DE102009054048A1

DE102009054048A1 - Baugruppe und Verfahren zur Montage eines Rotationskolbenverstellers

Info

Publication number: DE102009054048A1
Application number: DE102009054048A
Authority: DE
Inventors: Christian Bösel; Jürgen Weber
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-05-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe und ein Verfahren zur Montage eines hydraulischen Rotationskolbenverstellers, welche einen Außenrotor und einen Innenrotor, sowie eine erste Seitenplatte und eine zweite Seitenplatte, die miteinander verbindbar sind, umfasst. Sie umfasst weiterhin eine Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor, wobei wenigstens eine der Befestigungsschrauben als Einstellschraube zum Einstellen des Verriegelungsspiels vor deren Anziehen zum Verbinden der beiden Seitenplatten in beiden Drehrichtungen formschlüssig mit der ersten Seitenplatte verbunden ist. Bei dem Verfahren wird ein vorbestimmtes Verriegelungsspiel über die Einstellschraube eingestellt, wobei die erste Seitenplatte um die Drehachse gedreht wird und anschließend die Einstellschraube und die übrigen Befestigungsschrauben zum festen Verbinden der beiden Seitenplatten angezogen werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Brennkraftmaschinen und betrifft eine Baugruppe und ein Verfahren zur Montage eines hydraulischen Rotationskolbenverstellers.
Stand der Technik
In Brennkraftmaschinen mit mechanischer Ventilsteuerung werden Gaswechselventile durch die Nocken einer von einer Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle betätigt, wobei über Anordnung und Form der Nocken die Steuerzeiten der Ventile festlegbar sind. Über eine Änderung der Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle kann in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands der Brennkraftmaschine Einfluss auf die Steuerzeiten der Ventile genommen werden, wodurch vorteilhafte Effekte, wie eine Verminderung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstofferzeugung, erreicht werden können.
Hinlänglich bekannt ist der Einsatz spezieller Vorrichtungen zur wahlfreien Verstellung der Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle, welche meist als ”Nockenwellenversteller” bezeichnet werden.
Allgemein umfassen Nockenwellenversteller ein über ein Antriebsrad mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehendes Antriebsteil und ein nockenwellenfestes Abtriebsteil, sowie einen zwischen An- und Abtriebsteil geschalteten Stellmechanismus, welcher das Drehmoment vom An- auf das Abtriebsteil überträgt und eine Verstellung und Fixierung der Phasenlage zwischen diesen beiden ermöglicht.
In einer gängigen Bauweise als hydraulischer Rotationskolbenversteller sind das Antriebsteil als Außenrotor und das Abtriebsteil als konzentrischer Innenrotor ausgebildet, wobei Außen- und Innenrotor zueinander drehverstellbar angeordnet sind. Im radialen Zwischenraum zwischen Außen- und Innenrotor wird von einem der beiden Rotoren wenigstens ein Druckraum geformt, in den sich ein mit dem jeweils anderen Rotor verbundener Flügel erstreckt, wodurch der Druckraum in ein Paar gegeneinander wirkender Druckkammern geteilt wird. Durch gezielte Druckbeaufschlagung der Druckkammern können Außen- und Innenrotor relativ zueinander verdreht werden, um hierdurch eine Änderung der Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle zu bewirken.
Nun treten während des Betriebs der Brennkraftmaschine an der Nockenwelle Wechselmomente auf, die bei ungenügender Druckmittelversorgung, wie dies beispielsweise während der Startphase oder im Leerlauf der Fall ist, dazu führen, dass Innen- und Außenrotor in unkontrollierter Weise zueinander bewegt werden. Dies kann zur Folge haben, dass die Flügel innerhalb der Druckräume hin und her schlagen, wodurch Verschleiß gefördert und unangenehme Geräusche verursacht werden. Zudem schwankt in diesem Fall die Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle stark, so dass die Brennkraftmaschine nicht startet oder unruhig läuft.
Um dies zu vermeiden, werden hydraulische Rotationskolbenversteller mit einer Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor ausgerüstet, die eine Verriegelung in einer als Basisposition bezeichneten, für den Start der Brennkraftmaschine thermodynamisch günstigen Phasenlage ermöglicht. Die Wahl der Basisposition hängt von der konkreten Auslegung der Brennkraftmaschine ab. Die Verriegelungseinrichtung umfasst typischer Weise zumindest einen im Innenrotor aufgenommenen Verriegelungspin, der in Basisposition in formschlüssigen Eingriff mit dem Außenrotor gebracht wird und hydraulisch entriegelbar ist. Typischer Weise ist zu diesem Zweck in einer die Druckkammern axial verschließenden Seitenplatte eine Kulisse zum formschlüssigen Eingriff des Verriegelungspins geformt.
