DE102013003494A1

DE102013003494A1 - Nockenwellenverstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102013003494A1
Application number: DE102013003494.9A
Authority: DE
Inventors: Dzoni Bilic; Kai Fellmann; Christian Horn
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2014-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung, die zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Rotor, der zur starren Anbindung an die Nockenwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Stator (10a; 10b), der zur Anbindung an eine Kurbelwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Deckel (11a), der wenigstens in einem montierten Zustand eine wirkungsmäßig zwischen dem Stator (10a; 10b) und dem Rotor angeordnete hydraulische Druckkammer axial begrenzt, und mit zumindest einer Rückstellfeder (12a), die wirkungsmäßig zwischen dem Stator (10a; 10b) und dem Rotor angeordnet ist, wobei eine von dem Deckel (11a) getrennt ausgebildete Zwischenplatte (13a; 13b), die zu einer statorfesten Befestigung der Rückstellfeder (12a) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2010 051 052 A1 ist bereits eine Nockenwellenverstellvorrichtung, die zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Rotor, der zur starren Anbindung an die Nockenwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Stator, der zur Anbindung an eine Kurbelwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Deckel, der wenigstens in einem montierten Zustand eine wirkungsmäßig zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnete hydraulische Druckkammer axial begrenzt, und mit zumindest einer Rückstellfeder, die wirkungsmäßig zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet ist, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwellenverstellvorrichtung bereitzustellen, die eine besonders vorteilhafte statorfeste Befestigung für eine Rückstellfeder aufweist, die für verschiedene Auslegungen der Nockenwellenverstellvorrichtung besonders einfach und kostengünstig angepasst werden können. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Nockenwellenverstellvorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Nockenwellenverstellvorrichtung, die zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Rotor, der zur starren Anbindung an die Nockenwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Stator, der zur Anbindung an eine Kurbelwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Deckel, der wenigstens in einem montierten Zustand eine wirkungsmäßig zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnete hydraulische Druckkammer axial begrenzt, und mit zumindest einer Rückstellfeder, die wirkungsmäßig zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet ist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Nockenwellenverstellvorrichtung eine von dem Deckel getrennt ausgebildete Zwischenplatte aufweist, die zu einer statorfesten Befestigung der Rückstellfeder vorgesehen ist. Dadurch kann die Rückstellfeder besonders einfach an den Stator angebunden werden und es können insbesondere, durch Einsetzen von unterschiedlich ausgebildeten Zwischenplatten, einfach und kostengünstig verschiedene Auslegungen der Nockenwellenverstellvorrichtung, beispielsweise mit unterschiedlichen Federstärken, erreicht werden. Unter einer „Nockenwelle” soll dabei insbesondere eine Welle verstanden werden, die zur Betätigung mehrerer Ventile einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine vorgesehen ist und zur Betätigung eines Ventils jeweils zumindest eine Nockenspur aufweist. Dabei ist es sowohl denkbar, dass die Nockenwelle als Einlassnockenwelle ausgebildet und dazu vorgesehen ist, Einlassventile zu betätigen, als auch, dass die Nockenwelle als Auslassnockenwelle ausgebildet und dazu vorgesehen ist, Auslassventile zu betätigen. Unter einer „Phasenlage” soll insbesondere ein Winkel einer relativen Verdrehung zwischen der zumindest einen Kurbelwelle und der zumindest einen Nockenwelle verstanden werden, insbesondere um wenigstens Ventilbetätigungszeiten an verschiedene Betriebsbereiche, wie beispielsweise Volllast, Teillast und/oder Leerlauf, der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine anzupassen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden. Unter einem „Stator” soll dabei insbesondere ein zu einem definierten Bezugssystem still stehendes Element verstanden werden, wobei der Stator hierbei insbesondere drehfest zu der Kurbelwelle ausgebildet ist. Unter einem „Rotor” soll dabei insbesondere ein zu dem Stator verdrehbares Element verstanden werden. Unter einem „montierten Zustand” soll insbesondere ein funktionstüchtiger Zustand der Nockenwellenverstellvorrichtung verstanden werden. Unter „einen Raum begrenzen” soll insbesondere verstanden werden, dass ein Raum zumindest in eine Raumrichtung wenigstens teilweise abgeschlossen ist. Unter „axial” soll insbesondere axial bezüglich einer Rotationsachse des Deckels und/oder der Zwischenplatte und insbesondere entlang der Rotationsachse verstanden werden. Unter einer „hydraulischen Druckkammer” soll insbesondere eine Kammer verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, mittels eines Betriebsmittels, insbesondere mittels eines Betriebsmittelöls, beaufschlagt zu werden, um eine Phasenlage zwischen zumindest einer Kurbelwelle und zumindest einer Nockenwelle einzustellen