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Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine.
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Aus der
DE 10 2008 007 561 A1 ist bereits ein Nockenwellenversteller zum Verstellen einer relativen Drehlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine bekannt, mit einem Rotor, der eine zentrale Befestigungsschraube aufweist, mit der er im Einbauzustand drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen besonders wartungsfreundlichen Nockenwellenversteller bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einem Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine, der dazu vorgesehen ist, eine Phasenlage einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine gegenüber einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu verstellen, mit einem Stator zu einer antriebstechnischen Kopplung an die Kurbelwelle sowie einem koaxial zu dem Stator angeordneten Rotor, der zur Verstellung mittels eines Druckfluids vorgesehen ist, mit einer ersten Befestigungseinheit, die dazu vorgesehen ist, den Rotor fest mit der Nockenwelle zu verbinden, mit einer Steuerventilaufnahme und einem in der Steuerventilaufnahme angeordneten Steuerventil zur Steuerung des Druckfluids.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Nockenwellenversteller eine von der ersten Befestigungseinheit unabhängig lösbare zweite Befestigungseinheit aufweist, die zur Befestigung des Steuerventils in der Steuerventilaufnahme vorgesehen ist. Dadurch kann das Steuerventil für eine Wartung und/oder Reparatur besonders einfach ausgebaut und/oder geprüft werden. Das Steuerventil und/oder der Rotor und der Stator des Nockenwellenverstellers können unabhängig voneinander getauscht werden, wodurch ein besonders wartungsfreundlicher Nockenwellenversteller bereitgestellt werden kann. Unter einem „Druckfluid” soll insbesondere ein im Wesentlichen inkompressibles Fluid verstanden werden, beispielsweise Hydrauliköl. Unter einer in Bezug auf eine erste Befestigungseinheit „unabhängig lösbaren” zweiten Befestigungseinheit soll insbesondere verstanden werden, dass durch die zweite Befestigungseinheit verbundene Elemente zerstörungsfrei voneinander trennbar sind, ohne dass die von der ersten Befestigungseinheit verbundenen Elemente voneinander getrennt werden. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Befestigungseinheit getrennt voneinander ausgebildet. Vorzugsweise ist die Steuerventilaufnahme als eine zylindrische Ausnehmung ausgebildet und ist koaxial zu dem Rotor angeordnet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Nockenwellenversteller eine Stelleinheit auf zur Verstellung des Rotors gegenüber dem Stator, die zu einer strömungstechnischen Anbindung an die Steuerventilaufnahme zumindest eine Kanalöffnung aufweist, die axial zwischen der ersten Befestigungseinheit und der zweiten Befestigungseinheit angeordnet ist. Dadurch kann das Steuerventil vorteilhaft in einem Bereich axial zwischen der ersten und der zweiten Befestigungseinheit angeordnet werden. Es kann ein besonders leistungsfähiger Nockenwellenversteller mit kurzen Wegen für das Druckfluid bereitgestellt werden. Unter einer „Stelleinheit” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine hydraulische Stelleinheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen Druck eines Druckfluids in eine Drehbewegung umzusetzen. Unter „axial” soll insbesondere bezogen auf eine gemeinsame Drehachse von Rotor und Stator verstanden werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die erste Befestigungseinheit zumindest eine Befestigungsschraube aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine axial gerichtete Haltekraft zwischen dem Rotor und der Nockenwelle bereitzustellen und die eine Radialerstreckung aufweist, die kleiner ist als eine Radialerstreckung der Steuerventilaufnahme. Dadurch kann eine einfache Montage des Nockenwellenverstellers erreicht werden und es kann ein Kopf der Befestigungsschraube vorteilhaft in der Steuerventilaufnahme angeordnet werden. Eine Aufnahme für die Befestigungsschraube in der Nockenwelle kann besonders kostengünstig bereitgestellt werden. Unter einer „Radialerstreckung” soll insbesondere eine maximale Erstreckung senkrecht zu der Drehachse des Rotors verstanden werden. Vorzugsweise ist die zumindest eine Befestigungsschraube parallel zu der Drehachse des Rotors und besonders bevorzugt koaxial zu dem Rotor angeordnet.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die erste Befestigungseinheit an einer ersten Stirnseite des Rotors eine Anlagefläche aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Haltekraft gegenüber der Nockenwelle abzustützen. Dadurch kann der Rotor besonders sicher mit der Nockenwelle verbunden werden. Unter einer „ersten Stirnseite” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Seite des Rotors verstanden werden, die eine parallel zu einer Drehachse des Rotors angeordnete Normalenrichtung aufweist. In einem montierten Zustand des Rotors ist die Normalenrichtung der ersten Stirnseite in Richtung der Nockenwelle orientiert.