Hydraulische Rotationskolbenversteller mit Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor in Basisposition sind beispielsweise in den Druckschriften DE 20 2005 008 264 U1 , EP 1 596 040 A2 , DE 10 2005 013 141 A1 , DE 19 908 934 A1 und WO 2006/039966 der Anmelderin eingehend beschrieben.
Wird beim Abstellen der Brennkraftmaschine die Basisposition nicht erreicht, beispielsweise durch ”Abwürgen” des Motors, verstellt sich der Innenrotor aufgrund der Reibmomente der Nockenwelle selbsttätig in Spätstellung, so dass für eine Verriegelung in einer von der Spätstellung verschiedenen Basisposition spezielle Vorkehrungen zu treffen sind, durch die der Innenrotor relativ zum Außenrotor in Richtung Basisposition verstellt wird. Zudem unterscheidet sich die Verstellgeschwindigkeit in den beiden Verstellrichtungen aufgrund der in Richtung ”spät” wirkenden Reibmomente, so dass eine Angleichung der Verstellgeschwindigkeiten wünschenswert ist.
Zu diesem Zweck werden Rückstell- bzw. Kompensationsfedern verbaut, welche den Innenrotor gegenüber dem Außenrotor in Richtung ”früh” vorspannen. So beschreiben beispielsweise die deutschen Offenlegungsschriften DE 10 007 200 A1 und DE 10 215 879 A1 jeweils Rotationskolbenversteller mit Rückstellfedern, durch die der Innenrotor gegenüber dem Außenrotor in eine Verstellrichtung zum Erreichen der Basisposition vorgespannt wird. Typischer Weise ist die Rückstellfeder zwischen einer Seitenplatte und einem mit dem Seitenplatte verbundenen Federdeckel aufgenommen.
Nun hat sich in der Praxis gezeigt, dass für den Verriegelungspin ein geeignetes Verriegelungsspiel in der Kulisse eingestellt werden muss, um Probleme beim Betrieb der Brennkraftmaschine zu vermeiden. Ist beispielsweise das Verriegelungsspiel zu groß, kann der Fall eintreten, dass der Verriegelungspin mit einer großen Anlaufstrecke gegen eine radiale Begrenzungswand der Kulisse schlägt, was mit einer unangenehmen Geräuschentwicklung einhergehen kann. Ist das Verriegelungsspiel dagegen zu klein, kann es passieren, dass der Verriegelungspin aufgrund unvermeidlicher Toleranzen klemmt und daher nicht mehr in die Kulisse greifen kann, so dass eine Verriegelung nicht möglich ist. In der industriellen Serienfertigung wird das Verriegelungsspiel durch manuelles Drehen der die Kulisse formenden Seitenplatte in einer vormontierten Baugruppe des Rotationskolbenverstellers eingestellt. Da sich die Seitenplatte insbesondere bei Riemenradverstellern in einem topfartigen Gehäuseteil des Außenrotors befindet und durch den Federdeckel abgedeckt ist, ist das Verriegelungsspiel nur schwierig einzustellen, zumal in der Regel die Anbindung der Rückstellfeder am Außenrotor einen symmetrischer Eingriff des Einstellwerkzeugs verhindert. Dementsprechend hoch ist der Ausschuss in der industriellen Serienfertigung von Rotationskolbenverstellern, wodurch sich die Produktionskosten erhöhen.
Aufgabe der Erfindung
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die genannten Nachteile bei der Montage von Rotationskolbenverstellern zu vermeiden. So soll ein hydraulischer Rotationskolbenversteller mit einem vorbestimmten Verriegelungsspiel einfach und kostengünstig in der industriellen Serienfertigung herstellbar sein.
Lösung der Aufgabe
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine Baugruppe und ein Verfahren zur Montage eines hydraulischen Rotationskolbenverstellers mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Baugruppe zur Montage eines hydraulischen Rotationskolbenverstellers zur Verstellung der Phasenlage von Kurbel- und Nockenwelle einer Brennkraftmaschine gezeigt.