und/oder zu verstellen. Unter einer „Rückstellfeder” soll insbesondere eine Rückstellfeder verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest eine Grundphasenlage zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle einzustellen. Unter einer „Grundphasenlage” soll insbesondere eine Phasenlage verstanden werden, die bei einer abgestellten, inaktiven Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine und/oder in einem Fehlerfall und damit bei einem Notlauf stromlos und/oder unabhängig von einer Steuer- und/oder Regeleinheit eingestellt ist, um einen Motorstart und/oder einen Notlauf der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine zu gewährleisten, wie insbesondere eine, ohne eine extern angesteuerte, beispielsweise mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuerte Aktuatorik, eingestellte Phasenlage.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Deckel eine Auflagefläche ausbildet, auf dem die Zwischenplatte in einem montierten Zustand aufliegt. Dadurch kann die Zwischenplatte besonders vorteilhaft in dem Stator platziert werden. Unter einer „Auflagefläche” soll insbesondere eine Fläche verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, mit einer insbesondere korrespondierenden Fläche der Zwischenplatte in Kontakt zu stehen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Zwischenplatte formschlüssig mit dem Deckel verbunden ist. Dadurch kann die Zwischenplatte vorteilhaft mit dem Deckel und insbesondere vorteilhaft mit dem Stator verbunden werden. Unter ”formschlüssig” soll insbesondere verstanden werden, dass aneinanderliegende Flächen von miteinander formschlüssig verbundenen Bauteilen eine in Normalenrichtung der Flächen wirkende Haltekraft aufeinander ausüben. Insbesondere befinden sich die Bauteile, insbesondere die Zwischenplatte und der Deckel, in einem geometrischen Eingriff miteinander.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Deckel ringförmig ausgebildet ist und die Zwischenplatte in einem montierten Zustand zur Zentrierung an einer Innenseite in den Deckel eingreift. Dadurch kann die Zwischenplatte besonders einfach und vorteilhaft zu dem Deckel positioniert werden. Unter einer „Innenseite des Deckels” soll dabei insbesondere ein innerer Umfang des ringförmig ausgebildeten Deckels verstanden werden, der den Deckel zu einer radialen Innenseite hin abschließt.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Deckel zumindest zwei, sich in eine der Zwischenplatte zugewandte Richtung erstreckenden Befestigungsdome aufweist, die zur Anbindung des Deckels an ein Flügelzellenverstellergehäuse vorgesehen sind, wobei die Zwischenplatte je Befestigungsdom eine Befestigungsaussparung aufweist, in die der entsprechende Befestigungsdom in einem montierten Zustand eingreift und durch die zur Befestigung des Deckels eine Befestigungsschraube geführt ist. Dadurch kann die Zwischenplatte besonders vorteilhaft auf dem Deckel platziert werden. Unter einem „Befestigungsdom” soll dabei insbesondere eine vorzugsweise zylinderförmige Erhebung verstanden werden, die ein vorzugsweise zentral angeordnetes Durchgangsloch aufweist, das vorzugsweise, zur Befestigung einer Befestigungsschraube ein Innengewinde ausbildet. Die Befestigungsschraube wird dabei zur Befestigung des Deckels vorzugsweise sowohl in das Innengewinde des Befestigungsdoms als auch in eine Gewindebohrung in Flügelzellenverstellergehäuse geschraubt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der Befestigungsaussparungen als ein Langloch ausgebildet ist. Dadurch können bei einer Montage besonders vorteilhaft und einfach Fertigungstoleranzen des Deckels und/oder der Zwischenplatte ausgeglichen werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Zwischenplatte eine Befestigungserhebung ausbildet, in die die Rückstellfeder in einem montierten Zustand formschlüssig eingreift. Dadurch kann die Feder besonders vorteilhaft und einfach mit der Zwischenplatte verbunden werden. Unter einer „Befestigungserhebung” soll dabei insbesondere eine Erhebung verstanden werden, die für eine formschlüssige Verbindung eine Gegenkontur bereitstellt, die in einem montierten Zustand formschlüssig mit einer entsprechenden Kontur in Eingriff steht.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Zwischenplatte ein Führungselement für die Rückstellfeder ausbildet, das als eine Erhebung ausgebildet ist. Dadurch kann die Rückstellfeder besonders vorteilhaft von der Zwischenplatte geführt werden. Unter einem „Führungselement” soll dabei insbesondere ein Element verstanden werden, dass zumindest eine Führungsfläche ausbildet, an der die Rückstellfeder zumindest in montiertem Zustand anliegt und dadurch in einer definierten Stellung geführt wird.