DE102004051033A1

DE102004051033A1 - Vorrichtung zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004051033A1
Application number: DE102004051033A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Hoyer; Jens Dipl.-Ing. Schäfer; Jens Dipl.-Ing. Hoppe; Dirk Dipl.-Ing. Heintzen; Matthias Dipl.-Ing. Troy Kapp; Roger Brighton Meyer
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-11-03
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2005-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle (4) gegenüber Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, die an dem in einem Kettenschacht (3) des Zylinderkopfes (2) hineinragenden antriebsseitigen Ende (5) der Nockenwelle (4) angeordnet ist und aus einer mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebseinheit (6) und aus einer drehfest mit der Nockenwelle (4) verbundenen Abtriebseinheit (9) besteht. Die Abtriebseinheit (9) weist eine axiale Durchgangsbohrung (12) für eine zentrale Befestigungsschraube (14) der Vorrichtung (1) auf und steht mit der Antriebseinheit (6) über mehrere innerhalb der Vorrichtung (1) gebildete Druckkammern (10, 11) in Kraftübertragungsverbindung. Die Druckmittelzu- und -abführung zu und von den Druckkammern (10, 11) ist durch ein zusammen mit einem Federmittel (16) in einem Hohlraum in der Abtriebseinheit (9) angeordnetes hydraulisches Steuerelement (17) regelbar, welches durch ein an einem Gehäuseteil (22) des Kettenschachtes (3) befestigtes Stellelement (23) betätigt wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist die zentrale Befestigungsschraube (14) der Vorrichtung (1) als Standardbauteil ausgebildet und mit ihrem Schraubenkopf (15) in der axialen Durchgangsbohrung (12) versenkt angeordnet, während das hydraulische Steuerelement (17) als innerhalb der axialen Durchgangsbohrung (12) angeordnete und den Schraubenkopf (15) der zentralen Befestigungsschraube (14) zumindest teilweise umschließende, rohrförmige Hülse ...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine nach dem oberbegriffsbildenen Merkmalen des Anspruchs 1.

Hintergrund der Erfindung

Aus der DE 198 17 319 A1 ist eine gattungsbildende Vorrichtung zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bekannt, die an dem in einem Kettenschacht des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine hineinragenden, antriebsseitigen Ende der Nockenwelle angeordnet und im Prinzip als hydraulischer Stellantrieb ausgebildet ist. Diese Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer über eine Kette mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebseinheit, die axial von zwei Seitendeckeln begrenzt wird, und aus einer drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Abtriebseinheit, die in die Antriebseinheit eingesetzt ist. Die Antriebseinheit steht dabei mit der Abtriebseinheit über mehrere inner halb der Vorrichtung gebildete Druckkammern in Kraftübertragungsverbindung, die bei wechselweiser oder gleichzeitiger Beaufschlagung mit einem hydraulischen Druckmittel eine Schwenkbewegung oder Fixierung der Abtriebseinheit gegenüber der Antriebseinheit und damit der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle bewirken. Zur Befestigung der Vorrichtung an der Nockenwelle weist die Abtriebseinheit darüber hinaus eine axiale Durchgangsbohrung für eine zentrale Befestigungschraube auf, die in eine axiale Gewindebohrung am antriebsseitigen Ende der Nockenwelle einschraubbar ist. Die Druckmittelzuführung und -abführung zu und von den Druckkammern der Vorrichtung ist bei dieser Vorrichtung durch ein zusammen mit einem Federmittel in einem koaxialen Hohlraum in der Abtriebseinheit angeordnetes hydraulisches Steuerelement regelbar, wobei der koaxiale Hohlraum in der Abtriebseinheit durch eine vom Schraubenkopf her in den Schraubenschaft der zentralen Befestigungsschraube eingearbeitete Axialbohrung gebildet wird. Das in dieser Axialbohrung angeordnete hydraulische Steuerelement ist in konkreter Ausführung als hohlzylindrischer Ventilschieber ausgebildet, der an seinem Außenumfang einen umlaufenden Absatz zur Abstützung des als Zugschraubenfeder ausgebildeten Federelementes sowie zwei ringförmige Steuerabschnitte aufweist, die mit mehreren in die Druckkammern der Vorrichtung mündenden Radialbohrungen im Schraubenschaft der zentralen Befestigungsschraube beziehungsweise in der Abtriebseinheit der Vorrichtung in Wirkverbindung stehen. Dieser Ventilschieber ist über eine stirnseitig an diesen angeformte Stößelstange mit dem Anker eines als Elektromagnet ausgebildeten Stellelementes verbunden, welches in Verlängerung der Vorrichtungslängsachse an einem gegenüberliegenden Gehäuseteil des Kettenschachtes der Brennkraftmaschine befestigt ist und das hydraulische Steuerelement in Abhängigkeit verschiedener Betriebsparameter der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft des Federmittels betätigt.

Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist es jedoch, dass das als hohlzylindrischer Ventilschieber ausgebildete hydraulische Steuerelement in die zentrale Befestigungsschraube integriert ist und der Schraubenschaft der Befestigungsschraube somit in aufwendiger Weise einer sehr speziellen Ausbildung als Ventilgehäuse für den Ventilschieber bedarf. Zwar hat die Ausbildung der den Ventilschieber aufnehmenden Befestigungsschraube als zentral in der Vorrichtung angeordnete hydraulische Steuereinheit zunächst den Vorteil, dass die Vorrichtung und deren hydraulische Steuereinheit in kompakter Bauweise auf einem minimierten Einbauraum im Fahrzeug untergebracht werden können und das durch kurze Leitungswege zwischen der hydraulischen Steuereinheit und den Druckkammern der Vorrichtung die hydraulische Steifigkeit und die Verstellgeschwindigkeit der Vorrichtung erhöht wird, sie hat jedoch zugleich den Nachteil, dass die aufwendige Fertigung der speziellen Befestigungsschraube mit der für eine hydraulische Steuereinheit gebotenen Genauigkeit eine erhebliche Erhöhung der Herstellungskosten für die Vorrichtung verursacht. Darüber hinaus hat sich die massive Bauweise des in der zentralen Befestigungsschraube angeordneten und mit einer angeformten Stößelstange ausgebildeten Ventilschiebers ebenfalls als nachteilig erwiesen, da einer derartiger Ventilschieber nur durch spanende Fertigung herstellbar ist und somit durch erhöhte Material- und Fertigungskosten zu einer weiteren Erhöhung der Herstellungskosten für die Vorrichtung beiträgt.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine zu konzipieren, welche einerseits die Vorteile einer zentral in der Vorrichtung angeordneten hydraulischen Steuereinheit aufweist, bei der jedoch andererseits die Kosten für die Ausbildung der zentralen Befestigungsschraube als Ventilgehäuse für das hydraulische Steuerelement entfallen sowie die Kosten für das hydraulische Steuerelement auf ein Minimum reduzierbar sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die zentrale Befestigungsschraube der Vorrichtung als herkömmliches Standartbauteil ausgebildet und mit ihren Schraubenkopf In der axialen Durchgangsbohrung in der Abtriebseinheit versenkt angeordnet ist und dass das hydraulische Steuerelement der Vorrichtung als innerhalb der axialen Durchgangsbohrung in der Abtriebseinheit angeordnete und den Schraubenkopf der zentralen Befestigungsschraube zumindest teilweise umschließende, rohrförmige Hülse ausgebildet ist.

In zweckmäßiger Weiterbildung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist die axiale Durchgangsbohrung in der Abtriebseinheit der Vorrichtung dabei als Mehrfachstufenbohrung ausgebildet, deren Durchmesser zumindest an einem von der nockenwellenabgewandten Seite der Abtriebseinheit her eingearbeiteten ersten Bohrungsabschnitt größer als der Durchmesser des Schraubenkopfes der zentralen Befestigungsschraube der Vorrichtung ist. An diesen ersten Bohrungsabschnitt der axialen Durchgangsbohrung schließt sich dann ein zweiter, im Durchmesser etwa den Durchmesser des Schraubenschaftes der zentralen Befestigungsschraube entsprechender Bohrungsabschnitt an, der wiederum in einem dritten Bohrungsabschnitt mündet, dessen Durchmesser komplementär zum Durchmesser eines an die Stirnseite der Nockenwelle angeformten Zentrierzapfens ist. Um eine für die Axialbeweglichkeit des hydraulischen Steuerelementes ausreichende Tiefe im ersten Bohrungsabschnitt der axialen Durchgangsbohrung ohne Vergrößerung des axialen Einbauraumes der Vorrichtung realisieren zu können, hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, an die nockenwellenzugewandte Seite der Abtriebseinheit einen zylindrischen Verlängerungsflansch anzuformen, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des ersten Bohrungsabschnitts der axialen Durchgangsbohrung ist. Dieser Verlängerungsflansch ragt durch eine entsprechende Bohrung im nockenwellenzugewandten Seitendeckel der Antriebseinheit hindurch aus derselben heraus und dient außerhalb der Vorrichtung zugleich als Federaufnahme für ein Flachspiralfeder, die mit einem Ende am Verlängerungsflansch der Abtriebseinheit und mit dem anderen Ende an einer verlängerten Seitendeckelschraube der Antriebseinheit befestigt ist und mit der die Abtriebseinheit beziehungsweise die Nockenwelle beim Ausschalten der Brennkraftmaschine in eine für deren Neustart bevorzugte Basisposition verdreht wird.

Die Innenmantelfläche des ersten Bohrungsabschnitts der axialen Durchgangsbohrung in der Abtriebseinheit ist darüber hinaus in vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zugleich als Führungsfläche für die Steuerabschnitte des hydraulischen Steuerelementes ausgebildet und weist in einer zwischen den Steuerabschnitten gelegenen Position eine mit einem axialem Druckmittelkanal der Vorrichtung verbundene, umlaufende Ringnut auf. Über diesen axialen Druckmittelkanal und über die umlaufende Ringnut wird das als hydraulisches Druckmittel der Vorrichtung verwendete Schmieröl der Brennkraftmaschine von einem Nockenwellenlager im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine zu dem zwischen den Steuerabschnitten des hydraulischen Steuerelementes entstehenden Ringraum geleitet und je nach Stellung des hydraulischen Steuerelementes den einen und/oder den anderen hydraulischen Druckkammern der Vorrichtung über die entsprechenden Radialbohrungen in der Abtriebseinheit zugeführt.

Als vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung wird es desweiteren vorgeschlagen, dass die am Außenumfang des hydraulischen Steuerelementes angeordneten Steuerabschnitte einen rechteckigen Profilquerschnitt aufweisen und dass der eine Steuerabschnitt mit seiner äußeren Ringfläche den nockenwellenzugewandten Abschluss sowie der andere Steuerabschnitt mit seiner äußeren Ringfläche den nockenwellenabgewandten Abschluss des hydraulischen Steuerelementes bildet. Ein derart ausgebildetes hydraulisches Steuerelement ist damit kostengünstig durch spanabhebende Fertigungsverfahren aus einem hohlzylindrischen Rohmaterial mit entsprechender Wanddicke herstellbar, kann aber auch in ebenso kostengünstiger Weise spanlos aus einer in der Wanddicke dünneren Hülse und aus zwei durch Presssitz auf der Hülse befestigten, separaten Steuerabschnitten zusammengesetzt werden.

Ein weiteres Merkmal des hydraulischen Steuerelementes der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist es, dass die das hydraulische Steuerelement bildende rohrförmige Hülse an ihrer nockenwellenabgewandten Seite durch einen Deckel verschließbar ist, der über eine zentrische Versteifung mit dem Anker des als Elektromagnet ausgebildeten Stellelementes des hydraulischen Steuerelementes in Wirkverbindung steht. Die zentrische Versteifung ist dabei bevorzugt als ins Innere der Hülse gewölbte koaxiale Vertiefung im Deckel ausgebildet, kann aber ebenso auch als aus der Hülse nach außen gewölbte koaxiale Erhöhung des Deckels oder in andere geeignete Weise ausgebildet werden. Um die zentrische Versteifung herum weist der Deckel darüber hinaus noch mehrere koaxiale Bohrungen auf, durch welche das bei Druckbeaufschlagung der einen Druckkammern aus den anderen Druckkammern der Vorrichtung ins Innere der Hülse abfließende hydraulische Druckmittel aus der Hülse in dem Kettenschacht abgeführt wird. Bei Druckbeaufschlagung der anderen Druckkammern wird das aus den einen Druckkammern der Vorrichtung abfließende hydraulische Druckmittel dagegen direkt am hydraulischen Steuerelement vorbei durch eine zentrische Bohrung im nockenwellenabgewandten Seitendeckel der Antriebseinheit in den Kettenschacht abgeführt.

Die Befestigung des Deckels am hydraulischen Steuerelement erfolgt dabei in weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung bevorzugt derart, dass der mit seiner äußeren Ringfläche den nockenwellenabgewandten Abschluss des hydraulischen Steuerelementes bildende andere Steuerabschnitt an seiner Innenmantelfläche mit einer umlaufenden Ringnut ausgebildet wird, in die der an seinem Außenumfang mit einer umlaufenden Rastwulst ausgebildete Deckel des hydraulischen Steuerelementes einklipsbar ist. Als Werkstoff für einen derart ausgebildeten Deckel bietet sich hierbei ein temperaturbeständiger Kunststoff an, wobei es jedoch auch möglich ist, den Deckel beispielsweise aus einem Leichtmetall herzustellen und durch Presssitz oder andere geeignete Befestigungen am hydraulischen Steuerelement zu fixieren.

Schließlich ist es noch ein Merkmal der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, dass das Federmittel des hydraulischen Steuerelementes als den Schraubenkopf der zentralen Befestigungsschraube umschließende Druckschraubenfeder ausgebildet ist. Da der Durchmesser des ersten Bohrungsabschnittes der axialen Durchgangsbohrung in der Abtriebseinheit größer als der Schraubenkopf der zentralen Befestigungschraube ausgebildet ist, kann sich die Druckschraubenfeder somit einenends an der Stufe des ersten Bohrungsabschnittes zum zweiten Bohrungsabschnitt der axialen Durchgangsbohrung abstützen, während sie anderenends an der äußeren Ringfläche des einen Steuerabschnitts des hydraulischen Steuerelementes anliegt. Die Höhe der entspannten Druckschraubenfeder ist dabei in vorteilhafter Weise so gewählt, dass die Druckschraubenfeder im endmontierten Zustand der Vorrichtung eine leichte Vorspannung auf das hydraulische Steuerelement ausübt.

Zur Realisierung einer solchen Vorspannung der Druckschraubenfeder auf das hydraulische Steuerelement ist es deshalb ein letztes Merkmal der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, dass die im nockenwellenabgewandten Seitendeckel der Antriebseinheit angeordnete Axialbohrung, die auch zur Druckmittelabführung aus der Vorrichtung genutzt wird, im Durchmesser gegenüber dem Durchmesser des ersten Bohrungsabschnittes geringfügig kleiner ausgebildet ist. Dadurch bildet der die Axialbohrung umschließende Teil der Innenfläche des Seitendeckels einen mit der äußeren Ringfläche des Nockenwellen abgewandten Steuerabschnittes des hydraulischen Steuerelementes korrespondierenden Endanschlag des Steuerelementes, während der Deckel des Steuerelementes in der Axialbohrung des Seitendeckels aufgenommen wird. Gleichzeitig kann ein derart ausgebildeter Endanschlag auch als Verliersicherung für das hydraulische Steuerelement und dessen Federmittel beim Transport der Vorrichtung genutzt werden, so dass die Vorrichtung bei deren Montage an der Nockenwelle nicht mehr komplettiert werden muss.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen den Vorteil auf, dass sie durch das als rohrförmige Hülse ausgebildete und direkt in der axialen Durchgangsbohrung in der Abtriebseinheit der Vorrichtung angeordnete hydraulische Steuerelement einerseits alle Vorteile einer zentral in der Vorrichtung angeordneten hydraulischen Steuereinheit aufweist. Dadurch und durch die vergrößere Ausbildung des ersten Bohrungs abschnittes der axialen Durchgangsbohrung in der Abtriebseinheit ist es andererseits möglich, als zentrale Befestigungschraube der Vorrichtung ein herkömmliches Standartbauteil zu verwenden, so dass bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung die Kosten für die Ausbildung der zentralen Befestigungsschraube als Ventilgehäuse für das hydraulische Steuerelement komplett entfallen. Da das als rohrförmige Hülse ausgebildete hydraulische Steuerelement außerdem sehr einfach spanend oder spanlos herstellbar ist, zeichnet sich die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung somit insgesamt vor allem durch geringe Herstellungskosten aus.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und ist den zugehörigen Zeichnungen schematisch dargestellt. Dabei zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine an der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine montierte, erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zu hydraulischen Drehwinkelverstellung;
2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z gemäß 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus 1 geht deutlich eine Vorrichtung 1 zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle 4 gegenüber einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine hervor, die an dem in einen Kettenschacht 3 des Zylinderkopfes 2 der Brennkraftmaschine hineinragenden antriebsseitigen Ende 5 der Nockenwelle 4 angeordnet und im Prinzip als hydraulischer Stellantrieb ausgebildet ist. Diese Vorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einer mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebseinheit 6, die axial von zwei Seitendeckeln 7, 8 begrenzt wird, sowie aus einer drehfest mit der Nockenwelle 4 verbundenen Abtriebseinheit 9, die in die Antriebseinheit 6 eingesetzt ist. Die Antriebseinheit 6 steht dabei mit der Abtriebseinheit 9 über mehrere, innerhalb der Vorrichtung 1 gebildete Druckkammern 10, 11 in Kraftübertragungsverbindung, die bei wechselweiser oder gleichzeitiger Beaufschlagung mit einem hydraulischen Druckmittel eine Schwenkbewegung oder Fixierung der Abtriebseinheit 9 gegenüber der Antriebseinheit 6 und damit der Nockenwelle 4 gegenüber der Kurbelwelle bewirken.
Darüber hinaus ist in 1 zu sehen, dass die Abtriebseinheit 9 zur Befestigung der Vorrichtung 1 an der Nockenwelle 4 ein axiale Durchgangsbohrung 12 für eine in eine axiale Gewindebohrung 13 am antriebsseitigen Ende 5 der Nockenwelle 4 einschraubbare zentrale Befestigungsschraube 14 aufweist, und dass die Druckmittelzuführung und -abführung zu und von den Druckkammern 10, 11 der Vorrichtung 1 durch ein zusammen mit einem Federmittel 16 in einem koaxialen Hohlraum in der Abtriebseinheit 9 angeordnetes hydraulisches Steuerelement 17 regelbar ist. Dieses hydraulische Steuerelement weist an seinem Außenumfang zwei ringförmige Steuerabschnitte 18, 19 auf, die mit mehreren in die Druckkammern 10, 11 der Vorrichtung 1 mündenden Radialbohrungen 20, 21 in der Abtriebseinheit 9 in Wirkverbindung stehen und wird durch ein in Verlängerung der Vorrichtungslängsachse an einem gegenüberliegenden Gehäuseteil 22 des Kettenschachtes 3 befestigtes Stellelement 23, das mit einer mit ECU bezeichneten Motorkontrolleinrichtung verbunden ist, in Abhängigkeit verschiedener Betriebsparameter der Brennkraftmaschine betätigt.
Der in 1 dargestellte Längsschnitt durch die Vorrichtung 1 zeigt desweiteren ebenso deutlich, dass die zentrale Befestigungsschraube 14 der Vorrichtung 1 zur Vermeidung der Kosten für die Ausbildung einer zentralen Befestigungsschraube als Ventilgehäuse für ein hydraulisches Steuerelement erfindungsgemäß als herkömmliches Standartbauteil ausgebildet und mit ihren Schraubenkopf 15 in der axialen Durchgangsbohrung 12 in der Abtriebseinheit 9 der Vorrichtung 1 versenkt angeordnet ist und dass das hydraulische Steuerelement 17 der Vorrichtung 1 erfindungsgemäß als innerhalb der axialen Durchgangsbohrung 12 in der Abtriebseinheit 9 angeordnete und den Schraubenkopf 15 der zentralen Befestigungsschraube 14 teilweise umschließende, rohrförmige Hülse ausgebildet ist. Klar erkennbar ist dabei die axiale Durchgangsbohrung 12 in der Abtriebseinheit 9 der Vorrichtung 1 als Mehrfachstufenbohrung ausgebildet, deren Durchmesser an einem von der nockenwellenabgewandten Seite der Abtriebseinheit 9 her eingearbeiteten, ersten Bohrungsabschnitt 24 größer als der Durchmesser des Schraubenkopfes 15 der zentralen Befestigungsschraube 14 der Vorrichtung 1 ist. An diesen ersten Bohrungsabschnitt 24 schließt sich ein im Durchmesser etwa dem Durchmesser des Schraubenschaftes der zentralen Befestigungsschraube 14 entsprechender zweiter Bohrungsabschnitt 26 an, der in einem im Durchmesser komplementär zum Durchmesser eines an die Stirnseite der Nockenwelle 4 angeformten Zentrierzapfens 28 ausgebildeten dritten Bohrungsabschnittes 27 der axialen Durchgangsbohrung 12 mündet. Die für die Axialbeweglichkeit des hydraulischen Steuerelementes 17 erforderliche Tiefe des ersten Bohrungsabschnittes 24 der axialen Durchgangsbohrung 12 wird dabei durch einen an die nockenwellenzugewandte Seite der Abtriebseinheit 9 angeformten zylindrischen Verlängerungsflansch 29 erreicht, der durch eine axiale Bohrung 30 im nockenwellenzugewandten Seitendeckel 7 der Antriebseinheit 6 hindurch aus derselben herausragt und zugleich als Federaufnahme für eine Flachspiralfeder 31 zum Verdrehen der Nockenwelle 4 in eine für den Start der Brennkraftmaschine bevorzugte Basisposition dient.
Durch die in 2 abgebildete vergrößerte Darstellung der Einzelheit Z gemäß 1 wird darüber hinaus deutlich, dass die Innenmantelfläche 25 des ersten Bohrungsabschnittes 24 der axialen Durchgangsbohrung 12 in der Abtriebseinheit 9 zugleich als Führungsfläche für die Steuerabschnitte 18, 19 des hydraulischen Steuerelementes 17 ausgebildet ist und in einer zwischen den Steuerabschnitten 18, 19 gelegenen Position eine mit einem axialen Druckmittelkanals 32 der Vorrichtung 1 verbundene umlaufende Ringnut 33 aufweist. Wie dabei aus 1 hervorgeht, wird das hydraulische Druckmittel der Vorrichtung 1 über diesen axialen Druckmittelkanal 32 und über die Ringnut 33 von einem Nockenwellenlager 34 im Zylinderkopf 2 der Brennkraftmaschine zu dem zwischen den Steuerabschnitten 18, 19 des hydraulischen Steuerelementes entstehenden, nicht näher bezeichneten Ringraum geleitet und von dort den Druckkammern 10, 11 der Vorrichtung 1 über die Radialbohrungen 20, 21 in der Abtriebseinheit 9 zugeführt.
Ebenso ist aus 2 ersichtlich, dass die am Außenumfang des hydraulischen Steuerelementes 17 angeordneten Steuerabschnitte 18, 19 einen rechteckigen Profilquerschnitt aufweisen und dass der eine Steuerabschnitt 18 mit seiner äußeren Ringfläche 35 den nockenwellenzugewandten Abschluss sowie der andere Steuerabschnitt 19 mit seiner äußeren Ringfläche 36 den nockenwellenabgewandten Abschluss des hydraulischen Steuerelementes 17 bildet.
Desweiteren ist 2 entnehmbar, dass die das hydraulische Steuerelement 17 bildende Hülse an ihrer nockenwellenabgewandten Seite durch einen Deckel 37 verschließbar ist, der, wie in 1 zu sehen ist, über eine zentrische Versteifung 38, die als ins Innere der Hülse gewölbte koaxiale Vertiefung im Deckel 37 ausgebildet ist, mit dem Anker des als Elektromagnet ausgebildeten Stellelementes 23 des hydraulischen Steuerelementes 17 in Wirkverbindung steht. Dieser Deckel 37 weist, wie ebenfalls 2 zeigt, um dessen zentrische Versteifung 38 herum mehrere koaxiale Bohrungen 39 zur Abführung des hydraulischen Druckmittels aus der Hülse in den Kettenschacht 3 auf und ist zu dessen Befestigung am hydraulischen Steuerelement an seinen Außenumfang mit einer umlaufenden Rastwulst 41 ausgebildet, mit welcher er in einer umlaufenden Rastnut 40 an der Innenmantelfläche des mit seiner äußeren Ringfläche 36 den nockenwellenabgewandten Abschluss des hydraulischen Steuerelementes 17 bildenden anderen Steuerabschnitts 19 einklipsbar.
In 2 ist schließlich auch noch dargestellt, dass das Federmittel 16 des hydraulischen Steuerelementes 17 als den Schraubenkopf 15 der zentralen Befestigungsschraube 14 umschließende Druckschraubenfeder ausgebildet ist, die sich einenends an der Stufe zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt 24 und dem zweiten Bohrungsabschnitt 26 der axialen Durchgangsbohrung 12 abstützt, während sie anderenends an der äußeren Ringfläche 35 des einen Steuerabschnitts 18 des hydraulischen Steuerelementes 17 anliegt. Dieses Federmittel 16 übt im endmontierten Zustand der Vorrichtung 1 eine leichte Vorspannung auf das hydraulische Steuerelement 17 aus, die im Zusammenwirken mit dem gegenüberliegenden nockenwellenabgewandten Seitendeckel 8 der Antriebseinheit 6 erzeugt wird. Zu diesem Zweck weist der Seitendeckel 8 der Antriebseinheit 6 eine in 2 mit 42 bezeichnete Axialbohrung auf, durch die das aus den koaxialen Bohrungen 39 im Deckel 37 des hydraulischen Steuerelementes austretende hydraulische Druckmittel in den Kettenschacht 3 des Zylinderkopfes 2 abgeführt wird und die, wie in 2 angedeutet ist, im Durchmesser gegenüber dem Durchmesser des ersten Bohrungsabschnittes 24 der axialen Durchgangsbohrung 12 in der Abtriebseinheit 9 geringfügig kleiner ausgebildet ist. Dadurch bildet der die Axialbohrung 42 umschließende Teil der Innenseite des Seitendeckels 8 einen mit der äußeren Ringfläche 36 des anderen Steuerabschnitts 19 des hydraulischen Steuerelementes 17 korrespondierenden Endanschlag des Steuerelementes 17, während der Deckel 37 des hydraulischen Steuerelementes 17 in der Axialbohrung 42 des Seitendeckels 8 aufgenommen wird.

1: Vorrichtung
2: Zylinderkopf
3: Kettenschacht
4: Nockenwelle
5: antriebsseitige Ende
6: Antriebseinheit
7: Seitendeckel
8: Seitendeckel
9: Abtriebseinheit
10: Druckkammer
11: Druckkammer
12: Durchgangsbohrung
13: Gewindebohrung
14: Befestigungsschraube
15: Schraubenkopf
16: Federmittel
17: Steuerelement
18: Steuerabschnitt
19: Steuerabschnitt
20: Radialbohrung
21: Radialbohrung
22: Gehäuseteil
23: Stellelement
24: erster Bohrungsabschnitt
25: Innenmantelfläche
26: zweiter Bohrungsabschnitt
27: dritter Bohrungsabschnitt
28: Zentrierzapfen
29: Verlängerungsflansch
30: Bohrung
31: Flachspiralfeder
32: axialer Druckmittelkanal
33: Ringnut
34: Nockenwellenlager
35: Ringfläche
36: Ringfläche
37: Deckel
38: Versteifung
39: koaxiale Bohrungen
40: Rastnut
41: Rastwulst
42: Axialbohrung

Claims

Vorrichtung zur hydraulischen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, mit folgenden Merkmalen: • die Vorrichtung (1) ist an dem in einen Kettenschacht (3) des Zylinderkopfes (2) der Brennkraftmaschine hineinragenden antriebsseitigen Ende (5) der Nockenwelle (4) angeordnet und im Prinzip als hydraulischer Stellantrieb ausgebildet, • die Vorrichtung (1) besteht im Wesentlichen aus einer mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden und axial von zwei Seitendeckeln (7, 8) begrenzten Antriebseinheit (6) sowie aus einer drehfest mit der Nockenwelle (4) verbundenen und in die Antriebseinheit (6) eingesetzten Abtriebseinheit (9), • die Antriebseinheit (6) steht mit der Abtriebseinheit (9) über mindestens zwei innerhalb der Vorrichtung (1) gebildete, wechselweise oder gleichzeitig mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbare Druckkammern (10, 11) in Kraftübertragungsverbindung, • die Abtriebseinheit (9) weist eine axiale Durchgangsbohrung (12) für eine in eine axiale Gewindebohrung (13) am antriebsseitigen Ende (5) der Nockenwelle (4) einschraubbare zentrale Befestigungsschraube (14) auf, mit der die Vorrichtung (1) an der Nockenwelle (4) befestigt ist, • die Druckmittelzuführung und -abführung zu und von den Druckkammern (10, 11) der Vorrichtung (1) ist durch ein zusammen mit einem Federmittel (16) in einem koaxialen Hohlraum in der Abtriebseinheit (9) angeordnetes hydraulisches Steuerelement (17) regelbar, • das hydraulische Steuerelement (17) weist an seinem Außenumfang mindestens zwei ringförmige Steuerabschnitte (18, 19) auf, die mit mehreren in die Druckkammern (10, 11) der Vorrichtung (1) mündenden Radialbohrungen (20, 21) in der Abtriebseinheit (9) in Wirkverbindung stehen, • durch ein in Verlängerung der Vorrichtungslängsachse an einem gegenüberliegenden Gehäuseteil (22) des Kettenschachtes (3) befestigtes Stellelement (23) ist das hydraulische Steuerelement (17) in Abhängigkeit verschiedener Betriebsparameter der Brennkraftmaschine betätigbar, dadurch gekennzeichnet, dass • die zentrale Befestigungsschraube (14) der Vorrichtung (1) als herkömmliches Standartbauteil ausgebildet und mit ihrem Schraubenkopf (15) in der axialen Durchgangsbohrung (12) in der Abtriebseinheit (9) der Vorrichtung (1) versenkt angeordnet ist und dass • das hydraulische Steuerelement (17) der Vorrichtung (1) als innerhalb der axialen Durchgangsbohrung (12) in der Abtriebseinheit (9) angeordnete und den Schraubenkopf (15) der zentralen Befestigungsschraube (14) zumindest teilweise umschließende, rohrförmige Hülse ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass • die axiale Durchgangsbohrung (12) in der Abtriebseinheit (9) der Vorrichtung (1) als Mehrfachstufenbohrung ausgebildet ist, deren Durchmesser zumindest an einem von der nockenwellenabgewandten Seite der Abtriebseinheit (9) her eingearbeiteten, ersten Bohrungsabschnitt (24) größer als der Durchmesser des Schraubenkopfes (15) der zentralen Befes tigungsschraube (14) der Vorrichtung (1) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass • die Innenmantelfläche (25) des ersten Bohrungsabschnittes (24) der axialen Durchgangsbohrung (12) in der Abtriebseinheit (9) zugleich als Führungsfläche für die Steuerabschnitte (18, 19) des hydraulischen Steuerelementes (17) ausgebildet ist und in einer zwischen den Steuerabschnitten (18, 19) gelegenen Position eine mit einem axialen Druckmittelkanal (32) der Vorrichtung (1) verbundene, umlaufende Ringnut (33) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass • die am Außenumfang des hydraulischen Steuerelementes (17) angeordneten Steuerabschnitte (18, 19) einen rechteckigen Profilquerschnitt aufweisen und der eine Steuerabschnitt (18) mit seiner äußeren Ringfläche (35) den nockenwellenzugewandten Abschluss sowie der andere Steuerabschnitt (19) mit seiner äußeren Ringfläche (36) den nockenwellenabgewandten Abschluss des hydraulischen Steuerelementes (17) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass • die das hydraulische Steuerelement (17) bildende Hülse an ihrer nockenwellenabgewandten Seite durch einen Deckel (37) verschließbar ist, der über eine zentrische Versteifung (38) mit dem Anker des als Elektromagnet ausgebildeten Stellelementes (23) des hydraulischen Steuerelementes (17) in Wirkverbindung steht und mehrere koaxiale Bohrungen (39) zur Druckmittelabführung aus der Hülse in den Kettenschacht (3) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass • der mit seiner äußeren Ringfläche (36) den nockenwellenabgewandten Abschluss des hydraulischen Steuerelementes (17) bildende andere Steuerabschnitt (19) in seiner Innenmantelfläche eine umlaufende Rastnut (40) aufweist, in die der an seinem Außenumfang mit einer umlaufenden Rastwulst (41) ausgebildete Deckel (37) des hydraulischen Steuerelementes (17) einklipsbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass • das Federmittel (16) des hydraulischen Steuerelementes (17) als den Schraubenkopf (15) der zentralen Befestigungsschraube (14) umschließende Druckschraubenfeder ausgebildet ist, die sich einenends an der Stufe des ersten Bohrungsabschnittes (24) der axialen Durchgangsbohrung (12) und anderenends an der äußeren Ringfläche (35) des einen Steuerabschnitts (18) des hydraulischen Steuerelementes (17) abstützt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass • der nockenwellenabgewandte Seitendeckel (8) der Antriebseinheit (6) eine Axialbohrung (42) aufweist, deren Durchmesser gegenüber dem Durchmesser des ersten Bohrungsabschnittes (24) der axialen Durchgangsbohrung (12) in der Abtriebseinheit (9) derart kleiner ausgebildet ist, dass die Innenseite des Seitendeckels (8) einen mit der äußeren Ringfläche (36) des anderen Steuerabschnittes (19) des hydraulischen Steuerelementes (17) korrespondierenden Endanschlag des Steuerelementes (17) bildet.