Die Baugruppe umfasst einen mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung bringbaren Außenrotor und einen mit einer Nockenwelle drehfest verbunden (nockenwellenfesten) Innenrotor, der in konzentrischer Anordnung bezüglich einer gemeinsamen Drehachse drehverstellbar zum Außenrotor gelagert ist und dessen Drehwinkelstellung zum Außenrotor mittels eines zumindest ein gegeneinander wirkendes Druckkammerpaar umfassenden hydraulischen Stellmechanismus verstellbar ist.
Die Baugruppe umfasst weiterhin eine erste Seitenplatte und eine zweite Seitenplatte, durch welche die Druckkammern axial druckdicht verschließbar sind, wobei die beiden Seitenplatten mit den Außenrotor durchsetzenden Befestigungsschrauben miteinander verbindbar sind.
Die Baugruppe umfasst weiterhin eine Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor in einer vorbestimmten Verriegelungsposition (”Basisposition”), welche zumindest einen in einer Aufnahme im Innenrotor aufgenommenen Verriegelungspin umfasst, der in Basisposition in formschlüssigen Eingriff mit einer von der ersten Seitenplatte geformten Kulisse gebracht und hydraulisch entriegelbar ist. Dabei ist die erste Seitenplatte zum Einstellen eines Verriegelungsspiels um die Drehachse drehbar. Als Verriegelungsspiel wird hier und im Weiteren ein Abstand zwischen dem Verriegelungspin der Verriegelungseinrichtung und einer radialen Begrenzungswand der Kulisse verstanden. Bei der Basisposition kann es sich insbesondere um eine Frühstellung des Innenrotors handeln. Bei der Begrenzungswand kann es sich insbesondere um die an die Frühposition angrenzende radiale Begrenzungswand der Kulisse handeln.
Die Baugruppe kann weiterhin eine Rückstellfeder (Drehfeder) umfassen, die mit dem Außen- und Innenrotor so drehgekoppelt ist, dass der Innenrotor gegenüber dem Außenrotor in eine Verstellrichtung zum Erreichen der gewünschten Basisposition vorgespannt wird. In der Regel wird der Innenrotor durch die Rückstellfeder in Richtung ”früh” verstellt. Die Rückstellfeder ist vorteilhaft in Form einer Spiralfeder mit einer Mehrzahl radialer Federwindungen ausgebildet, wobei die Federebene senkrecht zur gemeinsamen Drehachse von Außen- und Innenrotor gerichtet ist. Die Rückstellfeder ist in einem Raum zwischen der ersten Seitenplatte und einem mit der ersten Seitenplatte über die Befestigungsschrauben verbindbaren Federdeckel angeordnet.
Wesentlich dabei ist, dass in der Baugruppe wenigstens eine der Befestigungsschrauben als Einstellschraube zum Einstellen des Verriegelungsspiels vor deren Anziehen zum Verbinden der beiden Seitenplatte in beiden Drehrichtungen um die gemeinsame Drehachse formschlüssig mit der ersten Seitenplatte verbunden ist.
Erfindungsgemäß kann somit über die Einstellschraube das Verriegelungsspiel des Verriegelungspins in der Kulisse in einfacher Weise zuverlässig und sicher eingestellt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baugruppe ist die erste Seitenplatte mit einer Öffnung versehen, in der die Einstellschraube formschlüssig aufgenommen ist. Dabei kann in der Öffnung der ersten Seitenplatte ein Formteil beispielsweise durch Einpressen angebracht sein, wobei die Einstellschraube im Formteil formschlüssig aufgenommen ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baugruppe ist die Einstellschraube vor deren Anziehen zum festen Verbinden der beiden Seitenplatten in beiden Drehrichtungen formschlüssig mit dem Federdeckel verbunden. Dabei kann der Federdeckel mit einer Öffnung versehen sein, in der die Einstellschraube formschlüssig aufgenommen ist. Andererseits kann in der Öffnung des Federdeckels ein Formteil beispielsweise durch Einpressen angebracht ist, wobei die Einstellschraube im Formteil formschlüssig aufgenommen ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baugruppe ist die Einstellschraube mit einem Schraubenkopf versehen, der zum Eingriff eines Werkzeugs zum Einstellen des Verriegelungsspiels geeignet ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme kann das Verriegelungsspiel in besonders einfacher Weise eingestellt werden.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf einen hydraulischen Rotationskolbenversteller, der durch die Montage einer wie oben beschriebenen Baugruppe hergestellt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Montage eines hydraulischen Rotationskolbenverstellers zur Verstellung der Phasenlage von Kurbel- und Nockenwelle einer Brennkraftmaschine gezeigt.