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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps, mit einem Rotor und einem Stator, die gegeneinander verdrehbar und Flügelzellen ausbildend gelagert sind, wobei eine Rückstellfeder zur radialen Positionierung des Rotors relativ zum Stator einerseits am Rotor und andererseits am Stator festgelegt oder festlegbar ist.
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Nockenwellenversteller dienen einer gezielten Verstellung der Phasenlage zwischen einer Nockenwelle und einer Kurbelwelle in einer Brennkraftmaschine. Sie ermöglichen eine optimierte Einstellung von Ventilsteuerzeiten über Motorlast und Motordrehzahl. Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen können so wesentlich gesenkt sowie eine Leistungssteigerung des Motors erreicht werden.
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Ein Nockenwellenversteller besteht üblicherweise aus einem Stator, einem in dem Stator positionierten Rotor, sowie aus zwei Dichtdeckeln. Im Stator ist eine Anzahl von Druckkammern ausgebildet, die auch als Flügelkammern bezeichnet werden und durch sich radial nach innen von der Statorwandung weg erstreckende Stege voneinander getrennt sind. Rotorflügel des innerhalb des Stators gehaltenen Rotors greifen in die Druckkammern ein. Zur Nockenwellenverstellung werden die Druckkammern mit Hydraulikmedium beaufschlagt, wodurch der Rotor innerhalb des Stators gedreht wird. Um einen Rotor im Betrieb eines Nockenwellenverstellers wieder zurück in eine Ruhe- oder Ausgangsstellung zu verschieben, finden häufig Federelemente Anwendung. Hierfür ist eine sichere Befestigung und Lagebestimmung des Federelements an Rotor und Stator erforderlich.
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Es ist bekannt, eine Spiralfeder an einer Innenkontur an einer Federaufnahme oder an Nadeln zu befestigen. Eine Federaufnahme ist jedoch nicht immer einsetzbar, beispielsweise wenn ein Triggerrad, das bis zu Motormontage nicht fest mit dem Nockenwellenverssteller verbunden sein soll, benötigt wird. Eine Befestigung an Nadeln ist in diesem Fall zwar möglich, jedoch kann es im Einzelfall erforderlich sein, zusätzliche Nadeln zu verwenden, da die Spiralfeder beruhigt werden soll. In diesem Fall kann es zu Problemen mit einer ggf. vorhandenen Verriegelung kommen, da durch den Schwenkwinkel des Nockenwellenverstellers für die Verriegelung kein ausreichender Bauraum zur Verfügung gestellt werden kann.
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Aus der
DE 10 2009 005 114 A1 ist ein Nockenwellenversteller der eingangs genannten Art mit einem als Drehfederausgebildeten Federelement bekannt. Die Drehfeder ist über ihre beiden Federenden an hierfür vorgesehenen Federhaltern befestigt und zwischen einer sogenannten Federabdeckscheibe und dem als vordere Abdeckscheibe ausgebildeten Dichtdeckel angeordnet. Die Federabdeckscheibe ist über Bolzen mit dem Dichtdeckel verbunden.
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Aus der
DE 10 2008 051 732 A1 ist eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem als Drehfeder ausgebildeten Federelement bekannt. Die Drehfeder ist in einem Federraum angeordnet und über ihre beiden Federenden an einem als Seitendeckel ausgebildeten Dichtdeckel befestigt. Der Federraum wird von einem topfförmigen Federdeckel begrenzt, wozu der Federdeckel die Vorrichtung radial und axial zumindest teilweise übergreift. Der Federdeckel und der Dichtdeckel sind über Formschlusselemente aneinander befestigt.
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Die
DE 10 2010 051 052 A1 offenbart einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen drehfest mit einer Kurbelwelle verbindbaren Stator, einen in dem Stator um eine Drehachse drehbargelagerten Rotor, einen Dichtdeckel zur Leckageminimierung, sowie ein Federelement zur Positionierung des Rotors gegenüber dem Stator, wobei das Federelement über einen Federbügel in axialer Richtung und über mehrere Bolzen in radial Richtung am Dichtdeckel gehalten ist.
