen sein. Mindestens ist der Freiheitsgrad des separaten Bauteils in axialer Richtung zur Nabe gesperrt, wobei der Freiheitsgrad des separaten Bauteil in axialer Richtung von der Nabe weg durchaus gegeben sein kann. Die Sperrung des Freiheitsgrades in axialer Richtung zur Nabe hin ist bevorzugt durch einen Anschlag zwischen Nockenwellenende und separatem Bauteil ausgebildet.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Innenkegelfläche des Nockenwellenendes und die Innenkegelfläche des Nabe in axialer Richtung voneinander beabstandet und in diesem axialen Zwischenraum zwischen den Innenkegelfläche ein Abstandselement angeordnet. Das Abstandselement kann als separates Bauteil in Form eines Ringes oder einer Hülse vorliegen. Alternativ kann das Abstandselement einteilig von dem Nockenwellenende, von der Nabe, von dem Gewindering, von dem Klemmelement oder von dem separaten Bauteil ausgebildet sein, welches die Innenkegelfläche für das Nockenwellenende trägt und mit dem Nockenwellenende kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist. Die Beabstandung kann über das Abstandselement definiert werden, wodurch sich eine entsprechend lange Befestigungsschraube verwenden lässt, deren Länge sich wiederum vorteilhaft auf die Verspannung der Befestigungsanordnung auswirkt.
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In einer Ausbildung der Erfindung ist das Abstandselement als separates Bauteil ausgebildet. Als separates Bauteil in Form eines Ringes oder einer Hülse kann das Abstandselement einfach in das Nockenwellenende vor dem Fügen mit der Nabe eingelegt werden. Werkstoffe mit einem hohen E-Modul eignen sich zur Ausbildung des Abstandselementes und können unterstützend zur Elastizität des Schraubverbundes beitragen und so die Befestigungsanordnung weiter verbessern. Zudem können als Abstandelemente oder zusätzlich zu den Abstandselementen Federn vorgesehen sein, welche den Schraubverbund in axialer Richtung verspannen. Vorzugsweise sind Tellerfedern ersetzend zum Abstandselement oder zusätzlich in axialer Richtung zum Abstandselement anzuordnen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Abstandselement einen Hydraulikmittelkanal auf. Der Hydraulikmittelkanal kann als radiale Bohrung, axialer Schlitz, welche sich vollständig entlang der gesamten axialen Länge oder nur teilweise entlang der gesamten axialen Länge des Abstandselementes erstreckt, ausgebildet sein. Zudem können mehrere Hydraulikmittelkanäle über den Umfang regelmäßig oder unregelmäßig gemustert angeordnet sein, um keine konkrete Einbaulage des Abstandselementes sicherstellen zu müssen.
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In einer alternativen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Befestigungsschraube mit einem Hydraulikmittelkanal versehen. Dieser kann sich axial und zentral durch die gesamte Befestigungsschraube erstrecken. Alternativ kann sich dieser nur teilweise in die Befestigungsschraube in axialer Richtung erstrecken, entweder von der Schraubenkopfseite oder der Gewindeseite, und von einem radialen Hydraulikmittelkanal gekreuzt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine Befestigungsanordnung zur Verbindung eines Nockenwellenverstellers mit einem Nockenwellenende einer Nockenwelle anzugeben, die eine besonders platzsparende und zuverlässige Befestigung eines Nockenwellenversteller an einer Nockenwelle ermöglicht. Die Erfindung ermöglicht zudem, dass die Befestigungsschraube nahezu vollständig im Nockenwellenende versenkt sein kann, wodurch sich im axialen Bereich des Nockenwellenverstellers der Bauraum für ein Zentralventil eröffnet.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.
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Es zeigen:
- 1 eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung,
- 2 eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung,
- 3 eine dritte Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung,
- 4 eine vierte Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung,
- 5 eine fünfte Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem Abstandselement,
- 6 eine sechste Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem Abstandselement und
- 7 eine siebte Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem Abstandselement.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung 1.
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Die Befestigungsanordnung 1 weist eine Nabe 4 eines Nockenwellenverstellers 2 auf, welche mittels einer Befestigungsschraube 5 mit einem Nockenwellenende 3 einer Nockenwelle 24 drehfest verbunden ist. Weiter weist die Befestigungsanordnung 1 einen als Ring 8 ausgebildetes Klemmelement 7 sowie einen Gewindering 13 auf. Das Nockenwellenende 3 ist einteilig mit der Nockenwelle 24 ausgebildet. Alle Bauteile sind koaxial zur Drehachse 25 der Befestigungsanordnung angeordnet.