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Zwischenplatte eine Aussparung aufweist, durch die ein rotorseitiger Schenkel der Rückstellfeder durchgreift. Dadurch kann die Aussparung, durch die die Rückstellfeder hindurchgreift und die Anschläge für die Rückstellfeder ausbildet, besonders einfach und vorteilhaft dargestellt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass zumindest die Zwischenplatte, die Befestigungserhebung zur Anbindung der Rückstellfeder und das Führungselement einstückig ausgebildet sind. Dadurch kann die Zwischenplatte besonders vorteilhaft ausgebildet werden. Unter „einstückig” soll insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Zwischenplatte zumindest im Wesentlichen aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist. Dadurch kann die Zwischenplatte besonders leicht und strukturell vorteilhaft ausgebildet werden. Unter einem „Faserverbundwerkstoff” soll dabei insbesondere ein zumindest zwei Hauptkomponenten umfassender Mehrphasenwerkstoff verstanden werden, der zumindest eine bettende Matrix sowie verstärkende Fasern aufweist. Die bettende Matrix kann vorzugsweise aus einem Kunststoff, einem Harz und/oder einem weiteren, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material gebildet sein und die Fasern können aus Kunststofffasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Naturfasern und/oder anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Fasern gebildet sein. Unter „zumindest im Wesentlichen aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Grundkörper zumindest zu 50%, vorzugsweise zu 75% und besonders bevorzugt zu mehr als 95% aus einem Faserverbundwerkstoff besteht.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 ein Teil einer erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung in einer schematischen Darstellung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 ein Teil der erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung mit einem Federgehäuse,
3 ein Deckel und eine Zwischenplatte der erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung,
4 den Deckel der erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
5 die Zwischenplatte der erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung in einer schematischen Darstellung und
6 eine Zwischenplatte einer erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung in einer schematischen Darstellung in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die 1 bis 5 zeigen einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine. Die Nockenwellenverstellvorrichtung ist Teil einer nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, die dazu vorgesehen ist, eine Antriebsenergie für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug zu erzeugen. Die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine umfasst dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anzahl an Zylindern. Die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine weist je Zylinder zwei als Einlassventile ausgebildete Ventile und zwei als Auslassventile ausgebildete Ventile auf. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine je Zylinder eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anzahl an Ventilen aufweist. Die Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine umfasst zur Betätigung der als Einlassventile ausgebildeten Ventile eine nicht näher dargestellte als Einlassnockenwelle ausgebildete Nockenwelle und zur Betätigung der als Auslassventile ausgebildeten Ventile eine nicht näher dargestellte als Auslassnockenwelle ausgebildete Nockenwelle. Die Nockenwellenverstellvorrichtung ist dazu vorgesehen, eine Phasenlage der Nockenwelle zu verstellen. Dabei ist es sowohl denkbar, dass die Nockenwellenverstellvorrichtung zur Verstellung der Phasenlage der als Einlassnockenwelle ausgebildeten Nockenwelle oder zur Verstellung der Phasenlage der als Auslassnockenwelle ausgebildeten Nockenwelle vorgesehen ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine für jede Nockenwelle eine Nockenwellenverstellvorrichtung aufweist. Im Folgenden wird die Nockenwellenverstellvorrichtung zur Verstellung einer der Nockenwellen beschrieben, wobei dies sowohl für die als Einlassnockenwelle ausgebildete Nockenwelle, als auch für die als Auslassnockenwelle ausgebildete Nockenwelle gilt.
Die Nockenwellenverstellvorrichtung ist als eine hydraulische Nockenwellenverstellvorrichtung ausgebildet. Die Nockenwellenverstellvorrichtung weist dazu einen Flügelzellenversteller auf. Grundsätzlich kann die Nockenwellenverstellvorrichtung auch als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Nockenwellenverstellvorrichtung ausgebildet sein. Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst einen nicht näher dargestellten Rotor. Der Rotor ist zur starren Anbindung an die Nockenwelle vorgesehen. Der Rotor ist von einer nicht näher dargestellten Welle des Flügelzellenverstellers gebildet, der an seinem Umfang mehrere Flügel aufweist.
Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst einen Stator 10a, zu dem der Rotor verschwenkbar gelagert ist. Der Stator 10a umfasst ein nicht näher dargestelltes Flügelzellenverstellergehäuse, in dem der als Welle des Flügelzellenversteller ausgebildete Rotor drehbar gelagert ist. Das Flügelzellenverstellergehäuse bildet mehrere voneinander getrennt ausgebildete hydraulische Druckkammern aus, in denen jeweils ein Flügel des Rotors angeordnet ist. Die Flügel des Rotors teilen die jeweiligen hydraulischen Druckkammern in zwei fluidtechnisch voneinander getrennte Bereiche auf. Durch Beaufschlagung der hydraulischen Druckkammern mit einem Betriebsmitteldruck werden die Flügel des Rotors in den hydraulischen Druckkammern in eine entsprechende Richtung verdrängt, wodurch sich der als Welle ausgebildete Rotor zu dem Flügelzellenverstellergehäuse, also dem Stator 10a der Nockenwellenverstellvorrichtung verdreht. Dadurch wird die Phasenlage der Nockenwelle zu der Kurbelwelle verstellt.
