DE102012217393A1

DE102012217393A1 - Nockenwellenversteller

Info

Publication number: DE102012217393A1
Application number: DE102012217393.5A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Weber; Dirk Heintzen
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-03-27
Also published as: US20150211389A1; US9441508B2; CN104685167B; CN104685167A; WO2014048588A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller mit – einem von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine antreibbaren Stator (1), und – einem drehfest mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine verbindbaren Rotor (2) mit mehreren von einem radial inneren Ring (12) radial nach außen vorstehenden Flügeln (11), und – einer zwischen dem Rotor (2) und dem Stator (1) wirkenden Torsionsfeder (5) mit spiralförmigen Windungen, die mit einem ersten radial inneren Federende (7) mittelbar oder unmittelbar mit dem Rotor (2) und mit einem zweiten radial äußeren Federende (8) mittelbar oder unmittelbar mit dem Stator (1) verbunden ist, und welche an einer axialen Stirnseite des Rotors (2) und des Stators (1) angeordnet und durch ein die Windungen seitlich zur Außenseite hin abdeckendes Sicherungsteil gesichert ist, wobei – an dem Rotor (2) in einem radial inneren Abschnitt der Flügel (11) eine Mehrzahl von axial vorstehenden Stiften (3, 4, 6, 9) vorgesehen ist, welche an einem radial inneren Abschnitt des Rotors (3) angeordnet sind und an der radial inneren Seite der innersten Windung durch die Torsionsfeder (5) hindurchragen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Ein gattungsgemäßer Nockenwellenversteller ist beispielsweise aus der EP 1 979 582 B1 bekannt. Der Nockenwellenversteller weist in seinem Grundaufbau einen von einer Kurbelwelle antreibbaren Stator und einen drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Rotor auf. Zwischen dem Stator und dem Rotor ist ein Ringraum vorgesehen, welcher durch drehfest mit dem Stator verbundene, radial nach innen ragende Vorsprünge in eine Mehrzahl Arbeitskammern unterteilt ist, die jeweils durch einen radial von dem Rotor nach außen abragenden Flügel in zwei Druckräume unterteilt sind. Je nach der Beaufschlagung der Druckkammern mit einem Druckmittel wird der Rotor gegenüber dem Stator und damit auch die Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle in Richtung „früh” oder „spät” verstellt. Der Druckaufbau des Druckmittels erfolgt ebenfalls über die Kurbelwelle, was zur Folge hat, dass bei niedrigen Drehzahlen nur ein geringer Druckmittelfluss bereitgestellt wird. Dieser geringe Druckmittelstrom hat den Nachteil, dass unter ungünstigen Umständen eine unerwünschte Verstellung des Nockenwellenverstellers auftreten kann, was in der Folge zu einem ungünstigen Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine, insbesondere in der Kaltstartphase, mit ungünstigen Verbrauchswerten mit einem unruhigen Lauf führen kann. Aus diesem Grund ist in dem aus der EP 1 979 582 B1 bekannten Nockenwellenversteller eine spiralförmige Torsionsfeder zwischen dem Rotor und dem Stator vorgesehen. Die Torsionsfeder ist mit einem radial äußeren Ende an einem dem Stator zugeordneten Vorsprung mit einem radial inneren Ende an einem dem Rotor zugeordneten Stift eingehängt. Die Spiralfeder ist durch einen in einen ringzylindrischen Fortsatz des Stators eingepressten Deckel nach außen gesichert.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nockenwellenversteller mit einer spiralförmigen Torsionsfeder bereitzustellen, welcher kostengünstig herzustellen und einfach zu montieren sein soll.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, dass an dem Rotor in einem radial inneren Abschnitt der Flügel eine Mehrzahl von axial vorstehenden Stiften vorgesehen ist, welche an einem radial inneren Abschnitt des Rotors angeordnet sind und an der radial inneren Seite der innersten Windung durch die Torsionsfeder hindurchragen. Durch die vorgeschlagenen Stifte wird eine Kontur zur Begrenzung der Zusammenziehbewegung der Torsionsfeder und zur Führung der innersten Windung der Torsionsfeder geschaffen, durch welche die Federverformung beim Aufbringen der Federkraft kontrolliert und begrenzt wird. Ferner wird durch die Stifte eine Kontur geschaffen, an der das innere Ende der Feder an verschiedenen Positionen eingehängt werden kann, wodurch die Montage erleichtert werden kann und außerdem die Federvorspannung variiert werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:
1 einen Nockenwellenversteller in verschiedenen Schnittansichten; und
2 einen Nockenwellenversteller in Schrägansicht auf die Federseite.
In der 1 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Nockenwellenversteller mit einem topfförmigen Stator 1 und einem in dem Stator 1 drehbar gelagerten Rotor 2 zu erkennen. Der Nockenwellenversteller weist im Grundaufbau eine identischen Bauform wie die in den Druckschriften EP 1 979 582 B1 oder DE 100 24 760 A1 beschriebenen Nockenwellenversteller auf, so dass diese Druckschriften hinsichtlich der Offenbarung des Funktionsprinzips des Nockenwellenverstellers zu dem Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung ausdrücklich hinzuzurechnen sind. An dem Rotor 2 sind eine Mehrzahl von Flügeln 11 vorgesehen, welche sich von einem inneren Ring 12 des Rotors 2 radial nach außen erstrecken.
Zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 2 ist eine spiralförmige Torsionsfeder 5 angeordnet, welche mit dem äußeren Federende 8 an einem Kopf einer Befestigungsschraube gehalten ist, welche den Statorverbund aus dem Stator 1, den Statorstegen und dem Dichtdeckel zusammenhält. Die Torsionsfeder 5 ist spiralförmig mit mehreren in einer Ebene angeordneten Windungen ausgebildet und nach außen hin durch ein Sicherungsteil 10 in Form eines auf den Dichtdeckel bzw. den Stator 1 aufgepressten Deckels abgedeckt. Ferner sind an den radial inneren Abschnitten der Flügel 11 vier äquidistant zueinander und äquidistant zu der Drehachse des Rotors angeordnete, axial vorstehende Stifte 3, 4, 6 und 9 vorgesehen, welche durch die Radialinnenseite der innersten Windung der Torsionsfeder 5 vorstehen und dadurch einen Anschlag bilden, welcher die Zusammenziehbewegung der innersten Windung der Torsionsfeder 5 begrenzt. Da die Stifte 3, 4, 6 und 9 äquidistant zu der Drehachse des Rotors 2 angeordnet sind, liegen sie auf einem konzentrisch zu der Drehachse des Rotors 2 angeordneten Kreis und definieren dadurch den kleinsten Radius, auf den die innerste Windung der Torsionsfeder 5 zusammengezogen werden kann. Damit kann eine weitere Federkraft nach dem Zusammenziehen der innersten Windung auf diesen Radius nur noch durch Verformung der weiteren äußeren Windungen erfolgen. Da die Stifte 3, 4, 6 und 9 äquidistant zueinander angeordnet sind, wird die anliegende innerste Windung der Torsionsfeder 5 in der zusammengezogenen Stellung gleichmäßig über den Umfang unterstützt. Die radial inneren Abschnitte der Flügel 11 sind zur Anordnung der Stifte 3, 4, 6 und 9 mit einer ausreichend großen Wandstärke versehen, was bei den im Querschnitt dünneren Flügeln 11 durch eine Verdickung erreicht wird.
Ferner können die Stifte 3, 4, 6 und 9 auch zur Halterung des inneren Federendes 7 genutzt werden, wie dies an dem Stift 3 der 2 zu erkennen ist. Das Federende 7 kann dabei an verschiedenen Stiften 3, 4, 6 oder 9 eingehängt werden, wodurch verschiedene Vorspannkräfte realisiert werden können.
Die Stifte 3, 4, 6 und 9 sind im Bereich der Flügel des Rotors 2 in entsprechende Bohrungen eingesetzt, so dass die innerste Windung der Torsionsfeder 5 einschließlich des umgebogenen Federendes 7 in jedem Fall auf einem größeren Radius gehalten sind als die zentrale Öffnung des Rotors 2, so dass das Zentralventil in die Öffnung des Rotors 2 eingeführt werden kann, ohne dass die Torsionsfeder 5 die Einführbewegung behindert.
Bezugszeichenliste

1: Stator
2: Rotor
3: Stift
4: Stift
5: Torsionsfeder
6: Stift
7: Federende
8: Federende
9: Stift
10: Sicherungsteil
11: Flügel
12: Ring

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

EP 1979582 B1 [0002, 0002, 0008]
DE 10024760 A1 [0008]

Claims

Nockenwellenversteller mit – einem von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine antreibbaren Stator (1), und – einem drehfest mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine verbindbaren Rotor (2) mit mehreren von einem radial inneren Ring (12) radial nach außen vorstehenden Flügeln (11), und – einer zwischen dem Rotor (2) und dem Stator (1) wirkenden Torsionsfeder (5) mit spiralförmigen Windungen, die mit einem ersten radial inneren Federende (7) mittelbar oder unmittelbar mit dem Rotor (2) und mit einem zweiten radial äußeren Federende (8) mittelbar oder unmittelbar mit dem Stator (1) verbunden ist, und welche an einer axialen Stirnseite des Rotors (2) und des Stators (1) angeordnet und durch ein die Windungen seitlich zur Außenseite hin abdeckendes Sicherungsteil gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass – an dem Rotor (2) in einem radial inneren Abschnitt der Flügel (11) eine Mehrzahl von axial vorstehenden Stiften (3, 4, 6, 9) vorgesehen ist, welche an einem radial inneren Abschnitt des Rotors (3) angeordnet sind und an der radial inneren Seite der innersten Windung durch die Torsionsfeder (5) hindurchragen.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Stifte (3, 4, 6, 9) äquidistant zu der Drehachse des Nockenwellenverstellers angeordnet sind.
Nockenwellenversteller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Stifte (3, 4, 6, 9) äquidistant zueinander angeordnet sind.
Nockenwellenversteller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Torsionsfeder (5) mit dem inneren Ende (7) an einem der Stifte (3, 4, 6, 9) eingehängt ist.