DE102009048238A1 - Flügelzellennockenwellenversteller - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flügelzellennockenwellenversteller mit einer senkrecht zu dessen Zentralachse (25) angeordneten Seitenebene (22), auf welcher eine Spiralfeder (12) aufliegt, welche bestrebt ist, einen Rotor (8) gegenüber einem Stator (1) in einer bestimmten Winkelstellung zu halten. Dabei ist ein Federarm (15) durch die Seitenebene (22) hindurch abgewinkelt ist, so dass die Spiralfeder (12) drehfest formschlüssig gegenüber dem Stator (1) oder dem Rotor (8) abgestützt ist. Zusätzlich ist eine Axialsicherung vorgesehen, die verhindert, dass die Spiralfeder (12) im Betrieb von der Seitenebene (22) abheben kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Flügelzellennockenwellenversteller gemäß dem einteiligen Patentanspruch 1.
  • Die nicht vorveröffentlichte DE 10 2008 048 386.9-13 betrifft einen Flügelzellennockenwellenversteller mit einer senkrecht zu dessen Zentralachse angeordneten Seitenebene, auf welcher eine Spiralfeder aufliegt. Die Spiralfeder weist ein rechteckiges Profil auf. Ein Federarm ist dabei durch die Seitenebene hindurch abgewinkelt ist, so dass die Spiralfeder drehfest formschlüssig gegenüber dem Stator abgestützt ist. Die Spiralfeder mit rechteckigem Profil hält den Rotor gegenüber dem Stator in einer bestimmten Winkelstellung. Bei der dem Auslass zugeordneten Nockenwelle kann mit dieser Spiralfeder der Rotor in eine für den Motorstart nötige frühe Auslassnockenwellenstellung gebracht werden. Generell können bei beiden Nockenwellen – d. h. Einlass und Auslass – durch eine Vorspannung der Spiralfeder in eine Drehmomentenrichtung die Wechselmomente der Nockenwelle kompensiert werden, welche in den beiden Drehmomentenrichtungen der Nockenwelle unterschiedlich stark wirksam sind. Diese Wechselmomente entstehen durch die Ventilfederkräfte an den Gaswechselventilen und sind stark abhängig von der Anzahl der Zylinder. Die Wechselmomente sind umso ungleichförmiger, je weniger Zylinder der Verbrennungsmotor aufweist. Dabei kann die Spiralfeder in besonders vorteilhafter Weise in Ruhelage in die Drehmomentenrichtung „Früh” verdreht sein, da die Verstellung des Flügelzellennockenwellenverstellers in Drehmomentenrichtung „Spät” aufgrund der unterstützenden Wirkung durch die Wechselmomente ohnehin schneller erfolgt. Somit wird mittels der Spiralfeder erreicht, dass die Verstellung in „Früh” ebenso schnell geht wie in „Spät”.
  • Ferner ist aus der US 7,004,129 B2 noch ein Flügelzellennockenwellenversteller bekannt. Auf einer senkrecht zu dessen Zentralachse angeordneten Seitenebene eines Stators liegt eine Spiralfeder auf. Diese Spiralfeder ist bestrebt, einen Rotor gegenüber dem Stator in einer bestimmten Winkelstellung zu halten. Die Spiralfeder besteht aus einem Draht mit rundem Profil. Dieser Draht ist mittels einer ersten Biegung am äußeren Ende gegenüber Vorsprüngen am Stator abgestützt. Mittels einer zweiten Biegung am inneren Ende ist die Spiralfeder gegenüber dem Rotor abgestützt.
  • Aus der EP 0 356 018 A1 ist eine Nockenwellverstelleinrichtung anderer Art bekannt, bei welcher eine Spiralfeder mit rechteckigem Profil Anwendung findet.
  • Ferner ist aus der US 6,155,219 ein Flügelzellennockenwellenversteller mit einer Spiralfeder aus rundem Draht bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Flügelzellennockenwellenversteller mit geringem axialen Bauraumbedarf zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
  • Gemäß einem Vorteil der Erfindung findet ein Flügelzellennockenwellenversteller Anwendung. Dieser Flügelzellennockenwellenversteller baut axial sehr kurz, was den engen Bauraumverhältnissen sowohl von quer als auch von längs eingebauten Antriebssträngen zugute kommt.