Der Stator 10a der Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst ein nicht näher dargestelltes Verbindungselement, über das der Stator 10a an eine Kurbelwelle der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine angebunden ist. Das Verbindungselement ist als ein Zahnrad eines Kettentriebs ausgebildet, über den die Nockenwelle von der Kurbelwelle angetrieben wird. Während eines Betriebs der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine wird die Nockenwelle über den Kettentrieb und die Nockenwellenverstellvorrichtung angetrieben. In einem Normalbetriebszustand wird die Nockenwelle dabei mit einer halben Kurbelwellendrehzahl angetrieben. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Stator 10a über eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise an die Kurbelwelle angebunden ist.
Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst einen Deckel 11a. Der Deckel 11a ist in einem montierten Zustand dazu vorgesehen, die von dem Flügelzellenverstellergehäuse ausgebildeten hydraulischen Druckkammern axial zu begrenzen. Der Deckel 11a ist in montiertem Zustand starr mit dem Flügelzellenverstellergehäuse verbunden und dichtet die hydraulischen Druckkammern in einer der Nockenwelle abgewandten Richtung ab. Der Deckel 11a ist als eine ringförmige Platte ausgebildet. Der Deckel 11a weist dabei eine Dicke auf, die auf eine Stabilität bezüglich eines Drucks innerhalb der Druckkammern und einer Verformung durch eine Verschraubung des Deckels 11a ausgelegt ist. Der Deckel 11a umfasst vier Befestigungsdome 16a, 17a, 18a, 19a. Die Befestigungsdome 16a, 17a, 18a, 19a sind als zylinderförmige Erhebungen ausgebildet, die jeweils ein mittiges Durchgangsloch aufweisen, die den gesamten Deckel 11a durchsetzten. Dabei erstrecken sich die Befestigungsdome 16a, 17a, 18a, 19a in eine von dem Flügelzellenversteller entgegengesetzte Richtung. Die Befestigungsdome 16a, 17a, 18a, 19a sind gleichmäßig in einer Kreisform auf dem Deckel 11a angeordnet. Dabei sind drei der vier Befestigungsdome 16a, 17a, 19a exakt auf einer einzigen imaginären Kreisbahn angeordnet. Eine Position des vierten Befestigungsdoms 18a weist von der imaginären Kreisbahn ab, auf der die anderen Befestigungsdome 16a, 17a, 19a angeordnet sind. Der vierte Befestigungsdom 18a ist asymmetrisch zu den anderen drei Befestigungsdomen 16a, 17a, 19a angeordnet, wodurch der Deckel 11a in nur einer definierten Ausrichtung mit dem Flügelzellenverstellergehäuse verbunden werden kann, wodurch eine korrekte Montage des Deckels 11a an dem Flügelzellenverstellergehäuse garantiert werden kann. Der Deckel 11a bildet eine Verrastkulisse 28a aus. Die Verrastkulisse 28a ist als eine Tasche ausgebildet, die zu einer Seite des Deckels 11a geöffnet ist, die der Seite, auf der die Befestigungsdome 16a, 17a, 18a, 19a angebracht sind, gegenüberliegt. Die Verrastkulisse 28a öffnet sich zu dem Flügelzellenversteller hin und ist dazu vorgesehen, zur Verrastung des Flügelzellenverstellers, beispielsweise für einen Startvorgang der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, einen Verrastpin formschlüssig aufzunehmen. Ist der Flügelzellenversteller mittels des Verraspins und der Verrastkulisse 28a verrastet, sind der Stator 10a und der Rotor der Nockenwellenverstellvorrichtung starr miteinander verbunden und der Rotor und der Stator 10a drehen in einer Grundphasenlage. Dabei erstreckt sich die Verrastkulisse 28a bis auf die Seite, auf der die Befestigungsdome 16a, 17a, 18a, 19a angeordnet sind und ist dort als Erhebung ausgebildet.
An seinem äußeren Umfang weist der Deckel 11a vier Formschlusselemente 29a, 30a, 31a, 32a auf, die gleichmäßig um den Umfang verteilt sind. Die Nockenwellenverstellvorrichtung weist ein Federgehäuse 33a auf, das in montiertem Zustand fest mit dem Deckel 11a verbunden ist. Das Federgehäuse 33a wird über die an dem Umfang des Deckels 11a angeordneten Formschlusselemente 29a, 30a, 31a, 32a formschlüssig mit dem Deckel 11a verbunden. Dazu werden bei einer Montage des Federgehäuses 33a als Laschen ausgebildete Formschlusselemente des Federgehäuses 33a plastisch ausgelenkt und in einen Formschluss mit den Formschlusselementen 29a, 30a, 31a, 32a des Deckels 11a gebracht. Das Federgehäuse 33a begrenzt in einem montierten Zustand einen Federraum.
Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst eine Rückstellfeder 12a. Die Rückstellfeder 12a ist wirkungsmäßig zwischen dem Stator 10a und dem Rotor angeordnet. Die Rückstellfeder 12a ist zur Einstellung einer Grundphasenlage vorgesehen. Zur Einstellung der Grundphasenlage stellt die Rückstellfeder 12a zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle bzw. zwischen dem Stator 10a und dem Rotor der Nockenwellenverstellvorrichtung, ein Drehmoment bereit. Die Rückstellfeder 12a ist als eine Drehfeder ausgebildet. Mit einem ersten Ende 34a ist die Rückstellfeder 12a fest mit dem Stator 10a verbunden. Mit einem zweiten Ende 35a ist die Rückstellfeder 12a fest mit dem Rotor verbunden. Die Rückstellfeder 12a ist ebenfalls dazu vorgesehen, nach einer Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle, eine Rückstellkraft zur automatisierten Rückstellung der Nockenwelle in die Grundphasenlage bereitzustellen.
Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst eine von dem Deckel 11a getrennt ausgebildete Zwischenplatte 13a. Die Zwischenplatte 13a ist als ein separates Bauteil ausgebildet. Die Zwischenplatte 13a ist zur statorfesten Anbindung der Rückstellfeder 12a vorgesehen. Die Zwischenplatte 13a ist, wie der Deckel 11a, als eine ringförmige Platte ausgebildet. Dabei weist die Zwischenplatte 13a einen Außendurchmesser auf, der etwas kleiner ist als einem Außendurchmesser des Deckels 11a. Ein Innendurchmesser der Zwischenplatte 13a ist kleiner als ein Innendurchmesser des Deckels 11a. Die Zwischenplatte 13a ist starr mit dem Stator 10a der Nockenwellenverstellvorrichtung verbunden. Der Deckel 11a weist eine ebene Auflagefläche 14a auf, die den Druckkammern in montiertem Zustand abgewandt ist, auf der die Zwischenplatte 13a in dem montierten Zustand aufliegt. Eine dem Deckel 11a in montiertem Zustand zugewandte Seite der Zwischenplatte 13a bildet eine Auflagefläche aus und ist in dem montierten Zustand in direktem Kontakt mit der ebenen Auflagefläche 14a des Deckels 11a. An einem inneren Umfang weist die Zwischenplatte 13a eine sich von der Auflagefläche der Zwischenplatte 13a erhebende Rippe 36a auf, die die Zwischenplatte 13a nach innen abschließt. Die Rippe 36a liegt mit ihrer nach außen gerichteten Fläche an einer Innenseite 37a des Deckels 11a an. Dabei entspricht eine Höhe der Rippe 36a, um die die Rippe 36a sich von der Auflagefläche der Zwischenplatte 13a abhebt, in etwa eine Dicke des Deckels 11a. Dabei entspricht die Höhe der Rippe 36a vorzugsweise 90% der Dicke des Deckels 11a. Die Zwischenplatte 13a greift mit der Rippe 36a in den Deckel 11a ein. Die Zwischenplatte 13a wird dabei durch den Eingriff in den Deckel 11a zu diesem zentriert. Die Zwischenplatte 13a ist dadurch formschlüssig mit dem Deckel 11a verbunden.
Die Zwischenplatte 13a weist je Befestigungsdom 16a, 17a, 18a, 19a des Deckels 11a eine Befestigungsaussparung 20a, 21a, 22a, 23a auf. Die Befestigungsaussparungen 20a, 21a, 22a, 23a sind als Durchganglöcher in der Zwischenplatte 13a ausgebildet. Die Befestigungsdome 16a, 17a, 18a, 19a greifen in montiertem Zustand, in dem die Zwischenplatte 13a mit ihrer Auflagefläche auf der Auflagefläche 14a des Deckels 11a aufliegt, in die Befestigungsaussparungen 20a, 21a, 22a, 23a ein. Dabei weisen drei der Befestigungsaussparungen 20a, 21a, 22a eine runde Grundform auf, die korrespondierend zu der Zylinderform der Befestigungsdome 16a, 17a, 18a, 19a ausgebildet ist. Die Befestigungsaussparungen 20a, 21a, 22a sind minimal größer ausgebildet als die Befestigungsdome 20a, 21a, 22a, so dass die Befestigungsdome 16a, 17a, 18a ohne Probleme in die Befestigungsaussparungen 20a, 21a, 22a eingreifen können. In montiertem Zustand liegen die drei Befestigungsdome 16a, 17a, 18a mit ihrer Außenfläche vorteilhaft an einer Innenfläche der Befestigungsaussparungen 20a, 21a, 22a an, so dass die Zwischenplatte 13a definiert zu dem Deckel 11a ausgerichtet ist. Dadurch, dass der eine Befestigungsdom 18a asymmetrisch zu den anderen Befestigungsdomen 16a, 17a, 19a ausgerichtet ist, ist die Zwischenplatte 13a lediglich in einer definierten Stellung formschlüssig mit dem Deckel 11a verbindbar. Die vierte Befestigungsaussparung 23a ist als ein Langloch ausgebildet. Dabei ist eine Haupterstreckungsrichtung der als Langloch ausgebildeten Befestigungsaussparung 23a in einer Radialrichtung ausgerichtet. Über die als Langloch ausgebildete vierte Befestigungsaussparung 23a können Toleranzen des Deckels 11a und der Zwischenplatte 13a ausgeglichen werden und eine problemlose Montage der Zwischenplatte 13a an dem Deckel 11a garantiert werden. Zur Montage des Deckels 11a und der Zwischenplatte 13a sind Befestigungsschrauben durch die Befestigungsaussparungen 20a, 21a, 22a, 23a und die entsprechenden Befestigungsdome 16a, 17a, 18a, 19a geführt und mit dem Flügelzellenverstellergehäuse verschraubt.