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die zweite Befestigungseinheit zumindest ein getrennt von dem Steuerventil ausgebildetes Befestigungselement auf, das dazu vorgesehen ist, das Steuerventil zumindest axial in einer der ersten Stirnseite abgewandten Richtung in der Steuerventilaufnahme zu fixieren. Dadurch kann ein besonders kostengünstiges und leicht auszuwechselndes Steuerventil bereitgestellt werden. Es kann eine einfache Montage und/oder Demontage des Steuerventils erreicht werden. Unter einer „der ersten Stirnseite abgewandten” Richtung soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Richtung entgegen der Normalenrichtung der ersten Stirnseite verstanden werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Befestigungselement in einem montierten Zustand an einer der ersten Stirnseite abgewandten Seite des Steuerventils angeordnet ist. Dadurch kann eine einfache Montage und/oder Demontage des Steuerventils erreicht werden. Darunter, dass das zumindest eine Befestigungselement an einer „der ersten Stirnseite abgewandten” Seite des Steuerventils angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass mindestens 70 Prozent, bevorzugt mindestens 80 Prozent und besonders bevorzugt mindestens 90 Prozent einer axialen Erstreckung des Steuerventils zwischen dem zumindest einen Befestigungselement und einem der ersten Stirnseite zugewandten Ende des Steuerventils angeordnet sind.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Befestigungsschraube dazu vorgesehen ist, das Steuerventil zumindest axial in Richtung der ersten Stirnseite zu fixieren. Dadurch kann das Steuerventil sicher in der Steuerventilaufnahme gehalten werden und eine Zahl von Bauteilen des Nockenwellenverstellers kann gering gehalten werden. Es kann ein besonders kostengünstiger Nockenwellenversteller bereitgestellt werden.
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In vorteilhafter Weise umfasst die erste Befestigungseinheit eine Stützwand, die dazu vorgesehen ist, die Haltekraft der zumindest einen Befestigungsschraube auf den Rotor zu übertragen und welche die Steuerventilaufnahme in Richtung der ersten Stirnseite begrenzt. Dadurch kann ein besonders kompakter Nockenwellenversteller bereitgestellt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Stützwand zumindest eine Öffnung zu einem Durchtritt der zumindest einen Befestigungsschraube aufweist. Dadurch kann eine einfache Montage und/oder Demontage des Nockenwellenverstellers erreicht werden. Bevorzugt weist die zumindest eine Befestigungsschraube einen Schaft auf, der in einem montierten Zustand durch die zumindest eine Öffnung der Stützwand hindurchtritt, sowie eine Anlagefläche, die mit der Stützwand in Kontakt ist und die Haltekraft auf die Stützwand überträgt.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Öffnung der Stützwand koaxial zu dem Stator und/oder Rotor angeordnet ist. Dadurch kann der Rotor besonders einfach gegenüber der Nockenwelle zentriert werden.
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Ferner wird eine Ventiltriebvorrichtung vorgeschlagen mit einem Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, 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.
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Dabei zeigen:
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1 eine Explosionszeichnung eines Nockenwellenverstellers und einen Teil einer Nockenwelle.
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Die 1 zeigt einen Nockenwellenversteller 10 für eine Brennkraftmaschine, der dazu vorgesehen ist, eine Phasenlage einer Nockenwelle 11 der Brennkraftmaschine gegenüber einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu verstellen. Der Nockenwellenversteller 10 umfasst einen Stator 12 zu einer antriebstechnischen Kopplung an die Kurbelwelle sowie einen koaxial zu dem Stator 12 angeordneten Rotor 13. Der Stator 12 und der Rotor 13 weisen in einem montierten Zustand eine gemeinsame Drehachse 20 auf und sind relativ zueinander verdrehbar gelagert. Der Nockenwellenversteller 10 ist als ein hydraulischer Nockenwellenversteller 10 ausgebildet. Der Stator 12 und der Rotor 13 sind zur Verstellung mittels eines Druckfluids vorgesehen. Der Stator 12 umfasst ein Antriebsrad 21 mit einer Außenverzahnung 22. Das Antriebsrad 21 ist dazu vorgesehen, ein Drehmoment von der Kurbelwelle zu einem Antrieb des Stators 12 zu übertragen. Der Nockenwellenversteller 10 weist eine erste Befestigungseinheit auf, die dazu vorgesehen ist, den Rotor 13 fest mit der Nockenwelle 11 zu verbinden.