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Die Nabe 4 des Nockenwellenverstellers 2 ragt aus dem Nockenwellenversteller 2 heraus und in das Nockenwellenende 3 hinein. Eine zylindrische Außenumfangsfläche 41 der Nabe 4 steht mit einem zylindrischen Flächenabschnitt des Innenumfangs 11 des Nockenwellenendes 3 in Kontakt, wobei hierdurch die Nabe 4 mit dem Nockenwellenende 3 koaxial ausgerichtet ist. Die Nabe 4 weist eine Stirnfläche 40 auf, welche axial zwischen Außenumfangsfläche 41 und Nockenwellenversteller 2 angeordnet ist. Im axialen Bereich der Außenumfangsfläche 41 ist eine Innenkegelfläche 6 angeordnet, welche sich vom Nockenwellenversteller 2 weg verjüngt und mit der nockenwellenzugewandten endseitigen Begrenzungsfläche der Nabe 4 abschließt. Die Innenkegelfläche 6 steht in Kontakt mit einer dazu komplementär und von der Außenumfangsfläche 9 des Ringes 8 ausgebildeten Außenkegelfläche 10. Die dem Nockenwellenversteller 2 zugewandte Stirnfläche 36 des Ringes 8 steht in Kontakt mit der Stirnfläche 37 des Schraubenkopfes 34 der Befestigungsschraube 5. Die Befestigungsschraube 5 durchragt sowohl den Ring 8 als auch die Innenkegelfläche 6 des Nabe 4. Der Ring 8 ist vom Schraubenschaft 35 der Befestigungsschraube 5 aufgenommen, wodurch Befestigungsschraube 5 und Ring 8 koaxial zueinander ausgerichtet sind. Ein Zentralventil 26 ist axial weitestgehend innerhalb des Nockenwellenverstellers 2 positioniert, wobei zwischen dem Zentralventil 26 und dem Schraubenkopf 34 ein Hohlraum 32 ausgebildet ist.
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Das Nockenwellenende 3 der Nockenwelle 24 weist ein am Innenumfang 11 stoff-, form- und/oder kraftschlüssig befestigtes separates Bauteil 18 auf, welches eine Innenkegelfläche 12 besitzt und zum Nockenwellenende 3 axialfest angeordnet ist. Diese Innenkegelfläche 12 steht in Kontakt mit einer als Außenkegelfläche 15 ausgebildeten Außenumfangsfläche 14 des Gewinderinges 13. Die Innenkegelfläche 12 verjüngt sich in axialer Richtung 17 zum Nockenwellenversteller 2 hin. Zur axialen Positionssicherung des Gewinderinges 13 zum separaten Bauteil 18 ist ein Sicherungsring 28 formschlüssig mit dem separaten Bauteil 18 befestigt. Der Sicherungsring 28 kontaktiert eine Stirnfläche 38 des Gewinderinges 13. Dem Schraubenschaft 35 schließt sich in axialer Richtung 17 ein Außengewinde 27 an, welche im Eingriff mit dem Innengewinde 16 des Gewinderinges 13 steht. Hier durchragt das Außengewinde 27 der Befestigungsschraube 5 vollständig den Gewindering 13. Sowohl Nabe 4 mit dem separaten Bauteil 18 als auch Ring 8 mit dem Gewindering 13 weisen jeweils einen axialen Abstand zueinander auf und bilden so einen Zwischenraum 23 aus.
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Weiter weist die Befestigungsschraube 5 einen vom Schraubenkopf 34 ausgebildeten Innensechskant 33 auf, mit dem die Befestigungsschraube 5 in die Befestigungsanordnung 1 und in den Gewindering 13 eingeschraubt werden kann.