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Einen Schritt zum Vormontieren einer Baugruppe, welche umfasst: einen mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung bringbaren Außenrotor und einen mit einer Nockenwelle drehfest verbundenen Innenrotor, wobei Außen- und Innenrotor drehverstellbar um eine gemeinsame Drehachse gelagert sind und eine Drehwinkelstellung des Innenrotors zum Außenrotor mittels eines hydraulischen Stellmechanismus, der zumindest ein gegeneinander wirkendes Druckkammerpaar umfasst, verstellbar ist; eine erste Seitenplatte und eine zweite Seitenplatte, durch welche die Druckkammern axial druckdicht verschließbar sind, welche über mit den Außenrotor durchsetzende Befestigungsschrauben miteinander verbunden sind; eine Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor in einer Basisposition, welche zumindest einen in einer Aufnahme im Innenrotor aufgenommenen Verriegelungspin umfasst, der in Basisposition in formschlüssigen Eingriff mit einer von der ersten Seitenplatte geformten Kulisse gebracht und hydraulisch entriegelbar ist, wobei die Befestigungsschrauben noch nicht fest angezogen sind, so dass die erste Seitenplatte zum Einstellen eines Verriegelungsspiels zwischen um die Drehachse drehbar ist, und wobei wenigstens eine der Befestigungsschrauben als Einstellschraube zum Einstellen des Verriegelungsspiels vor deren Anziehen zum Verbinden der beiden Seitenplatten in beiden Drehrichtungen formschlüssig mit der ersten Seitenplatte verbunden ist.
Einen Schritt zum Einstellen eines vorbestimmten Verriegelungsspiels, wobei die erste Seitenplatte zu diesem Zweck durch die Einstellschraube um die Drehachse gedreht wird.
Einen Schritt zum Anziehen der Einstellschraube und der übrigen Befestigungsschrauben zum festen Verbinden der beiden Seitenplatten und deren Befestigung an einem Gehäuseteil des Außenrotors.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Vormontieren der Baugruppe eine Rückstellfeder eingebaut, die mit dem Außen- und Innenrotor so drehgekoppelt ist, dass der Innenrotor gegenüber dem Außenrotor in Basisposition vorgespannt wird, wobei die Rückstellfeder zwischen der ersten Seitenplatte und einem mit dem ersten Seitenplatte über die Befestigungsschrauben verbindbaren Federdeckel angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Verriegelungsspiel von weniger als 0,2° zwischen dem Verriegelungspin und einer radialen Begrenzungswand der Kulisse eingestellt. Bei der Begrenzungswand kann es sich insbesondere um die der Frühstellung benachbarte radiale Begrenzungswand handeln. Die Winkelangabe entspricht einer Verdrehung der ersten Seitenplatte um die gemeinsame Drehachse, wobei von einer Stellung ausgegangen wird, bei der der Verriegelungspin der radialen Begrenzungswand anliegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Gleiche bzw. gleich wirkende Elemente sind in den Zeichnungen mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:
1 eine schematische Axialschnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotationskolbenverstellers;
2 eine schematische Axialansicht der Verriegelungseinrichtung des Rotationskolbenverstellers von 1;
3 eine vergrößerte Axialansicht des Rotationskolbenverstellers von 1 zur Veranschaulichung der Einstellschraube;
4 eine vergrößerte Axialansicht des Rotationskolbenverstellers von 1 zur Veranschaulichung einer Variante zu 3.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des hydraulischen Rotationskolbenverstellers 1 gemäß der Erfindung mit Frühverriegelung (Verriegelung in Frühstellung bzw. Vorlaufrichtung als Basisposition) in einer perspektivischen Axialschnittansicht schematisch dargestellt. Der Rotationskolbenversteller 1 ist hier beispielsweise als Riemennockenwellenversteller ausgebildet.
Der Rotationskolbenversteller 1 umfasst einen mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle über ein Riemenrad 5 und einen (nicht dargestellten) Riementrieb in Antriebsverbindung bringbaren Außenrotor 2 und einen mit einer Nockenwelle 4 drehfest verbundenen Innenrotor 3, wobei Außen- und Innenrotor konzentrisch bezüglich einer gemeinsamen Drehachse 6 der Nockenwelle 4 und zueinander drehverstellbar angeordnet sind. Der Rotationskolbenversteller 1 ist über eine den Innenrotor 3 in einer zentralen Ausnehmung 9 durchsetzenden Zentralschraube 8 an einer Stirnseite 7 der Nockenwelle 4 befestigt.
Im radialen Zwischenraum zwischen Außen- und Innenrotor sind durch einen topfartigen Gehäuseteil 15 des Außenrotors 2 eine Mehrzahl Druckräume geformt, in die sich jeweils ein mit dem Innenrotor 3 verbundener Flügel 10 erstreckt, wodurch jeder Druckraum in ein Paar gegeneinander wirkender Druckkammern 11 geteilt wird. Durch gezielte Druckbeaufschlagung der gegeneinander wirkenden Druckkammern 11 kann eine Drehwinkelstellung des Innenrotors 3 zum Außenrotor 4 geändert oder durch hydraulisches Verspannen fixiert werden. Die Druckkammern 11 sind durch zwei stirnseitig angeordnete Seitenplatten 12, 13 axial druckdicht verschlossen. Dabei sind die beiden Seitenplatten 12, 13 durch eine Mehrzahl, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneter, axialer Befestigungsschrauben 14 miteinander verschraubt. Die Befestigungsschrauben 14 durchsetzen den Gehäuseteil 15 und sind mit diesem fest verbunden.
Zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor in einer Basisposition, welche hier einer Frühstellung entspricht, ist eine Verriegelungseinrichtung 16 vorgesehen, die einen in einer Aufnahme 17 des Innenrotors 3 aufgenommenen Verriegelungspin 18 umfasst, der durch eine Schraubendruckfeder 19 in axiale Richtung aus seiner Aufnahme 17 gedrängt wird und formschlüssig in eine vom Außenrotor 2 bzw. der ersten Seitenplatte 12 geformte Kulisse 20 greifen kann. Um den Verriegelungspin zu entriegeln, kann dieser stirnseitig mit Druckmittel beaufschlagt und in seine Aufnahme 17 zurückgedrängt werden.
Der Rotationskolbenversteller 1 ist weiterhin mit einer ebenen Spiralfeder 21 versehen, die mit ihrer Federebene senkrecht zur Axialrichtung auf der vom Innenrotor 3 abgewandten Seite der ersten Seitenplatte 12 angeordnet ist. Die Spiralfeder 21 ist mit einer Mehrzahl radialer Windungen versehen, die an einem Ende mit dem Innenrotor 3 und am anderen Ende mit dem Außenrotor 2 verbunden sind, um den Innenrotor 3 gegenüber dem Außenrotor 2 in Richtung ”früh” vorzuspannen. Die Spiralfeder 21 ist zwischen der ersten Seitenplatte 12 und einem über die Befestigungsschrauben 14 mit der ersten Seitenplatte 12 verbundenen Federdeckel 22 angeordnet. Die Befestigungsschrauben 14 durchsetzen zu diesem Zweck den Federdeckel 22. Der Federdeckel 22 ist mit einer zentralen Ausnehmung 23 versehen, welche eine Montage des Rotationskolbenverstellers 1 an der Nockenwelle 4 durch die Zentralschraube 8 ermöglicht. Die Ausnehmung 23 ist über eine Verschlussschraube 24 verschlossen.
In 2 ist anhand einer weiteren Axialschnittdarstellung die Verriegelungseinrichtung 16 vergrößert dargestellt. Darin ist der in seiner Aufnahme 17 aufgenommene Verriegelungspin 18 erkennbar, der durch die Schraubendruckfeder 19 in die von der ersten Seitenplatte 12 geformte Kulisse 20 gedrängt wird. In 2 ist der Schnitt so gelegt, dass das auf die Umfangs- bzw. Drehrichtung des Innenrotors 3 bezogene Verriegelungsspiel des Verriegelungspins 18 in der Kulisse 20 dargestellt ist. in Basisposition greift der Verriegelungspin 18 in die Kulisse 20, wobei ein von Null verschiedener Abstand des Verriegelungspins 18 von einer der Basisposition (Frühstellung) angrenzenden radialen Begrenzungswand 37 der Kulisse 20 vorliegt. Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen dem Verriegelungspin 18 und der radialen Begrenzungswand 37, gegen welche der Verriegelungspin 18 bei Frühverdrehung des Innenrotors 3 (in Antriebsrichtung der Nockenwelle 4) stößt, ca. 0,2° bezogen auf eine Drehung des Innenrotors 3 um die Drehachse 6.