  • Gemäß einem weiteren Vorteil der Erfindung ist ein Federarm analog der eingangs genannten DE 10 2008 048 386.9-13 durch die Seitenebene hindurch abgewinkelt, so dass die Spiralfeder drehfest formschlüssig gegenüber dem Stator abgestützt ist. Dabei kann dieser Federarm die Spiralfeder insbesondere am Stator halten. Eine solche Verbindung kann aber auch alternativ oder zusätzlich für den Rotor verwendet werden. Um dabei zu verhindern, das sich der Federarm im Betrieb infolge einer Verdrehung des Rotors gegenüber dem Stator aus der Aufnahmeöffnung im Stator bzw. im Rotor herauszieht, ist der besagte Federarm erfindungsgemäß auch axial gegenüber dem Stator gesichert. Demzufolge muss in vorteilhafter Weise kein zusätzlicher axialer Bauraum vorgehalten werden. Würde der Federarm nämlich nicht axial gegenüber dem Stator gesichert, so könnte sich nämlich der Federarm herausziehen und sich zudem der Winkel am Federarm vergrößern. Zur Herstellung der axialen Sicherung des Federarms gegenüber dem Stator ist ein Hinterschnitt vorgesehen. Dieser Hinterschnitt erfolgt insbesondere mittels einer Biegung an dem Federarm, die hinter einen Absatz in der Aufnahmeöffnung für den Federarm greift.
  • Gegenüber Flügelzellennockenwellenverstellern mit einer Einhängung der Spiralfeder in Stifte oder Bolzen ist der erfindungsgemäße Flügelzellennockenwellenversteller mit relativ wenigen Bauteilen herstellbar
  • Auf einen zusätzlichen Deckel zur Axialsicherung der Spiralfeder kann verzichtet werden.
  • Um die gesamte Spiralfederlänge auszunutzen, kann der Federarm in besonders vorteilhafter Weise am bezüglich der Zentralachse radial äußere Ende der Spiralfeder angeordnet sein.
  • In besonders vorteilhafter Weise ist der Federarm im unbelasteten Zustand des Flügelzellennockenwellenverstellers in einem Winkel geringfügig unter 90° abgewinkelt. Damit wird erreicht, dass die Spiralfeder zumindest im Betrieb des Nockenwellenverstellers an der Seitenebene anliegt und über Reibung dämpft. Damit wird verhindert, dass die Spiralfeder sich im Betrieb aufschwingt. Der Winkel kann in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung so gewählt werden, dass die Spiralfeder bereits im unbelasteten Zustand des Nockwellenverstellers an der Seitenebene anliegt.
  • In analoger Weise kann ein radial innerer Federarm drehfest gegenüber dem Rotor festgelegt werden. Dazu kann der radial innen angeordnete Federarm abgewinkelt und durch die Seitenebene in eine Aufnahmevertiefung des Rotors eingesteckt werden. In vielen Fällen ist es jedoch für die drehfeste Verbindung gegenüber dem Rotor vorteilhafter, die Spiralfeder am radial inneren Ende radial nach innen zu biegen und in eine radial ausgerichtete Vertiefung eines drehfest mit dem Rotor verbundenen oder einteilig mit dem Rotor ausgeführten Bauteils eingreifen zu lassen. Ein solches drehfest mit dem Rotor verbundenes Bauteil ist beispielsweise der sogenannte Federadapter. Zur Verbindung des Rotors mit dem radial inneren Ende der Spiralfeder können aber auch Bolzen oder Stifte vorgesehen sein.
  • Die Spiralfeder kann beispielsweise aus einem Federdraht mit runden Profil bestehen. Wird die Spiralfeder hingegen mit einem rechteckige Profil gefertigt, so kann sie mit besonders geringen Toleranzen gefertigt werden. So kann der rechteckige Draht der Spiralfeder besonders gut von einer Spannvorrichtung gegriffen werden und anschließend der Federarm abgewinkelt werden. Damit ist es dann möglich die Spiralfeder an diesem abgewinkelten Federarm mit einer Spannvorrichtung weiter zu halten und die Feder auf ein exaktes Maß zu wickeln. Beispielsweise ein runder Draht wäre hier schwer mit einer Spannvorrichtung zu greifen, da ein solcher runder Draht nur reibschlüssig und nicht formschlüssig zu greifen ist. Die Wicklung erfolgt dabei im Wesentlichen um die Zentralachse der Spiralfeder. Dabei ist die Spiralfeder jedoch nicht exakt gleichmäßig gewickelt, da einige der Windungen der Spiralfedern aneinander anliegen sollen, so dass dort beim Verspannung der Spiralfeder ein Reibmoment erzeugt wird, das ein Aufschwingen der Spiralfeder verhindert. Dieses somit dämpfend wirkende Reibmoment kann insoweit infolge des rechteckigen Profils ebenfalls genau eingestellt werden.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung steht das rechteckige Profil der Spiralfeder „hochkant” auf der Seitenebene. Somit ist die Spiralfeder in besonders vorteilhafter Weise am abgewinkelten Bereich in der steiferen Richtung gebogen. Damit ist dieser abgewinkelte Bereich zum einen im Betrieb des Flügelzellennockenwellenverstellers auch schwerer aufzubiegen. Zum anderen ist die Spiralfeder in Drehrichtung um die Zentralachse weicher, was deren Funktion verbessert. Auch ist es mit dieser Ausrichtung des Profils möglich, mehr Windungen mit mehr Reibung im gleichen Bauraum unterzubringen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Dabei zeigen
  • 1 einen Flügelzellennockenwellenversteller in einer senkrecht zu dessen Zentralachse verlaufenden Schnittebene,
  • 2 den Flügelzellennockenwellenversteller aus 1 in einer durch Linie II-II von 1 verlaufenden Ansicht,
  • 3 den Flügelzellennockenwellenversteller von 1 in einer perspektivischen Ansicht von einer von der Nockenwelle abgewandten Seite,
  • 4 den Flügelzellennockenwellenversteller von 1 in einem Detail im Bereich der radial äußeren Federeinhängung einer Spiralfeder und
  • 5 den Flügelzellennockenwellenversteller von 1 in einer perspektivischen Ansicht von einer von der Nockenwelle zugewandten Seite.
  • Mit einem Flügelzellennockenwellenversteller wird während des Betriebes eines Verbrennungsmotors die Winkellage zwischen der Kurbel- und der Nockenwelle verändert. Durch Verdrehen der Nockenwelle werden die Öffnungs- und Schliesszeitpunkte der Gaswechselventile so verschoben, dass der Verbrennungsmotor bei der jeweiligen Drehzahl seine optimale Leistung bringt. Der Flügelzellennockenwellenversteller ermöglicht dabei eine stufenlose Verstellung der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle. Der Flügelzellennockenwellenversteller weist einen zylindrischen Statur 1 auf, der drehfest mit einem in 2 ersichtlichen Zahnrad 2 verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Zahnrad 2 ein Kettenrad, über das eine nicht naher dargestellte Kette geführt ist. Das Zahnrad 2 kann aber auch ein Zahnriemenrad sein, über das eine Antriebsriemen als Antriebselement geführt ist. Über dieses Antriebselement und das Zahnrad 2 ist der Statur 1 mit der Kurbelwelle in bekannter Weise antriebsverbunden.
  • Der Stator 1 und das Zahnrad 2 können alternativ auch einstückig miteinander ausgebildet sein, wenn die andere Seite des Stators 1 öffenbar ist. Dabei können der Statur 1 und das Zahnrad 2 auch aus metallischem Werkstoff oder auch aus hartem Kunststoff bestehen. Als metallische Werkstoffe kommen u. a. Sintermetalle, Stahlbleche und Aluminium in Frage. Der Statur 1 umfasst einen zylindrischen Statorgrundkörper 3, an dessen Innenseite radial nach innen in gleichen Abständen Stege 4 abstehen. Zwischen benachbarten Stegen 4 werden Druckräume 5 gebildet, in die, über ein nicht näher dargestelltes 4/3-Wege-Ventil gesteuert, Druckmedium eingebracht wird. Zwischen benachbarten Stegen 4 ragen Flügel 6, die radial nach außen von einem zylindrischen Rotorgrundkörper 7 eines Rotors 8 abstehen. Diese Flügel 6 unterteilen die Druckräume 5 zwischen den Stegen 4 jeweils in zwei Druckkammern 9 und 10.