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Die Montage der Befestigungsanordnung 1 kann beispielsweise wie nachstehend erläutert erfolgen: Als eine erste Baueinheit liegt die Nockenwelle 24 mit dem Nockenwellenende 3 und dem befestigten separaten Bauteil 18, welches den Gewindering 13 mit Hilfe des Sicherungsringes 28 axial fixiert, vor. Als zweite Baueinheit liegt der Nockenwellenversteller 2 mit seiner Nabe 4 vor. Zunächst getrennt von der ersten und zweiten Baueinheit sind das Zentralventil 26, der Ring 8 und die Befestigungsschraube 5. Zuerst wird die zweite Baueinheit mit der ersten Baueinheit gefügt, wobei die Nabe 4 in den Hohlraum des Nockenwellenendes 3 hineingeschoben wird. Anschließend wird der Ring 8, ggf. gemeinsam mit der Befestigungsschraube 5 vorgefügt, in die Nabe 4 eingelegt. Die Befestigungsschraube 5 wird mit dem Gewindering 13 verschraubt bis sich die Kegelflächenpaarungen einander kontaktieren. Ein weitergeführter Schraubprozess verspannt die Befestigungsanordnung 1. Abschließend kann das Zentralventil 26 in die Nabe 4 eingesetzt werden.
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Die bis hier beschriebene Ausbildung der Befestigungsanordnung 1 ist ebenfalls in den folgenden 2 bis 7 gezeigt. Im Folgenden wird auf die einzelnen Besonderheiten der einzelnen Figuren eingegangen.
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1 weist zusätzlich als Besonderheit der Hydraulikmittelleitung zum vorgenannten grundsätzlichen Aufbau weiter eine radiale Bohrung 29 und ein Abtrennelement 30 auf. Das Abtrennelement 30 bildet mit dem separaten Bauteil 18, dem Gewindering 13 und dem gewindeseitigem Ende der Befestigungsschraube 5 einen Hohlraum 31 der Nockenwelle 24 aus. Die Bohrung 29 der Nockenwelle 24 verbindet den Hohlraum 31 mit einem Zulaufanschluss P. Weiter weist die Befestigungsschraube 5 einen koaxial zur Drehachse 25 angeordneten Hydraulikmittelkanal 22 auf, welcher als Durchgangsbohrung ausgebildet ist. Somit kann Hydraulikmittel zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 ausgehend vom Zulaufanschluss P über die Bohrung 29 in den Hohlraum 31 durch den Hydraulikmittelkanal 22 der Befestigungsschraube 5 zum Hohlraum 32 durch die Befestigungsanordnung hindurch geleitet werden, wovon aus es dem Zentralventil 26 zur Verfügung steht, um zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 verwendet zu werden.
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Die Befestigungsanordnung 1 ist zur drehfesten Drehmomentübertragung vom Nockenwellenversteller 2 auf die Nockenwelle 24 verspannt ausgebildet. Die Verspannung wird durch die Schraubverbindung der Befestigungsschraube 5 realisiert. Beim Anziehen der Befestigungsschraube 5 wird der axiale Abstand des Ringes 8 zum Gewindering 13 verringert. Der Ring 8 und der Gewindering 13 stützen sich über ihre Außenkegelflächen 10 und 15 an den jeweiligen Innenkegelflächen 6 und 12 ab. Zudem stützt sich die endseitige Stirnfläche 39 des Nockenwellenendes 3 an der Stirnfläche 40 ab. Durch die zwei Kegelflächepaarungen und der axialen Länge der Befestigungsschraube 5 wird die Elastizität im Schraubverbund erhöht, wodurch eine hohe Vorspannkraft des Schraubverbunds realisiert werden kann, die sich vorteilhaft auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Befestigungsanordnung 1 auswirkt.
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2 zeigt eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung.
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2 weist alternativ zum in 1 beschriebenen Besonderheit der Hydraulikmittelleitung eine radiale Bohrung 29 auf, welche axial innerhalb der Außenumfangsfläche 41 positioniert ist. Der Bohrung 29 steht eine Bohrung 42 der Nabe 4 gegenüber, wodurch eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Hohlraum 32 und dem Zulaufanschluss P ausgebildet ist. Somit kann Hydraulikmittel zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 ausgehend vom Zulaufanschluss P über die Bohrung 29 und 42 in den Hohlraum 32 geleitet werden, wovon aus es dem Zentralventil 26 zur Verfügung steht, um zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 verwendet zu werden.