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Die
DE 10 2011 082 590 A1 offenbart einen Nockenwellenversteller mit einem Antriebselement und einem mit einer Nockenwelle verbindbarem Abtriebselement und einem Triggerrad, welche koaxial zur Drehachse des Nockenwellenverstellers angeordnet sind, wobei das Triggerrad eine radiale Lasche und ein Orientierungsmittel aufweist, wobei die radiale Lasche zur Festlegung der axialen Position des Triggerrades mit dem Nockenwellenversteller vorgesehen ist und das Orientierungsmittel zur Festlegung der Winkellage zwischen dem Triggerrad und der Nockenwelle vorgesehen ist.
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Der Einsatz von Federdeckeln und/oder gesonderten Bauteilen zur axialen und radialen Lagebestimmung, Positionierung und Halterung von Rückstellfedern stellt aufgrund deren Gewichts und der mit der Fertigung und Materialverwaltung verbundenen Kosten keine dauerhafte Lösung zur Positionierung eines Federelements an einem Dichtdeckel dar. Der Einsatz einer ausreichenden Anzahl von in entsprechender Lage am Nockenwellenversteller zu diesem Zweck positionierten Bolzen kann insbesondere bei Nockenwellenverstellern mit Verriegelung zu Bauraumproblemen führen, da die Bolzen nicht oder nur mit Einschränkungen in bestmöglich geeigneten Positionen angeordnet werden können. Soll ein Triggerrad am Nockenwellenversteller angeordnet sein, sind solche Bolzen jedoch oftmals die einzige Möglichkeit, die Rückstellfeder zu positionieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nockenwellenversteller zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile nicht oder nur in verminderter Form aufweist. Insbesondere soll die Rückstellfeder über die für ihre Positionierung und Befestigung verwendeten Bauteile beruhigt werden können. Auch soll eine kostengünstige Herstellung und Materialverwaltung bei der Herstellung möglich sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Nockenwellenversteller dadurch gelöst, dass ein Federanlagebauteil zum Zentrieren und/oder radialen Positionsbegrenzen der Rückstellfeder an zumindest zwei Punkten am Rotor festgelegt ist, insbesondere gegen Verdrehen gesichert ist. Durch ein derartiges Federanlagebauteil kann eine möglichst großflächige und auf die anderen Bauteile und deren Geometrie und Anordnung zueinander abgestimmte Federanlage für die Rückstellfeder ausgebildet werden, über die diese sicher radial und/oder axial positioniert, gehalten und beruhigt sein kann. Die Rückstellfeder kann insbesondere in radialer Richtung beruhigt sein. Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller ist besonders für Steuertriebe, Kettentriebe und Riementriebe, insbesondere im Kfz-Bereich geeignet.
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Der Stator kann im eingebauten Zustand drehfest mit einer Kurbelwelle verbunden sein. Der Rotor kann drehfest mit einer Nockenwelle verbunden sein. Im Stator ist eine Anzahl von Druckkammern ausgebildet, beispielsweise drei, vier, fünf oder mehr Druckkammern, die auch als Flügelzellen bezeichnet werden und durch sich radial nach innen von der Statorwandung weg erstreckende Stege voneinander getrennt sind. Rotorflügel des innerhalb des Stators gehaltenen Rotors greifen in die Druckkammern ein. Der Verdrehwinkel des Rotors kann durch die Stege im Stator begrenzt sein. Auf beiden Stirnseiten des Nockenwellenverstellers ist vorzugsweise jeweils ein Deckel angeordnet, z. B. am Rotor oder am Stator festgelegt, mit dem bzw. denen die Flügelzellen verschlossen und abgedichtet sind. Der Dichtdeckel kann als Verriegelungsdeckel mit einer entsprechenden Verriegelungskulisse ausgebildet sein. Rotor und Stator können insbesondere spanlos gefertigt sein. Sie können kaltumgeformte, insbesondere tiefgezogene Blechbauteile oder Stahlblechbauteile sein. Solche Bauteile sind in vorteilhafter Weise kostengünstig und für eine Massenproduktion gut geeignet. Der Stator kann insbesondere als Stirnverzahnungsbauteil mit einer in radialer Richtung nach außen weisenden Außenverzahnung ausgebildet sein.
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Das Federanlagebauteil kann die Rückstellfeder insbesondere durch Anlage von zumindest Abschnitten einer Innenkontur der Rückstellfeder an oder auf einer Außenkontur des Federanlagebauteils zentrieren und/oder in der radialen Position begrenzen. Bei der Rückstellfeder handelt es sich vorzugsweise um eine Spiralfeder. Deren innere Windung liegt zumindest abschnitts- oder teilweise, vorzugsweise möglichst vollflächig am Federanlagebauteil, insbesondere an der Außenkontur an, und so in vorteilhafter Weise auch bei Verformungen der Feder positioniert, gehalten und in radialer Richtung beruhigt.
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Das Federanlagebauteil kann bei einer Ausführungsform der Erfindung mit einer durchgehenden zentralen Öffnung ausgebildet sein. Es ist vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig als Federanlagering oder ringabschnittsartig ausgebildet. Das Material des Federanlagebauteils ist vorzugsweise Kunststoff oder Metall, kann aber aus anderen geeigneten Materialen oder Materialmischungen bestehen. Ein solches Federanlagebauteil in vorteilhafter Weise einfach und kostengünstig herzustellen und bietet eine großflächige Anlage für die Rückstellfeder.
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Bei einer Ausführungsform können am Rotor zumindest zwei Bolzen angeordnet sein. Ein Bolzen in diesem Sinne kann insbesondere eine Nadel, ein Stift, ein Zapfen oder Pin sein. Der Bolzen kann in beliebiger geeigneter Weise am Rotor festgelegt sein, zum Beispiel eingeschraubt, insbesondere eingepresst sein. Der Bolzen ist vorzugsweise jeweils parallel zur und radial beabstandet von der Drehachse des Nockenwellenverstellers angeordnet.
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Das Federanlagebauteil weist nach einer Ausführungsform eine Öffnung oder Ausnehmung, insbesondere eine durchgehende Öffnung oder eine durchgehende Ausnehmung auf. Es ist vorzugsweise mit dieser auf zumindest einen der am Rotor festgelegten Bolzen aufgepresst und darüber sowohl axial als auch radial positioniert. Das Federanlagebauteil kann auf mehrere oder alle Bolzen aufgepresst sein. Es ist vorzugweise in axialer Richtung am Rotor abgestützt. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass das Federanlagebauteil sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung lagedefiniert und gut montierbar am Nockenwellenversteller festzulegen ist.
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Es ist von Vorteil, wenn das Federanlagebauteil zumindest eine weitere Ausnehmung oder Öffnung aufweist. Diese kann insbesondere radial nach außen offen sein. In die weitere Ausnehmung oder Öffnung greift jeweils einer der Bolzen des Rotors ein, so dass die genannte weitere Ausnehmung oder Öffnung einer Winkelpositionierung des Federanlagebauteils relativ zum Rotor zusätzlich zur Positionierung über die vorgenannte Pressfügung dient und das Federanlagebauteil in vorteilhafter Weise gegenüber dem Rotor auch drehgesichert ist. Ein in die weitere Ausnehmung oder Öffnung eingreifender Bolzen kann darin mit Spiel geführt sein (Spielpassung) oder aber eingepresst sein.
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Das Federanlagebauteil kann bei einer Ausführungsform eine Freistellung, zum Beispiel in Form einer Ausnehmung, Nut oder Vertiefung aufweisen. In diese Freistellung greift ein als Lagerabschnitt ausgebildetes Ende der Rückstellfeder ein. Auf diese Weise ist die Rückstellfeder in umfänglicher Richtung besonders einfach relativ zum Federanlagebauteil geführt und positioniert. Sie kann unmittelbar an diesem oder unmittelbar über ein ebenfalls in der Freistellung angeordnetes Bauteil, zum Beispiel über einen der vorgenannten Bolzen, fixiert sein. Die Freistellung ist vorzugsweise in der axialen Richtung des Federanlagebauteils zumindest teilweise offen, so dass die Rückstellfeder besonders einfach eingelegt und montiert werden kann.