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Der Nockenwellenversteller 10 umfasst eine Steuerventilaufnahme 14 und ein in der Steuerventilaufnahme 14 angeordnetes Steuerventil 15 zur Lenkung des Druckfluids. Das Steuerventil 15 umfasst ein zylindrisches Gehäuse und ist als ein Zentralventil ausgebildet. Die Steuerventilaufnahme 14 ist als eine zylindrische Ausnehmung ausgebildet. Die Steuerventilaufnahme 14 ist koaxial zu dem Stator 12 und/oder Rotor 13 angeordnet. Der Nockenwellenversteller 10 weist eine von der ersten Befestigungseinheit unabhängig lösbare zweite Befestigungseinheit auf, die zur Befestigung des Steuerventils 15 in der Steuerventilaufnahme 14 vorgesehen ist.
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Der Nockenwellenversteller 10 weist eine nicht näher dargestellte Druckfluidzuführung zur Versorgung des Steuerventils 15 mit Druckfluid auf. Das Druckfluid ist als Öl ausgebildet. In einem Betriebszustand des Nockenwellenverstellers 10 strömt Druckfluid über die Nockenwelle 11 und die Druckfluidzuführung in das Steuerventil 15. Der Nockenwellenversteller 10 umfasst eine Stelleinheit zur Verstellung des Rotors 13 gegenüber dem Stator 12. Die Stelleinheit weist Druckfluidkanäle auf, die von dem Rotor 13 ausgebildet werden. Ein Teil der Druckfluidkanäle weist jeweils eine Kanalöffnung 16 auf zur strömungstechnischen Anbindung der Stelleinheit an die Steuerventilaufnahme 14. Die Kanalöffnungen 16 sind in eine Wandung der Steuerventilaufnahme 14 eingebracht. Die Kanalöffnungen 16 sind in axialer Richtung zwischen der ersten Befestigungseinheit und der zweiten Befestigungseinheit angeordnet.
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Die erste Befestigungseinheit umfasst eine Befestigungsschraube 17, die dazu vorgesehen ist, eine axial gerichtete Haltekraft zwischen dem Rotor 13 und der Nockenwelle 11 bereitzustellen. Die Befestigungsschraube 17 ist als eine Zylinderkopfschraube ausgebildet. Die Befestigungsschraube 17 ist als eine Durchsteckschraube ausgebildet. Sie umfasst einen Kopf 23, der einen sechseckig ausgebildeten Umfang aufweist, und einen zylindrischen Schaft 24. Der Kopf 23 der Befestigungsschraube 17 ist innerhalb der Steuerventilaufnahme 14 angeordnet. Die Befestigungsschraube 17 ist koaxial zu dem Rotor 13 angeordnet. Der Schaft 24 weist einen Durchmesser auf und der Kopf 23 weist einen Innenkreisdurchmesser auf. Der Innenkreisdurchmesser des Kopfs 23 ist größer als der Durchmesser des Schafts 24. Ein Außenkreisdurchmesser des Kopfs 23 entspricht einer Radialerstreckung der Befestigungsschraube 17. Die Radialerstreckung der Befestigungsschraube 17 ist kleiner als eine Radialerstreckung der Steuerventilaufnahme 14.
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Der Rotor 13 des Nockwellenverstellers 10 weist an einer ersten Stirnseite 25 eine Anlagefläche auf, die dazu vorgesehen ist, die Haltekraft der Befestigungsschraube 17 gegenüber der Nockenwelle 11 abzustützen. Die Anlagefläche weist eine Normalenrichtung auf, die senkrecht zu der Drehachse 20 des Rotors 13 angeordnet ist. Die Anlagefläche ist in einem montierten Zustand des Nockenwellenverstellers 10 mit einer Anlagefläche der Nockenwelle 11 in Kontakt. Es ist grundsätzlich denkbar, dass die Anlagefläche in einem montierten Zustand mit einem weiteren Bauteil, das zwischen dem Rotor 13 und der Nockenwelle 11 angeordnet ist, in Kontakt ist.