Die Zwischenplatte 13a weist eine weitere Aussparung 38a auf, in den der über die Auflagefläche des Deckels 11a hinausstehende Teil der Verrastkulisse 28a in einem montierten Zustand eingreift. Die weitere Aussparung 38a ist dabei korrespondierend zu der Verrastkulisse 28a ausgebildet. Die weitere Aussparung 38a umschließt die Verrastkulisse 28a in montiertem Zustand und die Auflagefläche der Zwischenplatte 13a kann eben auf der Auflagefläche 14a des Deckels 11a aufliegen. Zur Aufnahme der Formschlusselemente 29a, 30a, 31a, 32a des Deckels 11a, die zur Anbindung des Federgehäuses 33a vorgesehen sind, weist die Zwischenplatte 13a an ihrem äußeren Umfang vier korrespondierend zu den Formschlusselementen 29a, 30a, 31a, 32a ausgebildete Ausnehmungen 39a, 40a, 41a, 42a auf. Die Formschlusselementen 29a, 30a, 31a, 32a des Deckels 11a sind in montiertem Zustand in den Ausnehmungen 39a, 40a, 41a, 42a der Zwischenplatte 13a angeordnet.
Zur formschlüssigen Anbindung der Rückstellfeder 12a bildet die Zwischenplatte 13a eine Befestigungserhebung 24a aus. Die Rückstellfeder 12a greift in einem montierten Zustand mit einem statorseitigen Ende formschlüssig in die Befestigungserhebung 24a ein. Die Befestigungserhebung 24a erstreckt sich von einer der Auflagefläche, die in montiertem Zustand mit dem Deckel 11a in Kontakt steht, abgewandten Seite der Zwischenplatte 13a. Die Befestigungserhebung 24a ist dabei nierenförmig ausgebildet. Die Befestigungserhebung 24a weist eine Grundform auf, die ein Ringsegment ausbildet. In Umfangsrichtung stehende Enden der Befestigungserhebung 24a sind dabei abgerundet. An einer radialen Außenseite bildet die Befestigungserhebung 24a eine Anlagefläche 43a für die Rückstellfeder 12a aus. In einem montierten Zustand liegt die Rückstellfeder 12a an der Anlagefläche 43a an. In einem montierten Zustand umgreift die Rückstellfeder 12a ein Ende der Befestigungserhebung 24a und ist dadurch in einem formschlüssigen Kontakt mit der Befestigungserhebung 24a. Auf einer in Radialrichtung nach innen gerichteten Seite weist die Befestigungserhebung 24a eine Einkerbung 44a auf. Die Rückstellfeder 12a greift mit ihrem statorseitigen Ende in die Einkerbung 44a ein. Dadurch ist die Feder in Umfangsrichtung formschlüssig mit der Befestigungserhebung 24a verbunden und kann in Umfangsrichtung nicht bewegt werden. Eine Montage und Demontage der Rückstellfeder 12a verläuft orthogonal zu der Umfangsrichtung und der Radialrichtung. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Befestigungserhebung 24a eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Grundform aufweist, wie beispielsweise eine zylinderförmige Grundform. Grundsätzlich ist es ebenfalls denkbar, dass die Zwischenplatte 13a zur statorseitigen Befestigung der Rückstellfeder 12a ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Befestigungselement aufweist. Dabei ist es beispielsweise denkbar, dass die Zwischenplatte 13a zur Anbindung der Rückstellfeder 12a eine Befestigungsnut aufweist, in die das statorseitige Ende 34a der Rückstellfeder 12a in montiertem Zustand eingreift.
Die Zwischenplatte 13a bildet zur Führung der Rückstellfeder 12a ein Führungselement 25a aus. Das Führungselement 25a ist als eine Erhebung ausgebildet ist. Das Führungselement 25a erstreckt sich von einer der Auflageflächen, die in montiertem Zustand mit dem Deckel 11a in Kontakt steht, abgewandten Seite der Zwischenplatte 13a. Das Führungselement 25a ist nierenförmig ausgebildet. Das Führungselement 25a weist eine Grundform auf, die ähnlich wie die Grundform der Befestigungserhebung 24a ein Ringsegment ausbildet. In Umfangsrichtung stehende Enden des Führungselements 25a sind dabei abgerundet. An einer radialen Außenseite bildet das Führungselement 25a eine Anlagefläche 45a für die Rückstellfeder 12a aus. In einem montierten Zustand liegt die Rückstellfeder 12a an der Anlagefläche 45a des Führungselements 25a an. Durch einen Abstand zwischen der Befestigungserhebung 24a und dem Führungselement 25a kann eine Rückstellkraft der Rückstellfeder 12a beeinflusst werden.