In 3 ist anhand einer weiteren Axialschnittdarstellung eine vormontierte Baugruppe 25 des Rotationskolbenverstellers 1 von 1 vergrößert dargestellt. Der Schnitt ist durch eine Befestigungsschraube 14 gelegt, die hier als Einstellschraube 26 zum Einstellen des Verriegelungsspiels in geeigneter Weise ausgebildet ist.
Wie aus 3 ersichtlich ist, durchsetzt die Einstellschraube 26 eine Ausnehmung 27 des Gehäuseteils 15 und greift in eine Öffnung 28 der zweiten Seitenplatte 13. Dabei ist die Einstellschraube 26 mit ihrem Außengewinde 29 mit einem Innengewinde 30 der Öffnung 28 der zweiten Seitenplatte 13 verschraubt. Zudem durchstellt die Einstellschraube 26 eine Öffnung 31 der ersten Seitenplatte 12 sowie eine Öffnung 32 des Federdeckels 22. Beim Verschrauben der Einstellschraube 26 wird der Schraubenkopf 33 gegen eine Stirnfläche 34 des Federdeckels 22 gepresst, so dass der Federdeckel 22, die beiden Seitenplatten 12, 13 und der Gehäuseteil 15 in einem Schraubenverband fest miteinander verbunden sind.
Nun ist für die Einstellschraube 26 die Öffnung 31 der ersten Seitenplatte 12 so geformt, dass die Einstellschraube 26 vor deren Anziehen zum Verbinden der beiden Seitenplatten 12, 13 in beiden Drehrichtungen um die gemeinsame Drehachse 6 formschlüssig mit der ersten Seitenplatte 12 verbunden ist. Gleichermaßen ist die Öffnung 32 des Federdeckels 22 so geformt, dass die Einstellschraube 26 vor deren Anziehen zum Verbinden der beiden Seitenplatten 12, 13 in beiden Drehrichtungen um die gemeinsame Drehachse 6 formschlüssig mit dem Federdeckel 22 verbunden ist. Dies gilt nicht für die übrigen Befestigungsschrauben 14. Die Einstellschraube 26 kann somit zum Einstellen des Verriegelungsspiels des Verriegelungspins 18 in der Kulisse 20 benutzt werden.
Dabei wird folgendermaßen vorgegangen. Zunächst wird die in 3 dargestellte Baugruppe 25 vormontiert, wobei die Befestigungsschrauben 14 noch nicht fest angezogen werden. Dies ermöglicht, dass die erste Seitenplatte 12 um die Drehachse 6 verdreht werden kann. Anschließend wird am Schraubenkopf 33 ein Einstellwerkzeug 35 in Stellung gebracht, durch das die Einstellschraube 26 zusammen mit der ersten Seitenplatte 12 und dem Federdeckel 22 in Umfangsrichtung bzw. Drehrichtung um die Drehachse 6 verdreht werden kann, um das Verriegelungsspiel in gewünschter Weise einzustellen. Beispielsweise wird die erste Seitenplatte 12 zunächst soweit in der einen Drehrichtung verdreht, bis der Verriegelungspin 18 innerhalb der Kulisse 20 an die radiale Begrenzungswand 37 anschlägt. Hierbei handelt es sich um die radiale Begrenzungswand 37, welche unmittelbar an die Basisposition (Frühstellung) angrenzt bzw. näher zu dieser liegt. Anschließend wird die erste Seitenplatte 12 in der anderen Drehrichtung rückgedreht, bis das gewünschte Verriegelungsspiel eingestellt ist. Die Ausnehmung 27 des Gehäuseteils 15 ist so ausgebildet, dass sie diese Verstellung zulässt. Dann werden die Einstellschraube 26 und die übrigen Befestigungsschrauben 14 mittels eines Schraubendrehers 36 fest angezogen, um die beiden Seitenplatten 12, 13 fest mit dem Gehäuseteil 15 zu verbinden.
In 4 ist eine Variante zu 3 gezeigt. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden lediglich die Unterschiede zu dem in 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel erläutert, wobei ansonsten Bezug auf die dort gemachten Ausführungen genommen wird.