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Eine Axialpositionierung des Federanlagebauteils im jeweils erforderlichen axialen Abstand vom Rotor kann besonders einfach erzielt werden, indem dieses in axialer Richtung vorragende Anlageelemente, Vorsprünge oder Auskragungen aufweist. Bei drei solchen umfänglich voneinander beabstandeten Anlageelementen, vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandeten Anlageelementen ist das Federanlagebauteil eindeutig zum Rotor lagedefiniert.
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Bei einer Ausführungsform kann die Rückstellfeder radial außerhalb des Federanlagebauteils angeordnet sein, anders ausgedrückt das Federanlagebauteil umhüllen. Sie kann in besonders vorteilhafter Weise in Umfangsrichtung zumindest abschnittsweise an einer radial nach außen gerichteten Fläche des Federanlagebauteils anliegen. Vorzugsweise liegt sie in einem Winkelbereich von ca. 220° bis 320°, bevorzugt von ca. 240° bis ca. 300°, besonders bevorzugt von ca. 260° bis 280° an der Federanlagefläche an.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann das Federanlagebauteil zumindest einen, vorzugsweise drei radial in seine zentrale Öffnung ragende Rastvorsprünge aufweisen. Ein Rastvorsprung in diesem Sinne kann insbesondere ein Schnappvorsprung, eine Nase oder eine Rastlasche sein. Ein Triggerrad kann am Nockenwellenversteller die zentrale Öffnung mit einem Flanschabschnitt durchgreifend angeordnet sein. Der zumindest eine Rastvorsprung kann mit dem Triggerrad in Eingriff gebracht werden und dieses axial fixieren und positionieren. Es ist ein besonderer Vorteil, dass das Triggerrad bei dieser Ausführungsform der Erfindung besonders einfach vormontierbar und im vormontierten Zustand in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung lagedefiniert ist.
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Das Triggerrad, insbesondere dessen Flanschabschnitt, kann eine Anlagestruktur aufweisen, die mit dem Rastvorsprung oder den Rastvorsprüngen des Federanlagebauteils bei montierten und/oder vormontierten Triggerrad in Eingriff gelangt. Die Anlagestruktur kann eine Durchmesseränderung, eine Schulter, eine Hinterschneidung oder ähnliches sein. Sie ist vorzugsweise als in radialer Richtung eingebrachte Nut ausgebildet. Unter einer Nut in diesem Sinne ist insbesondere eine Vertiefung, eine Einkerbung oder eine Schulter zu verstehen. Die Anlagestruktur, insbesondere die Nut ist vorzugsweise umlaufend, insbesondere ununterbrochen umlaufend, ausgebildet. In die Nut greift der zumindest eine Rastvorsprung des Triggerrades ein. Das Triggerrad kann so in besonders einfachen Weise axial fixiert sein, wobei es dennoch relativ zum Federanlagebauteil und damit relativ zum Rotor, drehbar ist. Das Triggerrad kann so vormoniert werden und als axiale Transport- oder Lagesicherung der Rückstellfeder dienen.
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Jenes Triggerrad kann insbesondere mittels einer die zentrale Öffnung durchgreifenden Zentralschraube oder Zentralventils verdrehgesichert sein. Es kann insbesondere zwischen dem Federanlagebauteil und der Zentralschraube geklemmt sein. Es sei angemerkt, dass das Triggerrad am Rotor festlegende Bauteil nicht notwendigerweise gleichzeitig die Funktion eines Federanlagebauteils ausüben muss, sondern lediglich die Funktion des Festlegens des Triggerrades ausüben kann, also allgemein als Befestigungsbauteil bezeichnet werden kann.