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Die Befestigungsanordnung 1 ist, analog zur Ausführungsform in 1, zur drehfesten Drehmomentübertragung vom Nockenwellenversteller 2 auf die Nockenwelle 24 verspannt ausgebildet. Die Verspannung wird durch die Schraubverbindung der Befestigungsschraube 5 realisiert. Beim Anziehen der Befestigungsschraube 5 wird der axiale Abstand des Ringes 8 zum Gewindering 13 verringert. Der Ring 8 und der Gewindering 13 stützen sich über ihre Außenkegelflächen 10 und 15 an den jeweiligen Innenkegelflächen 6 und 12 ab. Zudem stützt sich die endseitige Stirnfläche 39 des Nockenwellenendes 3 an der Stirnfläche 40 ab. Durch die zwei Kegelflächepaarungen und der axialen Länge der Befestigungsschraube 5 wird die Elastizität im Schraubverbund erhöht, wodurch eine hohe Vorspannkraft des Schraubverbunds realisiert werden kann, die sich vorteilhaft auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Befestigungsanordnung 1 auswirkt.
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3 zeigt eine dritte Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung.
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3 weist alternativ zum in 1 beschriebenen Besonderheit der Hydraulikmittelleitung eine radiale Bohrung 29 auf, welche axial innerhalb der Außenumfangsfläche 41 positioniert ist.
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Der Bohrung 29 steht hier, im Gegensatz zur Ausführung nach 2, nicht der Bohrung 42 der Nabe 4 gegenüber, sondern die Bohrungen 29 und 42 sind axial voneinander beabstandet angeordnet. Fluidleitend werden beide Bohrungen 29 und 42 durch einen, vorzugsweise als axiale Nut von der Außenumfangsfläche 41 ausgebildeten, Hydraulikmittelkanal 43 verbunden, wodurch eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Hohlraum 32 und dem Zulaufanschluss P ausgebildet ist. Somit kann Hydraulikmittel zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 ausgehend vom Zulaufanschluss P über die Bohrung 29 und 42 in den Hohlraum 32 geleitet werden, wovon aus es dem Zentralventil 26 zur Verfügung steht, um zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 verwendet zu werden.
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Die Befestigungsanordnung 1 ist, analog zur Ausführungsform in 1, zur drehfesten Drehmomentübertragung vom Nockenwellenversteller 2 auf die Nockenwelle 24 verspannt ausgebildet. Die Verspannung wird durch die Schraubverbindung der Befestigungsschraube 5 realisiert. Beim Anziehen der Befestigungsschraube 5 wird der axiale Abstand des Ringes 8 zum Gewindering 13 verringert. Der Ring 8 und der Gewindering 13 stützen sich über ihre Außenkegelflächen 10 und 15 an den jeweiligen Innenkegelflächen 6 und 12 ab. Zudem stützt sich die endseitige Stirnfläche 39 des Nockenwellenendes 3 an der Stirnfläche 40 ab. Durch die zwei Kegelflächepaarungen und der axialen Länge der Befestigungsschraube 5 wird die Elastizität im Schraubverbund erhöht, wodurch eine hohe Vorspannkraft des Schraubverbunds realisiert werden kann, die sich vorteilhaft auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Befestigungsanordnung 1 auswirkt.
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4 zeigt eine vierte Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung.
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4 weist alternativ zum in 1 beschriebenen Besonderheit der Hydraulikmittelleitung eine radiale Bohrung 29 auf, welche im axialen Bereich des Zwischenraumes 23 angeordnet ist.
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Die Bohrung 29 der Nockenwelle 24 verbindet den Zwischenraum 23 mit einem Zulaufanschluss P. Weiter weist die Befestigungsschraube 5 einen koaxial zur Drehachse 25 angeordneten, jedoch in den Zwischenraum 23 abgewinkelten, Hydraulikmittelkanal 22 auf, welcher aus zwei winklig zueinander angeordneten Sacklochbohrungen ausgebildet ist. Somit kann Hydraulikmittel zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 ausgehend vom Zulaufanschluss P über die Bohrung 29 in den Zwischenraum 23 durch den Hydraulikmittelkanal 22 der Befestigungsschraube 5 zum Hohlraum 32 geleitet werden, wovon aus es dem Zentralventil 26 zur Verfügung steht, um zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 verwendet zu werden.
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Die Befestigungsanordnung 1 ist, analog zur Ausführungsform in 1, zur drehfesten Drehmomentübertragung vom Nockenwellenversteller 2 auf die Nockenwelle 24 verspannt ausgebildet. Die Verspannung wird durch die Schraubverbindung der Befestigungsschraube 5 realisiert. Beim Anziehen der Befestigungsschraube 5 wird der axiale Abstand des Ringes 8 zum Gewindering 13 verringert. Der Ring 8 und der Gewindering 13 stützen sich über ihre Außenkegelflächen 10 und 15 an den jeweiligen Innenkegelflächen 6 und 12 ab. Zudem stützt sich die endseitige Stirnfläche 39 des Nockenwellenendes 3 an der Stirnfläche 40 ab. Durch die zwei Kegelflächepaarungen und der axialen Länge der Befestigungsschraube 5 wird die Elastizität im Schraubverbund erhöht, wodurch eine hohe Vorspannkraft des Schraubverbunds realisiert werden kann, die sich vorteilhaft auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Befestigungsanordnung 1 auswirkt.
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5 zeigt eine fünfte Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem Abstandselement.
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5 weist den grundsätzlichen Aufbau zur Hydraulikmittelleitung wie in 1, bis auf das hier nicht mehr vorhandene Abtrennelement 30, auf.
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Die Bohrung 29 der Nockenwelle 24 verbindet den Hohlraum 31 mit einem Zulaufanschluss P. Weiter weist die Befestigungsschraube 5 einen koaxial zur Drehachse 25 angeordneten Hydraulikmittelkanal 22 auf, welcher als Durchgangsbohrung ausgebildet ist. Somit kann Hydraulikmittel zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 ausgehend vom Zulaufanschluss P über die Bohrung 29 in den Hohlraum 31 durch den Hydraulikmittelkanal 22 der Befestigungsschraube 5 zum Hohlraum 32 durch die Befestigungsanordnung hindurch geleitet werden, wovon aus es dem Zentralventil 26 zur Verfügung steht, um zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 verwendet zu werden.
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Alternativ zur Befestigungsanordnung 1 nach 1 hier ein Abstandselement 19 als separates Bauteil 20 axial zwischen der Nabe 4 und dem separaten Bauteil 18 platziert. Im Unterschied zur 1 stützt sich die endseitige Stirnfläche 39 des Nockenwellenendes 3 nicht mehr an der Stirnfläche 40 ab. Zwischen den Stirnfläche 39 und 40 ist ein axialer Spalt vorgesehen. Diese Abstützung wird nun durch das Abstandselement 19 erfüllt. Gleichermaßen wird wie auch in 1 durch die zwei Kegelflächepaarungen und der axialen Länge der Befestigungsschraube 5 wird die Elastizität im Schraubverbund erhöht, wodurch eine hohe Vorspannkraft des Schraubverbunds realisiert werden kann, die sich vorteilhaft auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Befestigungsanordnung 1 auswirkt. Hierzu kann die Ausbildung des Abstandselementes 19 vorteilhafterweise geometrische Eigenschaften aufweisen, die die Elastizität im Schraubverbund weiter erhöht.
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6 zeigt eine sechste Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem Abstandselement.
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6 weist den grundsätzlichen Aufbau zur Hydraulikmittelleitung wie in 2 auf.
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Die radiale Bohrung 29 ist axial innerhalb der Außenumfangsfläche 41 positioniert. Der Bohrung 29 steht eine Bohrung 42 der Nabe 4 gegenüber, wodurch eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Hohlraum 32 und dem Zulaufanschluss P ausgebildet ist. Somit kann Hydraulikmittel zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 ausgehend vom Zulaufanschluss P über die Bohrung 29 und 42 in den Hohlraum 32 geleitet werden, wovon aus es dem Zentralventil 26 zur Verfügung steht, um zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 verwendet zu werden.
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Wie in 5 beschrieben ist hier ein Abstandselement 19 als separates Bauteil 20 axial zwischen der Nabe 4 und dem separaten Bauteil 18 platziert. Im Unterschied zur 1 stützt sich die endseitige Stirnfläche 39 des Nockenwellenendes 3 nicht mehr an der Stirnfläche 40 ab. Zwischen den Stirnfläche 39 und 40 ist ein axialer Spalt vorgesehen. Diese Abstützung wird nun durch das Abstandselement 19 erfüllt. Gleichermaßen wird wie auch in 1 durch die zwei Kegelflächepaarungen und der axialen Länge der Befestigungsschraube 5 wird die Elastizität im Schraubverbund erhöht, wodurch eine hohe Vorspannkraft des Schraubverbunds realisiert werden kann, die sich vorteilhaft auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Befestigungsanordnung 1 auswirkt. Hierzu kann die Ausbildung des Abstandselementes 19 vorteilhafterweise geometrische Eigenschaften aufweisen, die die Elastizität im Schraubverbund weiter erhöht.
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7 zeigt eine siebte Ausführung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem Abstandselement.
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7 weist den grundsätzlichen Aufbau zur Hydraulikmittelleitung wie in 4 auf.
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Die radiale Bohrung 29 ist im axialen Bereich des Zwischenraumes 23 angeordnet. Die Bohrung 29 der Nockenwelle 24 verbindet den Zwischenraum 23 mit einem Zulaufanschluss P. Weiter weist die Befestigungsschraube 5 einen koaxial zur Drehachse 25 angeordneten, jedoch in den Zwischenraum 23 abkreuzenden, Hydraulikmittelkanal 22 auf, welcher aus zwei winklig zueinander angeordneten Bohrungen ausgebildet ist, wobei die axiale Bohrung als Sacklochbohrung ausgebildet ist, welche von einer durchgängigen Querbohrung gekreuzt ist, die wiederum in den Zwischenraum 23 mündet. Somit kann Hydraulikmittel zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 ausgehend vom Zulaufanschluss P über die Bohrung 29 in den Zwischenraum 23 durch den Hydraulikmittelkanal 22 der Befestigungsschraube 5 zum Hohlraum 32 geleitet werden, wovon aus es dem Zentralventil 26 zur Verfügung steht, um zum Betrieb des Nockenwellenverstellers 2 verwendet zu werden.
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Wie in 5 beschrieben ist hier ein Abstandselement 19 als separates Bauteil 20 axial zwischen der Nabe 4 und dem separaten Bauteil 18 platziert. Im Unterschied zur 1 stützt sich die endseitige Stirnfläche 39 des Nockenwellenendes 3 nicht mehr an der Stirnfläche 40 ab. Zwischen den Stirnfläche 39 und 40 ist ein axialer Spalt vorgesehen. Diese Abstützung wird nun durch das Abstandselement 19 erfüllt. Gleichermaßen wird wie auch in 1 durch die zwei Kegelflächepaarungen und der axialen Länge der Befestigungsschraube 5 wird die Elastizität im Schraubverbund erhöht, wodurch eine hohe Vorspannkraft des Schraubverbunds realisiert werden kann, die sich vorteilhaft auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Befestigungsanordnung 1 auswirkt. Hierzu kann die Ausbildung des Abstandselementes 19 vorteilhafterweise geometrische Eigenschaften aufweisen, die die Elastizität im Schraubverbund weiter erhöht.
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Bezugszeichenliste
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- 1)
- Befestigungsanordnung
- 2)
- Nockenwellenversteller
- 3)
- Nockenwellenende
- 4)
- Nabe
- 5)
- Befestigungsschraube
- 6) 7)
- Innenkegelfläche Klemmelement
- 8)
- Ring
- 9)
- Außenumfangsfläche
- 10)
- Außenkegelfläche
- 11)
- Innenumfang
- 12)
- Innenkegelfläche
- 13)
- Gewindering
- 14)
- Außenumfangsfläche
- 15)
- Außenkegelfläche
- 16)
- Innengewinde
- 17)
- Axiale Richtung
- 18)
- Separates Bauteil
- 19)
- Abstandselement
- 20)
- Separates Bauteil
- 21)
- Hydraulikmittelkanal
- 22)
- Hydraulikmittelkanal
- 23)
- Zwischenraum
- 24)
- Nockenwelle
- 25)
- Drehachse
- 26)
- Zentralventil
- 27)
- Außengewinde
- 28)
- Sicherungsring
- 29)
- Bohrung
- 30)
- Abtrennung
- 31)
- Hohlraum
- 32)
- Hohlraum
- 33)
- Innensechskant
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- 34)Schraubenkopf
- 35)
- Schraubenschaft
- 36)
- Stirnfläche
- 37)
- Stirnfläche
- 38)
- Stirnfläche
- 39)
- Stirnfläche
- 40)
- Stirnfläche
- 41)
- Außenumfangsfläche
- 42)
- Bohrung
- 43)
- Hydraulikmittelkanal
- P)
- Zulaufanschluss