Bei dieser Ausgestaltung ist innerhalb der Öffnung 31 der ersten Seitenplatte 12 und der Öffnung 32 des Federdeckels 22 eine Hülse 38 beispielsweise mittels Einpressen angebracht, in der die Einstellschraube 26 vor deren Anziehen zum Verbinden der beiden Seitenplatten 12, 13 in beiden Drehrichtungen um die gemeinsame Drehachse 6 formschlüssig aufgenommen ist. Die Hülse 38 kann zusätzlich mit einem Dichtmittel beschichtet werden, um den die Spiralfeder 21 aufnehmenden Bauraum abzudichten. Die Hülse 38 schafft eine lösbare feste Verbindung zwischen Federdeckel 22 und der ersten Seitenplatte 12, so dass ein Einstellmoment vom Einstellwerkzeug 35 über den Federdeckel 22 auf die erste Seitenplatte 12 übertragen werden kann. Die Hülse 38 kann beispielsweise aus Stahl, Kunststoff oder einem Leichtmetallwerkstoff wie Aluminium oder eine Aluminiumlegierung herstellt sein, wobei insbesondere beim Einpressen in die Öffnungen 31, 32 ein Toleranzausgleich durch plastisch-elastische Verformung erfolgen kann. Durch diese Maßnahme können die Kosten bei der Herstellung des Rotationskolbenverstellers 1 reduziert werden. Zudem kann die Montage vereinfacht werden.
Die Erfindung ermöglicht somit eine einfache Montage des Rotationskolbenverstellers 1, bei der das Verriegelungsspiel über die Einstellschraube 26 zuverlässig und sicher eingestellt werden kann. Die Herstellungskosten des Rotationskolbenverstellers 1 können dadurch vermindert werden.
Bezugszeichenliste

1: Rotationskolbenversteller
2: Außenrotor
3: Innenrotor
4: Nockenwelle
5: Riemenrad
6: Drehachse
7: Stirnseite
8: Zentralschraube
9: Ausnehmung
10: Flügel
11: Druckkammer
12: erste Seitenplatte
13: zweite Seitenplatte
14: Befestigungsschraube
15: Gehäuseteil
16: Verriegelungseinrichtung
17: Aufnahme
18: Verriegelungspin
19: Schraubendruckfeder
20: Kulisse
21: Spiralfeder
22: Federdeckel
23: Ausnehmung
24: Verschlussschraube
25: Baugruppe
26: Einstellschraube
27: Ausnehmung des Gehäuseteils 15
28: Öffnung der zweiten Seitenplatte 13
29: Außengewinde
30: Innengewinde
31: Öffnung der ersten Seitenplatte 12
32: Öffnung des Federdeckels 22
33: Schraubenkopf
34: Stirnfläche
35: Einstellwerkzeug
36: Schraubendreher
37: Begrenzungswand
38: Hülse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202005008264 U1 [0008]
EP 1596040 A2 [0008]
DE 102005013141 A1 [0008]
DE 19908934 A1 [0008]
WO 2006/039966 [0008]
DE 10007200 A1 [0010]
DE 10215879 A1 [0010]

Claims

Baugruppe (25) zur Montage eines Rotationskolbenverstellers (1), umfassend: – einen mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung bringbaren Außenrotor (2), – einen mit einer Nockenwelle (4) drehfest verbundenen Innenrotor (3), wobei Außen- und Innenrotor drehverstellbar um eine gemeinsame Drehachse (6) gelagert sind und eine Drehwinkelstellung des Innenrotors (3) zum Außenrotor (2) mittels eines hydraulischen Stellmechanismus, der zumindest ein gegeneinander wirkendes Druckkammerpaar (11) umfasst, verstellbar ist, – eine erste Seitenplatte (12) und eine zweite Seitenplatte (13), durch welche die Druckkammern (10) axial druckdicht verschließbar sind, wobei die Seitenplatten (12, 13) über Befestigungsschrauben (14) miteinander verbindbar sind, – eine Verriegelungseinrichtung (16) zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor (2, 3) in einer Basisposition, welche zumindest einen in einer Aufnahme (17) im Innenrotor (3) aufgenommenen Verriegelungspin (18) umfasst, der in Basisposition in formschlüssigen Eingriff mit einer von der ersten Seitenplatte (12) geformten Kulisse (20) gebracht werden kann und hydraulisch entriegelbar ist, wobei die erste Seitenplatte (12) zum Einstellen eines Verriegelungsspiels zwischen dem Verriegelungspin (18) und der Kulisse (20) um die Drehachse (6) drehbar ist, – wobei wenigstens eine der Befestigungsschrauben (14) als Einstellschraube (26) zum Einstellen des Verriegelungsspiels vor deren Anziehen zum Verbinden der beiden Seitenplatten (12, 13) in beiden Drehrichtungen formschlüssig mit der ersten Seitenplatte (12) verbunden ist.
Baugruppe (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seitenplatte (12) mit einer Öffnung (31) versehen ist, in der die Einstellschraube (26) formschlüssig aufgenommen ist.
Baugruppe (25) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnung (31) der ersten Seitenplatte (12) ein Formteil (38) angebracht ist, wobei die Einstellschraube (26) im Formteil (38) formschlüssig aufgenommen ist.
Baugruppe (25) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Rückstellfeder (21), die mit dem Außen- und Innenrotor so drehgekoppelt ist, dass der Innenrotor (3) gegenüber dem Außenrotor (2) in Basisposition vorgespannt wird, wobei die Rückstellfeder zwischen der ersten Seitenplatte (12) und einem mit der ersten Seitenplatte (12) über die Befestigungsschrauben (14) verbindbaren Federdeckel (22) angeordnet ist.
Baugruppe (25) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellschraube (26) vor deren Anziehen zum festen Verbinden der beiden Seitenplatten (12, 13) in beiden Drehrichtungen formschlüssig mit dem Federdeckel (22) verbunden ist.
Baugruppe (25) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Federdeckel (22) mit einer Öffnung (32) versehen ist, in der die Einstellschraube (26) formschlüssig aufgenommen ist.
Baugruppe (25) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnung (32) des Federdeckels (22) ein Formteil (38) angebracht ist, wobei die Einstellschraube (26) im Formteil (26) formschlüssig aufgenommen ist.
Baugruppe (25) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellschraube (26) mit einem Schraubenkopf (33) versehen ist, der zum Eingriff eines Werkzeugs (35) zum Einstellen des Verriegelungsspiels geeignet ausgebildet ist.
Rotationskolbenversteller (1), welcher durch Montage einer Baugruppe (25) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.
Verfahren zur Montage eines Rotationskolbenverstellers (1), mit den folgenden Schritten: – Vormontieren einer Baugruppe (25), welche umfasst: einen mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung bringbaren Außenrotor (2) und einen mit einer Nockenwelle drehfest verbundenen Innenrotor (3), wobei Außen- und Innenrotor drehverstellbar um eine gemeinsame Drehachse (6) gelagert sind und eine Drehwinkelstellung des Innenrotors zum Außenrotor mittels eines hydraulischen Stellmechanismus, der zumindest ein gegeneinander wirkendes Druckkammerpaar (11) umfasst, verstellbar ist; eine erste Seitenplatte (12) und eine zweite Seitenplatte (13), durch welche die Druckkammern (11) axial druckdicht verschließbar sind, welche über Befestigungsschrauben (14) miteinander verbunden sind; eine Verriegelungseinrichtung (16) zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor in einer Basisposition, welche zumindest einen in einer Aufnahme (17) im Innenrotor (3) aufgenommenen Verriegelungspin (18) umfasst, der in Basisposition in formschlüssigen Eingriff mit einer von der ersten Seitenplatte (12) geformten Kulisse (20) gebracht und hydraulisch entriegelbar ist, wobei die erste Seitenplatte zum Einstellen eines Verriegelungsspiels zwischen dem Verriegelungspin (18) und der Kulisse (20) um die Drehachse (6) drehbar ist, wobei wenigstens eine der Befestigungsschrauben (14) als Einstellschraube (26) zum Einstellen des Verriegelungsspiels vor deren Anziehen zum Verbinden der beiden Seitenplatten (12, 13) in beiden Drehrichtungen formschlüssig mit der ersten Seitenplatte (12) verbunden ist; – Einstellen eines vorbestimmten Verriegelungsspiels über die Einstellschraube (26), wobei die erste Seitenplatte (12) um die Drehachse (6) gedreht wird, – Anziehen der Einstellschraube (26) und der übrigen Befestigungsschrauben (14) zum festen Verbinden der beiden Seitenplatten (12, 13).
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem eine Baugruppe (25) vormontiert wird, welche eine Rückstellfeder (21) umfasst, die mit dem Außen- und Innenrotor so drehgekoppelt ist, dass der Innenrotor gegenüber dem Außenrotor in Basisposition vorgespannt wird, wobei die Rückstellfeder zwischen der ersten Seitenplatte (12) und einem mit der ersten Seitenplatte (12) über die Befestigungsschrauben (14) verbindbaren Federdeckel (22) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei welchem ein Verriegelungsspiel von weniger als 0,2° zu einer radialen Begrenzungswand (37) der Kulisse (20) eingestellt wird.