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Vorzugsweise ist der zumindest eine Rastvorsprung bei einer Montage des Triggerrades, insbesondere beim Einführen des Flanschabschnitts in die zentrale Öffnung elastisch deformierbar.
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Anders ausgedrückt kann man auch sagen, dass nach der Erfindung ein Ring auf mindestens eine Nadel oder einen Bolzen aufgepresst wird oder ist und durch eine zweite Nadel winkelpositioniert ist. Bei Bedarf kann eine Nadel oder ein Bolzen oder können mehrere weitere Nadeln oder Bolzen verwendet werden. Die Presspassung kann lediglich als Verliersicherung wirken und eine unkontrollierte Positionsänderung, z. B. Schwingen des Rings, verhindern oder verringern. Der Ring kann insbesondere axial am Rotor abgestützt sein. Die Feder greift vorzugsweise mittels eines Federhakens in eine Ausnehmung des Rings ein und ist mittelbar über eine Nadel oder einen Bolzen oder unmittelbar am Ring eingehängt. Der Ring kann Kunststoff oder Metall aufweisen, insbesondere aus Kunststoff oder Metall oder einem Verbundwerkstoff bestehen. Er kann neben der Abstützung der Rückstellfeder gleichzeitig der Festlegung eines Triggerrades dienen.
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Der Nockenwellenversteller kann anders ausgedrückt im Bereich der Triggerradbefestigung ein Bauteil, vorzugsweise einen Ring aufweisen, an dem Nasen in den Bauraum des Triggerrades hineinragen. Bei der und durch die Montage des Triggerrades werden die Nasen verformt. Es kommt somit zu einem Kraft- und/oder Formschluss. Somit ist es möglich, das Triggerrad in diesen Ring einzustecken und mittels der Nasen zu positionieren und festzuhalten. Das Triggerrad kann kraft- und/oder formschlüssig gehalten sein und als axiale Transportsicherung dienen, wenn dieses vor Auslieferung des Nockenwellenverstellers montiert wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Nockenwellenverstellers nach der Erfindung,
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2 den Nockenwellenversteller der 1 in einer Aufsicht,
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3 den Nockenwellenversteller der 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht mit Federanlagebauteil,
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4 den Nockenwellenversteller der 1 bis 3 in einer Aufsicht mit Federanlagebauteil,
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5A, 5B das Federanlagebauteil der 3 und 4 in perspektivischen Ansichten,
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6A, 6B das Federanlagebauteil der 3 bis 5 in Aufsichten aus unterschiedlichen Richtungen,
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7 das Federanlagebauteil der 3 bis 6 in einer seitlichen Ansicht,
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8 eine Aufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Nockenwellenverstellers nach der Erfindung,
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9 eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX der 8,
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10 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X der 8,
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11 ein vergrößertes Detail der 8,
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12 eine perspektivische Ansicht des Nockenwellenverstellers der 8,
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13 eine Aufsicht des Nockenwellenverstellers der 8 mit Triggerrad
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14 eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX der 13,
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15 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X der 13,
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16 ein vergrößertes Detail der 13,
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17 eine perspektivische Ansicht des Nockenwellenverstellers der 13,
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18A, 18B das Federanlagebauteil der 8 bis 17 in perspektivischen Ansichten,
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19A, 19B das Federanlagebauteil der 8 bis 17 in Aufsichten aus unterschiedlichen Richtungen,
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20 das Federanlagebauteil der 8 bis 17 in einer Schnittansicht,
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21 ein vergrößertes Detail aus 18A,
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22A, 22B eine weitere Ausführungsform eines Federanlagebauteils in perspektivischen Ansichten,
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23 das Federanlagebauteil der 22A und 22B in einer Aufsicht,
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24 das Federanlagebauteil der 22 und 23 in einer Schnittansicht,
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25 ein vergrößertes Detail aus 23 und
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26 ein Triggerrad in einer perspektivischen Ansicht.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Details der unterschiedlichen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden.