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Die zweite Befestigungseinheit weist ein getrennt von dem Steuerventil 15 ausgebildetes Befestigungselement 19 auf, das dazu vorgesehen ist, das Steuerventil 15 axial in einer der ersten Stirnseite 18 abgewandten Richtung in der Steuerventilaufnahme 14 zu fixieren. Das Befestigungselement 19 ist als ein Klemmring ausgebildet. Grundsätzlich kann das Befestigungselement 19 als ein anderes geeignetes Element ausgebildet sein. Das Befestigungselement 19 ist in einem montierten Zustand an einer der ersten Stirnseite 25 abgewandten zweiten Stirnseite des Steuerventils 15 angeordnet. Die Steuerventilaufnahme 14 weist an der zweiten Stirnseite des Nockenwellenverstellers 10 eine Öffnung 26 auf. Die Öffnung 26 weist einen Durchmesser auf, der größer ist als ein Durchmesser des Steuerventils 15. Zu einer Montage wird das Steuerventil 15 in axialer Richtung in die Steuerventilaufnahme 14 geschoben und mit dem Befestigungselement 19 fixiert. Das Befestigungselement 19 ist unabhängig von der Befestigungsschraube 17 der ersten Befestigungseinheit lösbar. Die Befestigungsschraube 17 ist dazu vorgesehen, das Steuerventil 15 axial in Richtung der ersten Stirnseite 25 zu fixieren. Die Befestigungsschraube 17 ist in einem montierten Zustand in axialer Richtung unmittelbar benachbart zu dem Steuerventil 15 angeordnet.
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Die erste Befestigungseinheit weist eine Stützwand auf, die dazu vorgesehen ist, die Haltekraft der zumindest einen Befestigungsschraube 17 auf den Rotor 13 zu übertragen. Die Stützwand wird von dem Rotor 13 ausgebildet. Die Stützwand begrenzt die Steuerventilaufnahme 14 in Richtung der ersten Stirnseite 25. Die Stützwand ist senkrecht zu der Drehachse 20 des Rotors 13 angeordnet. Die Stützwand weist eine Öffnung zu einem Durchtritt der Befestigungsschraube 17 auf. Die Öffnung weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser des Schafts 24 der Befestigungsschraube 17. Die Befestigungsschraube 17 umfasst eine kreisrunde Anlagescheibe 27, die unmittelbar benachbart zu dem Kopf 23 der Befestigungsschraube 17 an einer dem Schaft 24 zugewandten Seite des Kopfs 23 angeordnet ist. Die Anlagescheibe 27 ist fest mit der Befestigungsschraube 17 verbunden. Es ist denkbar, dass die Anlagescheibe 27 getrennt von der Befestigungsschraube 17 ausgebildet ist. Die Anlagescheibe 27 weist einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Öffnung der Stützwand.
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In einem montierten Zustand durchdringt die Befestigungsschraube 17 die Öffnung der Stützwand. Dabei ist der Schaft 24 in Richtung der ersten Stirnwand des Nockenwellenverstellers 10 orientiert. Der Schaft 24 weist ein Gewinde auf. Die Nockenwelle 11 weist eine Aufnahme 28 für den Schaft 24 mit einem Gewinde auf, das dem Gewinde des Schafts 24 entspricht. In einem montierten Zustand greifen das Gewinde der Nockenwelle 11 und das Gewinde des Schafts 24 ineinander und der Schaft 24 stellt eine Zugkraft bereit, die der Haltekraft der ersten Befestigungseinheit entspricht. Der Kopf 23 und die Anlagescheibe 27 sind auf einer der Nockenwelle 11 und der ersten Stirnseite 25 abgewandten Seite der Stützwand in der Steuerventilaufnahme 14 angeordnet. Die Anlagescheibe 27 ist in einem montierten Zustand in Kontakt mit der Stützwand und dazu vorgesehen, die Zugkraft des Schafts 24 auf die Stützwand und damit auf den Rotor 13 zu übertragen. Eine entsprechende Presskraft wird von der Anlagefläche als Presskraft auf die Nockenwelle 11 übertragen. Es ist denkbar, dass die Anlagefläche von der Stützwand ausgebildet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Nockenwellenversteller
- 11
- Nockenwelle
- 12
- Stator
- 13
- Rotor
- 14
- Steuerventilaufnahme
- 15
- Steuerventil
- 16
- Kanalöffnung
- 17
- Befestigungsschraube
- 18
- Stirnseite
- 19
- Befestigungselement
- 20
- Drehachse
- 21
- Antriebsrad
- 22
- Außenverzahnung
- 23
- Kopf
- 24
- Schaft
- 25
- Stirnseite
- 26
- Öffnung
- 27
- Anlagescheibe
- 28
- Aufnahme
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008007561 A1 [0002]