  • Die Stege 4 liegen mit ihren Stirnseiten dichtend an der Außenmantelfläche des Rotorgrundkörpers 7 an. Die Flügel 6 ihrerseits liegen mit ihren Stirnseiten dichtend an der zylindrischen Innenwand des Statorgrundkörpers 3 an.
  • Der Rotor 8 ist drehfest mit der nicht näher dargestellten Nockenwelle verbunden. Um die Winkellage zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle zu verändern, wird der Rotor 8 relativ zum Statur 1 gedreht. Hierzu wird je nach gewünschter Drehrichtung das Druckmedium in den Druckkammern 9 oder 10 unter Druck gesetzt, während die jeweils anderen Druckkammern 10 oder 9 zum Tank hin entlastet werden.
  • Wie in 2 ersichtlich, ist der Stator 1 mittels Schrauben zwischen dem Zahnrad 2 und einem Statordeckel 20 verspannt. Die Stirnflachen der Stege 4 und der Flügel 6 liegen einerseits dicht am Zahnrad 2 und andererseits dicht am Statordeckel 20 an. Dieser Statordeckel 20 und das Zahnrad 2 begrenzen außerdem die Druckräume 5 zwischen den Flügeln 4 in Axialrichtung. Damit bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor – d. h. bei unbelastetem Flügelzellennockenwellenversteller – der Rotor 8 die für den Motorstart nötige frühe Auslassnockenwellenstellung einnimmt, wird der Rotor 8 durch eine Spiralfeder 12 in eine Ausgangslage gedreht. In dieser Ausgangslage erfolgt eine Verriegelung zwischen dem Rotor 8 und dem Stator 1 beispielsweise durch einen federbelasteten Verriegelungsbolzen 21. Dieser ist in einem der Flügel 6 untergebracht. Bei Druckabfall in den Druckkammern 9, 10 wird dieser Verriegelungsbolzen 21 durch die Federkraft einer nicht näher dargestellten Schraubendruckfeder in eine Verriegelungsstellung bewegt, in der dieser in eine Verriegelungsöffnung des Stators 1 eingreift. Beim Motorstart wird der Verrieglungsbolzen 21 durch das Druckmedium gegen die Federkraft belastet und zurückgeschoben, so dass der Rotor 8 vom Stator 1 entriegelt wird und der Flügelzellennockenwellenversteller in seine Regelstellung gelangen kann.
  • Die Spiralfeder 12 liegt auf einer senkrecht zu einer Zentralachse 25 des Flügelzellennockenwellenverstellers auf dem Statordeckel 20 angeordneten Seitenebene 22 auf. Dabei weist die Spiralfeder 12 ein rechteckiges Profil mit einer kurzen Profilbreite a und einer langen Profilbreite b auf. Die kurze Profilbreite a liegt auf der Seitenebene 22 auf, so dass die Spiralfeder 12 mit deren Profil „hochkant” auf der Seitenebene 22 aufliegt.
  • Die Spiralfeder 12 ist mit einem radial inneren Ende 14 drehfest mit dem Rotor 8 verbunden. Dazu ist das radial innere Ende 14 der Spiralfeder 12 radial nach innen gebogen und greift in eine radial ausgerichtete Aufnahmevertiefung 24 eines drehfest mit dem Rotor 8 verbundenen Federadapters 23 ein. Dieser Federadapter 23 weist einen Zapfen 11 auf, der mittels einer Presspassung in eine Nabe des Rotors 8 gesteckt ist. Somit ist der Federadapter 23 drehfest gegenüber dem Rotor 8. Zur drehfesten Verbindung des Rotors 8 mit der Nockenwelle ist eine in der Zeichnung nicht dargestellte Zentralschraube durch den Federadapter 23 gesteckt und fest mit der Nockenwelle verschraubt, so dass der Rotor 8 drehfest zwischen dem Federadapter 23 und der Nockenwelle verspannt ist Das radial nach innen gebogene Ende 14 und die radiale Aufnahmevertiefung 24 weisen dabei auf die Zentralachse 25 des Flügelzellennockenwellenverstellers.
  • Das radial außere Ende der Spiralfeder 12 ist drehfest und formschlüssig am Stator 1 abgestützt. Dazu ist dieses radial äußere Ende im unbelasteten Zustand des Flügelzellennockenwellenverstellers als Federarm 15 ausgestaltet, der abgewinkelt ist. Diese Abwinkelung erfolgt dabei entsprechend der DE 10 2008 048 386.9-13 gegen die höhere Steifigkeit der „Hochkantform”. Der abgewinkelte Federarm 15 ist dabei in eine Aufnahmevertiefung 16 des Stators 1 eingesteckt. Eine diese Aufnahmevertiefung 16 begrenzende Innenwand 17 des Stators 1 ist radial außen ausgenommen, so dass der Statorgrundkörper 3 einen parallel versetzt zur Zentralachse 25 verlaufenden Spalt 13 aufweist. Dieser Spalt 13 ist geringfügig breiter als die Profilbreite b, so dass der Federarm 13 radial von außen eingesetzt werden kann. Die Profilbreite b liegt somit innerhalb der Aufnahmevertiefung 16 auf einer Tangente zur Umfangsrichtung des Nockenwellenverstellers. Da die Aufnahmevertiefung 16 auf dieser Tangente jedoch erheblich breiter ist, als die Profilbreite b der Spiralfeder 12, verbleibt neben dem Spalt 13 im Statorgrundkörper 3 ein Steg 11. Somit ist die Mantelfläche des Statorgrundkörpers 3 radial außen offen.
  • Hinter diesen Steg 11 greift ein Federende 26 des Federarms 15, welches radial nach außen nahezu im rechten Winkel abgewinkelt ist. Wie in einer Zusammenschau aus 2 und 5 ersichtlich ist, ist das Zahnrad 2 zur Schaffung einer axialen Anlagefläche 19 für das Federende 26 fluchtend zur Aufnahmevertiefung 16 mit einem fensterartigen Ausbruch 18 versehen, dessen Form der Aufnahmevertiefung zuzüglich dem Spalt 13 abzüglich der des Steges 11 entspricht. Damit ist der Federarm 15 axial gegenüber dem Stator 1 gehalten.
  • 6 zeigt in einem Detail schematisch die Dimensionierung des fensterartigen Ausbruchs 18. 7 zeigt in Relation dazu die Dimensionierung des Federendes 26. In diesen beiden Figuren sind neben der besagten kurzen Profilbreite a und der langen Profilbreite b weitere Dimensionen ersichtlich. So zeigt 7 zudem die ingesamt durch die Ausstellung des Federendes 26 entstandene Gesamtbreite y einer Grundflache 28 des Federendes 26. 6 zeigt eine zu dieser Gesamtbreite y parallele Ausnehmungsbreite x in der Ausnehmung 18. Ferner ist eine zu der kurzen Profilbreite a korrespondierende schmale Nut z dargestellt. Mit der langen Profilbreite b korrespondiert eine breite Nut c. Um auch eine axiale Montage – d. h. ein axiales Einführen des Federarms 15 – in die Ausnehmung 18 zu ermöglichen ergibt sich somit, dass die erste Ausnehmungsbreite x größer ist, als die schmale Nut z und
    • – die erste Ausnehmungsbreite x größer ist, als die Gesamtbreite y und
    • – die schmale Nut z größer ist, als die kurze Profilbreite a und
    • – schmale Nut z kleiner ist, als die Gesamtbreite y und
    • – die Gesamtbreite y größer ist, als die kurze Profilbreite a und
    • – die breite Nut c größer ist, als die langen Profilbreite b.
  • Diese Dimensionierung bzw. Formgebung der Aunehmung 18 ermöglicht es auch, dass der Federarm 15 im Betriebszustand in die schmale Nut z gezogen wird. Dazu ist in 6 die Stellung der Grundflache 28 des Federendes 26 gestrichelt dargestellt. Diese Grundfläche 28 ergibt sich als Wert des Produktes aus der Gesamtbreite y multipliziert mit der langen Profilbreite b. Die Grundfläche 28' des Federendes 26 im Betriebszustand ist hingegen punktiert dargestellt.
  • 8 zeigt eine alternative Ausführungsform, die besondere Sicherheit gegen Verkippen des Federarmes 115 bietet. Dazu liegt eine Stirnfläche 27 am Ende des Federendes 126 an dem Stator 101 bzw. einem statorfesten Bauteil an. Ein solches statorfestes Bauteil kann beispielsweise ein Kettenrad, ein Zahrad, ein Riemenrad, eine Abdeckscheibe oder eine Verriegelungsscheibe sein. Eine Verriegelungsscheibe ist dabei ein Abdeckscheibe, die eine Vertiefung zur Aufnahme des Verriegelungsbolzens 21 aufweist.
  • 9 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltungsform, bei welcher das Federende 226 des Federarmes 215 über den Stator 201 bzw. ein statorfestes Bauteil hinaus ragt.
  • In 3 ist ersichtlich, dass die Wicklungen der Spiralfeder 12 bei unbelastetem Flügelzellennockenwellenversteller teilweise aneinander anliegen.
  • Der Flügelzellennockenwellenversteller kann bei einer Einlassnockenwelle und/oder eine Auslassnockenwelle Anwendung finden. Ebenso kann der Flügelzellennockenwellenversteller Anwendung bei einer einzigen Nockenwelle finden, die sowohl die Einlass-Gaswechselventile als auch die Auslass-Gaswechselventile verstellt.
  • Das innere Ende der Spiralfeder ist mit dem Federadapter verbunden, welcher drehfest zum Rotor ist. Stattdessen kann das innere Ende auch mit dem Rotor selber oder alternativ der Nockenwelle verbunden sein.
  • Das Spiralfeder kann anstelle eines rechteckigen Profils auch ein quadratisches Profil oder ein rundes Profil aufweisen.
  • Über den Statordeckel und Spiralfeder kann noch ein zusätzlicher Federdeckel aufgesetzt sein, welche die Spiralfeder zum einen vor Schmutz und anderen Umwalteinflüssen schützt und zum anderen einen Reibpartner für die Spiralfeder bilden kann. Diese Schutzhaube kann aber auch beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein. Ist der Flügelzellennockenwellenversteller jedoch ohnehin durch einen Kettenkasten oder Riemenkasten geschützt, so ist keine zusätzliche Schutzhaube notwendig.
  • In einer alternativen Ausgestaltung wird der Flügelzellennockenwellenversteller nicht durch einen Zahnriemen oder eine Kette angetrieben sondern von einem Zahnrad eines achsversetzt angeordneten zweiten Nockenwellenverstellers.
  • Die Aufnahmevertiefung muss nicht mittels eines Spalts zur Mantelflache des Stators hin offen sein. Es ist auch möglich, den Federarm in eine Aufnahmevertiefung einzufädeln, einzurasten oder einzuklemmen. Hierbei kommt zugute, dass der Federarm federelastisch verformbar ist.
  • Die Axialsicherung des Federarms kann am Federende auch radial nach innen oder alternativ umfangsmäßig ausgestellt sein. Die Axialsicherung des Federarms muss auch nicht am Federende liegen. Es ist auch möglich, diese Axialsicherung an einem anderen Bereich des Federarms anzuordnen, sofern eine axial sichernde Ausstellung hinter den Statur oder den Rotor greifen kann. So kann der Federarm beispielsweise in einem mittleren Bereich bogenförmig ausgestellt sein und in eine Öffnung des Stators eingreifen.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Stator
    2
    Zahnrad
    3
    Statorgrundkörper
    4
    Stege
    5
    Druckräume
    6
    Flügel
    7
    Rotorgrundkörper
    8
    Rotor
    9
    Druckkammer
    10
    Druckkammer
    11
    Steg
    12
    Spiralfeder
    13
    Spalt
    14
    radial inneres Ende der Spiralfeder 12
    15
    Federarm
    16
    Aufnahmevertiefung
    17
    Innenwand
    18
    fensterartiger Ausbruch
    19
    Axiale Anlagefläche
    20
    Statordeckel
    21
    Verrieglungsbolzen
    22
    Seitenebene
    23
    Federadapter
    24
    Aufnahmevertiefung
    25
    Zentralachse
    26
    Federende
    27
    Stirnfläche
    28
    Grundfläche
    28'
    Grundfläche
    101
    Stator
    115
    Federarm
    126
    Federende
    201
    Stator
    215
    Federarm
    226
    Federende
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008048386 [0002, 0009, 0031]
    • US 7004129 B2 [0003]
    • EP 0356018 A1 [0004]
    • US 6155219 [0005]

Claims (12)

  1. Flügelzellennockenwellenversteller mit einer senkrecht zu dessen Zentralachse (25) angeordneten Seitenebene (22), auf welcher eine Spiralfeder (12) aufliegt, welche bestrebt ist, einen Rotor (8) gegenüber einem Stator (1) in einer bestimmten Winkelstellung zu halten, wobei ein Federarm (15) der Spiralfeder (12) – durch die Seitenebene (22) hindurch abgewinkelt ist, so dass die Spiralfeder (12) drehfest formschlüssig gegenüber dem Stator (1) oder dem Rotor (8) abgestützt ist und – einen ausgestellten Bereich aufweist, der hinter ein statorfestes oder rotorfestes Bauteil greift, so dass der Federarm (15) axial gegenüber dem Stator (1) oder Rotor (8) gehalten ist.
  2. Flügelzellennockenwellenversteller nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgestellte Bereich am Ende des Federarmes (15) liegt und nahezu im rechten Winkel abgewinkelt ist.
  3. Flügelzellennockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federarm (15) durch einen parallel versetzt zu einer Zentralachse (25) des Flügelzellennockenwellenverstellers liegenden Spalt (13) in eine Aufnahmevertiefung (16) des Stators (1) eingehängt ist, die an der Mantelfläche des Flügelzellennockenwellenverstellers offen ist.
  4. Flügelzellennockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder (12) ein rechteckiges Profil aufweist.
  5. Flügelzellennockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federarm (15) der Spiralfeder (12) radial außerhalb der Zentralachse (25) liegt, wobei dieser Federarm (15) drehfest formschlüssig gegenüber dem Stator (1) abgestützt ist.
  6. Flügelzellennockenwellenversteller nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federarm (15) in einer Aufnahmevertiefung (16) eines bewegungsfest mit dem Stators (1) verbundenen Bauteils – insbesondere des Stators, eines Kettenrades, eines Zahrades, eines Riemenrades oder einer Abdeck-/Verriegelungsscheibe – eingesteckt ist.
  7. Flügelzellennockenwellenversteller nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das der Federarm (15) am radial äußere Ende der Spiralfeder (12) liegt und im unbelasteten Zustand des Flügelzellennockenwellenverstellers in einem Winkel von zumindest annähernd 90° abgewinkelt ist.
  8. Flügelzellennockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden. Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder mittels des Federarmes an einem radial inneren Ende drehfest gegenüber der Rotor festgelegt ist.
  9. Flügelzellennockenwellenversteller nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder zudem mittels eines weiteren Federarmes an einem radial äußeren Ende festgelegt ist.
  10. Flügelzellennockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Patentanspruche, dadurch gekennzeichnet, dass Wicklungen der Spiralfeder (12) bei unbelastetem Flügelzellennockenwellenversteller aneinander anliegen
  11. Flügelzellennockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federarm durch einen parallel versetzt zu einer Zentralachse des Flügelzellennockenwellenverstellers liegenden Spalt in eine Aufnahmevertiefung des Stators eingehängt ist, die an der Mantelfläche des Flügelzellennockenwellenverstellers geschlossen ist.
  12. Flügelzellennockenwellenversteller nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das rechteckige Profil der Spiralfeder (12) eine auf der Seitenfläche (22) aufliegende kurzen Profilbreite (a) und eine lange Profilbreite (b) aufweist, wobei das Federende (26) bei der Montage durch eine statorfeste Ausnehmung (18) gesteckt ist, wobei diese Ausnehmung (18) – eine bezüglich der Gesamtbreite (y) der Grundfläche (28) des Federendes (26) parallele und breitere Ausnehmungsbreite (x) und – eine zu der kurzen Profilbreite (a) korrespondierende schmale Nut (z) und – eine zu der langen Profilbreite (b) korrespondierende und breite Nut (c) aufweist, wobei die schmale Nut (z) breiter ist, als die kurze Profilbreite (a) und die breite Nut (c) breiter ist, als die lange Profilbreite (b), so dass ein axiales Einführen des Federarms (15) möglich ist und der Federarm (15) im Betriebszustand in die schmale Nut (z) gezogen wird.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010013777A1 (de) 2010-04-03 2011-10-06 Hydraulik-Ring Gmbh Zentralventil
DE102010032133A1 (de) 2010-04-03 2011-11-10 Hydraulik-Ring Gmbh Zentralventil
DE102010023864A1 (de) 2010-06-15 2011-12-15 Hydraulik-Ring Gmbh Zentralventil
DE102010044637A1 (de) 2010-09-07 2012-03-08 Hydraulik-Ring Gmbh Zentralventil
DE102010060620A1 (de) 2010-11-17 2012-05-24 Hydraulik-Ring Gmbh Schwenkmotorversteller
DE102011000591A1 (de) 2011-02-09 2012-08-09 Hydraulik-Ring Gmbh Zentralventil
WO2013064279A1 (de) * 2011-11-03 2013-05-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Erzeugung verschiedener rückstellmomente eines nockenwellenverstellers ohne austausch von bauteilen
DE102010008401B4 (de) * 2010-02-18 2019-08-29 Hilite Germany Gmbh Schwenkmotorversteller

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0356018A1 (de) 1988-08-18 1990-02-28 Eaton Corporation Abgedichtete Phasenverschiebungsvorrichtung für eine Nockenwelle
US6155219A (en) 1998-09-10 2000-12-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Valve timing adjusting apparatus for internal combustion engine
US6276321B1 (en) * 2000-01-11 2001-08-21 Delphi Technologies, Inc. Cam phaser having a torsional bias spring to offset retarding force of camshaft friction
US7004129B2 (en) 2003-10-28 2006-02-28 Hydraulik-Ring Gmbh Camshaft adjusting device for vehicles, especially motor vehicles
GB2437305A (en) * 2006-04-19 2007-10-24 Mechadyne Plc Camshaft phaser which can be locked in the middle of the travel range
DE102008048386A1 (de) 2008-09-22 2010-04-29 Hydraulik-Ring Gmbh Flügelzellennockenwellenversteller

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0356018A1 (de) 1988-08-18 1990-02-28 Eaton Corporation Abgedichtete Phasenverschiebungsvorrichtung für eine Nockenwelle
US6155219A (en) 1998-09-10 2000-12-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Valve timing adjusting apparatus for internal combustion engine
US6276321B1 (en) * 2000-01-11 2001-08-21 Delphi Technologies, Inc. Cam phaser having a torsional bias spring to offset retarding force of camshaft friction
US7004129B2 (en) 2003-10-28 2006-02-28 Hydraulik-Ring Gmbh Camshaft adjusting device for vehicles, especially motor vehicles
GB2437305A (en) * 2006-04-19 2007-10-24 Mechadyne Plc Camshaft phaser which can be locked in the middle of the travel range
DE102008048386A1 (de) 2008-09-22 2010-04-29 Hydraulik-Ring Gmbh Flügelzellennockenwellenversteller

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008401B4 (de) * 2010-02-18 2019-08-29 Hilite Germany Gmbh Schwenkmotorversteller
DE102010013777A1 (de) 2010-04-03 2011-10-06 Hydraulik-Ring Gmbh Zentralventil
DE102010032133A1 (de) 2010-04-03 2011-11-10 Hydraulik-Ring Gmbh Zentralventil
DE102010032133B4 (de) 2010-04-03 2020-06-18 Hilite Germany Gmbh Zentralventil
DE102010023864A1 (de) 2010-06-15 2011-12-15 Hydraulik-Ring Gmbh Zentralventil
DE102010023864B4 (de) 2010-06-15 2018-03-08 Hilite Germany Gmbh Zentralventil für einen Schwenkmotornockenwellenversteller
DE102010044637A1 (de) 2010-09-07 2012-03-08 Hydraulik-Ring Gmbh Zentralventil
DE102010060620A1 (de) 2010-11-17 2012-05-24 Hydraulik-Ring Gmbh Schwenkmotorversteller
DE102010060620B4 (de) * 2010-11-17 2014-02-13 Hilite Germany Gmbh Schwenkmotorversteller
DE102011000591A1 (de) 2011-02-09 2012-08-09 Hydraulik-Ring Gmbh Zentralventil
DE102011000591B4 (de) 2011-02-09 2018-03-08 Hilite Germany Gmbh Zentralventil für einen Schwenkmotorversteller
WO2013064279A1 (de) * 2011-11-03 2013-05-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Erzeugung verschiedener rückstellmomente eines nockenwellenverstellers ohne austausch von bauteilen

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Publication number Publication date
DE102009048238B4 (de) 2012-07-12

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