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Die 1 bis 4 zeigen einen Nockenwellenversteller 1 in einer ersten Ausführungsform, der zur Drehwinkelverstellung einer nicht gezeigten Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine/Verbrennungskraftmaschine dient. Mit Hilfe der Nockenwelle werden die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine betätigt. Das Optimum von deren Steuerzeiten ändert sich mit der Motordrehzahl. Es verschiebt sich bei dem Einlassventilen mi steigender Motordrehzahl nach spät, bei den Auslassventilen nach früh. Bei Motoren mit getrennten Nockenwellen für die Ein- und Auslassventile besteht die Möglichkeit, durch entsprechendes Verdrehen der Nockenwellen die gewünschte drehzahlabhängige Anpassung der Steuerzeiten auf einfache Weise zu verwirklichen. Diesem Zweck dient der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller 1.
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Der Nockenwellenversteller 1 weist einen Stator 2 und einen Rotor 3 auf, die konzentrisch um einen Längsachse 4 des Nockenwellenverstellers 1 und zueinander um die Längsachse 4 verdrehbar sind. Zwischen Rotor 2 und Stator 3 sind in den Figuren nicht dargestellte Flügelzellen ausgebildet, die mit Fluid, wie einer Flüssigkeit, etwa Drucköl zu beaufschlagen sind, um eine Relativverdrehung von Rotor 2 und Stator 3 zu bewirken.
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Der Nockenwellenversteller 1 weist des Weiteren eine Rückstellfeder 5 in Form einer Spiralfeder auf. Diese ist mit einem ersten, radial inneren Ende 6 am Rotor 2 und mit einem zweiten, radial äußeren Ende 7 am Stator 3 festgelegt und spannt Rotor 2 und Stator 3 gegeneinander in Drehrichtung vor. Auf diese Weise können Rotor 2 und Stator 3 nach einer Verstellung mittels in die Flügelzellen eingeleiteten Öls bei einem Abfallen des Öldrucks in ihre ursprüngliche Relativposition zurückgestellt werden.
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Am Stator 3 ist stirnseitig ein Deckel 8 mittels Verschraubungen 9 befestigt. Dieser dient einer Abdichtung der zwischen Rotor 2 und Stator 3 ausgebildeten Flügelzellen. In die axial vo3 Rotor 2 und Stator 3 abgewandte Stirnseite des Deckels 8 oder Stator 3 ist ein Federhaltebolzen 10 eingepresst. Er kann auch im Stator 3 eingepresst sein. Dieser ist vom zweiten Ende 7 der Rückstellfeder 5 umgriffen und fixiert dieses relativ zum Stator 3. Des Weiteren ist in die genannte Stirnseite des Deckels 8 ein Federführungsbolzen 11 eingepresst, der zusammen mit dem Federhaltebolzen 10 das radial äußere Ende 7 der Rückstellfeder 4 in radialer Richtung lagefixiert. In den Rotor 2 sind drei Federbolzen 12, 13, 14 eingepresst. Die Achsen der Federbolzen 12, 13, 14, des Federführungsbolzens 11 und des Federhaltebolzens 10 sind parallel zu und radial beabstandet von der Längsachse 4 des Nockenwellenverstellers 1. Zwischen den Federbolzen 12 und 13 sowie 13 und 14 liegt jeweils ein Winkel von etwa 90°, während zwischen den Federbolzen 12 und 14 ein Winkel von etwa 180° liegt. Der Federbolzen 14 ist von dem ersten Ende 6 der Rückstellfeder 4 umgriffen und fixiert dieses relativ zum Rotor 2.
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Die Federbolzen 12, 13, 14 dienen der Lagefixierung und Halterung eines Federanlagebauteils in Form eines Federanlagerings 15. Dieser ist in der in dem Nockenwellenversteller 1 nach den 1 bis 4 verbauten Ausführungsform in den 5A, 5B, 6A, 6B und 6C einzeln in verschiedenen Ansichten dargestellt. Der Federanlagering 15 ist im Wesentlichen ringförmig mit einer zentralen Öffnung 16 ausgebildet. Erweist entsprechend der Positionen der Federbolzen 12, 13, 14 in axial gleiche Richtung von der Ringebene vorragende Vorsprünge 17, 18, 19 auf. Im Bereich dieser Vorsprünge 17, 18, 19 ist der Federanlagering 15 in der Ringebene mit Ausnehmungen 20, 21, 22 versehen, die einer Aufnahme der Federbolzen 12, 13, 14 darin dienen. In den Vorsprüngen 17, 18, 19 sind entsprechend der Positionen der Federbolzen 12 13, 14 Durchgangslöcher 23, 24, 25 in axialer Richtung eingebracht. Wie in 1 zu erkennen ist, bilden die rotorseitigen Stirnflächen der Vorsprünge 17, 18, 19 Anschlagsflächen aus, mit denen der Federanlagering 15 in axialer Richtung am Rotor 2 anliegt und abgestützt ist.
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Wie insbesondere in 6A zu erkennen ist, weisen die Ausnehmungen 20 und 21 in etwa die Weite der Durchgangslöcher 23 und 24 auf und durchgreifen den Federanlagering 15 in radialer Richtung nur teilweise, d. h. sind als radial innen verschlossene Sackausnehmungen ausgebildet. Die Ausnehmung 22 ist weiter als das ihr zugewiesene Durchgangsloch 25 ausgebildet und ragt in radialer Richtung vollständig durch den Federanlagering 15 hindurch. In Umfangsrichtung seitlich neben dem Durchgangsloch 25 ist ein Freiraum ausgebildet, in dem das erste Ende 6 der Rückstellfeder 5 den Federbolzen 14 umgreifend eingreift.
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Der Federanlagering 15 ist mittels des Durchgangslochs 25 auf den Federbolzen 14 aufgepresst, so dass er gegen Lösen oder Verlieren gesichert am Rotor 2 festgelegt ist. Die Federbolzen 12 und 13 greifen passend in die entsprechenden Durchganglöcher 23, 24 ein, so dass der Federanlagering 15 gegenüber dem Rotor 2 winkeldefiniert gelagert ist.
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Der Federanlagering 15 ist, wie insbesondere in den 3 und 4 gezeigt ist, radial innerhalb der Rückstellfeder 5 angeordnet. Seine radial äußere Umfangsfläche 26 bildet eine radial nach außen weisende Anlagefläche für die Rückstellfeder 5 aus. An dieser liegt die radial innere Seite der inneren Windung der Rückstellfeder 5 in umfänglicher Richtung in einem Winkelbereich von etwa 200° bis 215° an. Die Lage der Rückstellfeder 5 gegenüber dem Rotor 2 und damit gegenüber dem Stator 3 ist über den Federanlagering 15 eindeutig definiert. Des Weiteren ist die Rückstellfeder 5 nahezu vollumfänglich nach innen abgestützt und beruhigt.
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Die 8 bis 17 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Nockenwellenverstellers 1 nach der Erfindung, in der ein Triggerrad 27 am Nockenwellenversteller 1 vorgesehen ist. In den 8 bis 12 ist der Nockenwellenversteller 1 ohne montiertes Triggerrad 27 und in den 13 bis 17 mit montiertem Triggerrad 27 dargestellt. Hinsichtlich der Beschreibung von Rotor 2, Stator 3, Rückstellfeder 5, Deckel 8 sowie der Federbolzen 10, 11, 12, 13, 14 und die Anordnung des Federanlagerings 15 daran wird auf die vorstehende Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen. Neben den genannten Bauteilen zeigen die Figuren zu dieser Ausführungsform einen Statordeckel 28, der auf der dem Deckel 8 gegenüberliegenden Seite am Stator 3 ebenfalls über die Verschraubungen 9 festgelegt ist.
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Der Federanlagering 15 dieser Ausführungsform ist in den 18A bis 20 im Detail in verschiedenen Ansichten und Darstellungen gezeigt. An der der Federanlagefläche 26 gegenüberliegenden radial nach innen weisenden Umfangsfläche 29 sind insgesamt drei radial nach innen in die zentrale Öffnung 16 ragende Rastvorsprünge 30, 31, 32, die man auch als Schnappvorsprünge bezeichnen kann, ausgebildet. Diese sind in umfänglicher Richtung gleichmäßig voneinander beabstandet (Winkelabstand 120°) und in axialer Richtung zum Rotor 2 hin geneigt. Sie weisen aufgrund ihres Materials und/oder ihrer Geometrie federelastische Eigenschaften auf, wie im Folgenden dargelegt wird.
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Das Triggerrad 27 ist separat in 26 perspektivisch gezeigt. Das Triggerrad 27 ist tellerförmig ausgebildet und besitzt eine Nabe 33 mit einer zentralen Öffnung 35. Am Außenumfang des Triggerrades 27 sind Markierungen zur Signalerkennung vorgesehen. In den Außenumfang der Nabe 33 ist eine umlaufende Nut 34 eingebracht. In diese greifen die Rastvorsprünge 30, 31, 32 bei vollständig montiertem Triggerrad 27 kraft- und/oder formschlüssig ein, so dass die axiale Position des Triggerrades 5 festgelegt ist. Aus einem Vergleich der 11 und 16 ist die elastische Verformung der Vorsprünge 30, 31, 32 zu erkennen, wobei 11 die Vorsprünge 30, 31, 32 im unverformten Zustand, also ohne Triggerrad 27, und 16 im verformten Zustand, also in die Nut 34 des montierten Triggerrades 27 eingreifend, darstellt.
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Durch die in die umlaufende Nut 34 eingreifenden Vorsprünge 30, 31, 32 ist das Triggerrad 27 am Nockenwellenversteller 1 in axiale Richtung festgelegt und gesichert.
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Die 22A bis 25 zeigen eine Ausführungsform eines Befestigungsrings 36 für ein Triggerrad 27. In dieser Ausführungsform ist der Befestigungsring 36 mit Rastvorsprüngen 30, 31, 32 versehen, besitzt allerdings anders die beiden vorbeschriebenen Ausführungsformen des Federanlagerings 15 keine in axialer Richtung aus der Ringebene herausragende Vorsprünge. In dieser Ausführungsform dient der Befestigungsring 36 nur der Anordnung und axialen Festlegung des Triggerrades 27 und bildet keine Abstützung für die Rückstellfeder 5 aus, die bei Verwendung eines solchen Rings 36 mittels der Federbolzen 10, 11, 12, 13, 14 abgestützt sein kann. Im Übrigen gleicht der Befestigungsring 36 dem vorbeschriebenen Federanlagering 15 und es wird auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nockenwellenversteller
- 2
- Rotor
- 3
- Stator
- 4
- Längsachse
- 5
- Rückstellfeder
- 6
- erstes Ende
- 7
- zweites Ende
- 8
- Deckel
- 9
- Verschraubungen
- 10
- Federhaltebolzen
- 11
- Federführungsbolzen
- 12
- Federbolzen
- 13
- Federbolzen
- 14
- Federbolzen
- 15
- Federanlagering, Federanlagebauteil
- 16
- zentrale Öffnung
- 17
- Vorsprung
- 18
- Vorsprung
- 19
- Vorsprung
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Durchgangsloch
- 24
- Durchgangsloch
- 25
- Durchgangsloch
- 26
- Umfangsfläche/Anlagefläche
- 27
- Triggerrad
- 28
- Statordeckel
- 29
- Umfangsfläche
- 30
- Rastvorsprung
- 31
- Rastvorsprung
- 32
- Rastvorsprung
- 33
- Nabe
- 34
- umlaufende Nut
- 35
- zentrale Öffnung
- 36
- Befestigungsring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009005114 A1 [0005]
- DE 102008051732 A1 [0006]
- DE 102010051052 A1 [0007]
- DE 102011082590 A1 [0008]