Die Zwischenplatte 13a weist an ihrem inneren Umfang eine Aussparung 26a auf. Durch die Aussparung 26a greift ein rotorseitiger Schenkel 27a der Rückstellfeder 12a durch. Die Rückstellfeder 12a ist durch die Aussparung 26a in Richtung des Rotors geführt. Der rotorseitige Schenkel 27a der Rückstellfeder 12a greift in den Rotor bzw. die Nockenwelle ein und koppelt die Rückstellfeder 12a und damit den Stator 10a an den Rotor bzw. die Nockenwelle. Dabei verläuft die Aussparung 26a parallel zu dem inneren Umfang der Zwischenplatte 13a. Die Aussparung 26a ist als ein Ringsegment an der radialen Innenseite der Zwischenplatte 13a ausgebildet. Die Aussparung 26a ist dabei in die Rippe 36a eingebracht, über die die Zwischenplatte 13a in dem Deckel 11a zentriert ist. Die Aussparung 26a ist dabei zu einer Innenseite der Zwischenplatte 13a geöffnet. Dabei bildet die Aussparung 26a in Umfangsrichtung zwei Anschläge aus, an denen die rotorseitige Schenkel 27a der Rückstellfeder 12a in zwei Maximalstellungen der Nockenwellenverstellvorrichtung anschlägt. An dem ersten Anschlag liegt der rotorseitige Schenkel 27a der Feder, während der Stator 10a mit dem Rotor verrastet ist, an. In einer maximal verstellten Stellung des Rotors zu dem Stator 10a schlägt der rotorseitige Schenkel 27a der Rückstellfeder 12a an dem zweiten Anschlag an. Durch den zweiten Anschlag ist eine Verdrehung der Nockenwelle zu der Kurbelwelle auf einen Maximalwinkel begrenzt.
Die Zwischenplatte 13a, die Befestigungserhebung 24a zur Anbindung der Rückstellfeder 12a und das Führungselement 25a sind dabei einstückig ausgebildet. Die Zwischenplatte 13a ist dazu aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet. Der Faserverbundwerkstoff ist aus einer bettenden Matrix und darin befindlichen Fasern. Die bettende Matrix besteht dabei aus einem dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Kunststoff. Die Fasern sind dabei als Glasfasern ausgebildet. Ein Anteil an als Glasfasern ausgebildeten Fasern in dem gesamten Faserverbundwerkstoff beträgt dabei 30%. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Fasern als andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Fasern ausgebildet sind und/oder der Anteil an Fasern in dem Faserverbundwerkstoff einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinender Prozentsatz darstellt.
In der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 bis 5 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 5 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 6 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 bis 5 verwiesen werden.
Die 6 zeigt einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung für eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine. Die Nockenwellenverstellvorrichtung ist als eine hydraulische Nockenwellenverstellvorrichtung ausgebildet. Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst einen Rotor. Der Rotor ist zur starren Anbindung an die Nockenwelle vorgesehen. Der Rotor ist von einer nicht näher dargestellten Welle eines Flügelzellenverstellers ausgebildet, der an seinem Umfang mehrere Flügel aufweist. Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst einen Stator 10b, zu dem der Rotor verschwenkbar gelagert ist. Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst einen Deckel. Der Deckel ist in einem montierten Zustand dazu vorgesehen, die von dem Flügelzellenverstellergehäuse ausgebildeten hydraulischen Druckkammern axial zu begrenzen. Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst eine Rückstellfeder. Die Rückstellfeder ist wirkungsmäßig zwischen dem Stator 10b und dem Rotor angeordnet.
Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst eine von dem Deckel getrennt ausgebildete Zwischenplatte 13b. Die Zwischenplatte 13b ist als ein separates Bauteil ausgebildet. Die Zwischenplatte 13b ist zur statorfesten Anbindung der Rückstellfeder vorgesehen. Zur formschlüssigen Anbindung der Rückstellfeder bildet die Zwischenplatte 13b eine Befestigungserhebung 24b auf. Die Zwischenplatte 13b bildet zur Führung der Rückstellfeder ein Führungselement 25b aus. Das Führungselement 25b ist als eine Erhebung ausgebildet. Die Zwischenplatte 13b weist an ihrem inneren Umfang eine Aussparung 26b auf. Durch die Aussparung 26b greift ein rotorseitiger Schenkel der Rückstellfeder durch. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 5 sind die Befestigungserhebung 24b zur formschlüssigen Anbindung der Rückstellfeder, das Führungselement 25b zur Führung der Rückstellfeder und die Aussparung 26b, durch die der rotorseitige Schenkel der Rückstellfeder durchgreift in einer, in montiertem Zustand, anderen Position zu der Nockenwelle angeordnet als die entsprechende Befestigungserhebung, das entsprechende Führungselement und die entsprechende Aussparung aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Dadurch kann beispielsweise eine andere Rückstellfeder als die aus dem ersten Ausführungsbeispiel in die Nockenwellenverstellvorrichtung eingebaut werden. Dadurch kann eine Rückstellkraft der Feder vorteilhaft an spezielle Ausgestaltungen der Nockenwellenverstellvorrichtung angepasst werden. Durch einfache Veränderungen an der Zwischenplatte 13b der Nockenwellenverstellvorrichtung können verschiedene Rückstellmomente für verschiedene Bauformen und Anwendungsbereiche einer Nockenwellenverstellvorrichtung erreicht werden, die lediglich durch Austauschen der Zwischenplatte 13b erreicht werden, wobei andere Bauteile, wie beispielsweise der Deckel oder ein Federgehäuse, unverändert bleiben können.
Bezugszeichenliste

10: Stator
11: Deckel
12: Rückstellfeder
13: Zwischenplatte
14: Auflagefläche
15: Innenseite
16: Befestigungsdom
17: Befestigungsdom
18: Befestigungsdom
19: Befestigungsdom
20: Befestigungsaussparung
21: Befestigungsaussparung
22: Befestigungsaussparung
23: Befestigungsaussparung
24: Befestigungserhebung
25: Führungselement
26: Aussparung
27: Schenkel
28: Verrastkulisse
29: Formschlusselement
30: Formschlusselement
31: Formschlusselement
32: Formschlusselement
33: Federgehäuse
34: Ende
35: Ende
36: Rippe
37: Innenseite
38: Aussparung
39: Ausnehmung
40: Ausnehmung
41: Ausnehmung
42: Ausnehmung
43: Anlagefläche
44: Einkerbung
45: Anlagefläche

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 102010051052 A1 [0002]

Claims

Nockenwellenverstellvorrichtung, die zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Rotor, der zur starren Anbindung an die Nockenwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Stator (10a; 10b), der zur Anbindung an eine Kurbelwelle vorgesehen ist, mit zumindest einem Deckel (11a), der wenigstens in einem montierten Zustand eine wirkungsmäßig zwischen dem Stator (10a; 10b) und dem Rotor angeordnete hydraulische Druckkammer axial begrenzt, und mit zumindest einer Rückstellfeder (12a), die wirkungsmäßig zwischen dem Stator (10a; 10b) und dem Rotor angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine von dem Deckel (11a) getrennt ausgebildete Zwischenplatte (13a; 13b), die zu einer statorfesten Befestigung der Rückstellfeder (12a) vorgesehen ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (11a) eine Auflagefläche (14a) ausbildet, auf dem die Zwischenplatte (13a; 13b) in einem montierten Zustand aufliegt.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Zwischenplatte (13a; 13b) formschlüssig mit dem Deckel (11a) verbunden ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (11a) ringförmig ausgebildet ist und die Zwischenplatte (13a) in einem montierten Zustand zur Zentrierung an einer Innenseite (15a; 15b) in den Deckel (11a) eingreift.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (11a) zumindest zwei, sich in eine der Zwischenplatte (13a; 13b) zugewandte Richtung erstreckende Befestigungsdome (16a, 17a, 18a, 19a) aufweist, die zur Anbindung des Deckels (11a; 11b) an einen Flügelzellenverstellergehäuse vorgesehen sind, wobei die Zwischenplatte (13a; 13b) je Befestigungsdom (16a, 17a, 18a, 19a) eine Befestigungsaussparung (20a, 21a, 22a, 23a; 20b, 21b, 22b, 23b) aufweist, in die der entsprechende Befestigungsdom (16a, 17a, 18a, 19a) in einem montierten Zustand eingreift und durch die zur Befestigung des Deckels (11a; 11b) eine Befestigungsschraube geführt ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Befestigungsaussparungen (23a; 23b) als ein Langloch ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (13a; 13b) eine Befestigungserhebung (24a; 24b) ausbildet, in die die Rückstellfeder (12a) in einem montierten Zustand formschlüssig eingreift.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (13a; 13b) ein Führungselement (25a; 25b) für die Rückstellfeder (12a) ausbildet, das als eine Erhebung ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (13a; 13b) eine Aussparung (26a) aufweist, durch die ein rotorseitiger Schenkel (27a) der Rückstellfeder (12a; 12b) durchgreift.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Zwischenplatte (13a; 13b), die Befestigungserhebung (24a; 24b) zur Anbindung der Rückstellfeder (12a) und das Führungselement (25a; 25b) einstückig ausgebildet sind.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (13a; 13b) zumindest im Wesentlichen aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist.