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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller.
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Hintergrund der Erfindung
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Nockenwellenversteller werden in Verbrennungsmotoren zur Variation der Steuerzeiten der Brennraumventile eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Die Anpassung der Steuerzeiten an die aktuelle Last und Drehzahl senkt den Verbrauch und die Emissionen. Zu diesem Zweck sind Nockenwellenversteller in einen Antriebsstrang integriert, über welche ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb ausgebildet sein.
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Bei einem hydraulischen Nockenwellenversteller bilden das Abtriebselement und das Antriebselement ein oder mehrere Paare gegeneinander wirkende Druckkammern aus, welche mit Hydraulikmittel beaufschlagbar sind. Das Antriebselement und das Abtriebselement sind koaxial angeordnet. Durch die Befüllung und Entleerung einzelner Druckkammern wird eine Relativbewegung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement erzeugt. Die auf zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement rotativ wirkende Feder drängt das Antriebselement gegenüber dem Abtriebselement in eine Vorteilsrichtung. Diese Vorteilsrichtung kann gleichläufig oder gegenläufig zu der Verdrehrichtung sein.
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Eine Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Flügelzellenversteller. Der Flügelzellenversteller weist einen Stator, einen Rotor und ein Antriebsrad mit einer Außenverzahnung auf. Der Rotor ist als Abtriebselement meist mit der Nockenwelle drehfest verbindbar ausgebildet. Das Antriebselement beinhaltet den Stator und das Antriebsrad. Der Stator und das Antriebsrad werden drehfest miteinander verbunden oder sind alternativ dazu einteilig miteinander ausgebildet. Der Rotor ist koaxial zum Stator und innerhalb des Stators angeordnet. Der Rotor und der Stator prägen mit deren, sich radial erstreckenden Flügeln, gegensätzlich wirkende Ölkammern aus, welche durch Öldruck beaufschlagbar sind und eine Relativdrehung zwischen dem Stator und dem Rotor ermöglichen. Die Flügel sind entweder einteilig mit dem Rotor bzw. dem Stator ausgebildet oder als „gesteckte Flügel“ in dafür vorgesehene Nuten des Rotors bzw. des Stators angeordnet. Weiterhin weisen die Flügelzellenversteller diverse Abdichtdeckel auf. Der Stator und die Abdichtdeckel werden über mehrere Schraubenverbindungen miteinander gesichert.
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Eine andere Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Axialkolbenversteller. Hierbei wird über Öldruck ein Verschiebeelement axial verschoben, welches über Schrägverzahnungen eine Relativdrehung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement erzeugt.
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Eine weitere Bauform eines Nockenwellenverstellers ist der elektromechanische Nockenwellenversteller, der ein Dreiwellengetriebe (beispielsweise ein Planetengetriebe) aufweist. Dabei bildet eine der Wellen das Antriebselement und eine zweite Welle das Abtriebselement. Über die dritte Welle kann dem System mittels einer Stelleinrichtung, beispielsweise ein Elektromotor oder eine Bremse, Rotationsenergie zugeführt oder aus dem System abgeführt werden. Eine Feder kann zusätzlich angeordnet werden, welche die Relativdrehung zwischen Antriebselement und Abtriebselement unterstützt oder zurückführt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nockenwellenversteller sowie eine Verriegelungsbaugruppe anzugeben, die eine besonders einfache Montage ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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So liegt erfindungsgemäß ein Nockenwellenversteller mit einer Verriegelungsbaugruppe vor, wobei die Verriegelungsbaugruppe ein Verriegelungselement und ein Federelement umfasst, wobei das Verriegelungselement durch das Federelement in eine verriegelte oder entriegelte Position bringbar ist, in der es die Bewegung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement des Nockenwellenverstellers sperrt oder entsperrt, wobei das Federelement und das Verriegelungselement mittels eines Klebstoffes zueinander fixiert sind.
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Hierdurch wird erreicht, dass das Federelement und das Verriegelungselement vorkonfektionierbar sind und an der Montagelinie eine verbundene Baugruppe zugeführt werden kann, wobei sich der Klebstoff bei bestimmten Umgebungsbedingungen nahezu rückstandsfrei auflöst und mit dem Öl, welches für den Betrieb des Nockenwellenverstellers je nach Bautyp notwendig, zumindest bei jedem Nockenwellenversteller zur Schmierung vorhanden ist, abgeführt werden kann.
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Das Antriebselement bzw. das Abtriebselement eines Nockenwellenverstellers sind aus dem Stand der Technik bekannt und im einleitenden Teil beschrieben.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Verriegelungselement als ein Stift mit einer koaxialen Sacklochbohrung und das Federelement als eine Schraubendruckfeder ausgebildet, welche in der koaxialen Sacklochbohrung aufgenommen ist, wobei hierbei der Klebstoff innerhalb der Sacklochbohrung zwischen dem Boden der Sacklochbohrung und dem Federelement angeordnet ist. Vorteilhafterweise kann die Sacklochbohrung mit dem Klebstoff gefüllt werden, wonach darauffolgend das Federelement in die Sacklochbohrung gesteckt wird und der Klebstoff die letzten Windungen, meist nichtfedernd, umfließt und die Schraubendruckfeder mit dem Stift verliersicher zusammenhält.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Verriegelungsbaugruppe ein Abstützelement auf, an dem sich das Federelement abstützt, wobei das Federelement und das Abstützelement mittels eines Klebstoffes zueinander fixiert sind. Vorteilhafterweise kann das Abstützelement oder das Ende des Federelements mit dem Klebstoff benetzt werden, wonach darauffolgend das Ende des Federelements oder das Abstützelement gesteckt bzw. gefügt wird und der Klebstoff das Ende des Federelements umfließt und das Abstützelement mit dem Federelement verliersicher zusammenhält.
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In einer bevorzugten Ausbildung wird das Federelement vom Abstützelement durchragt. Vorteilhafterweise kann das Ende des Federelement mit dem Klebstoff benetzt werden, wonach darauffolgend das Abstützelement in das Federelement eingesteckt bzw. gefügt wird und der Klebstoff das Abstützelement mit dem Federelement verliersicher zusammenhält. Zudem wird das Federelement vom Abstützelement im Betrieb geführt, da das Abstützelement das Federelement durchragt. Federelemente können Flachfedern, Schraubendruckfeder, Zugfedern, Torsionsfedern etc. sein.
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In einer vorteilhaften Ausbildung des Nockenwellenverstellers ist das Abstützelement rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei dieses in das als Schraubendruckfeder ausgebildete Federelement hineinragt. Vorteilhafterweise kann das Ende des Federelement mit dem Klebstoff benetzt werden, wonach darauffolgend das Abstützelement in das als Schraubendruckfeder ausgebildete Federelement eingesteckt bzw. gefügt wird und der Klebstoff die letzten Windungen, meist nichtfedernd, umfließt und der Klebstoff das Abstützelement mit dem Federelement verliersicher zusammenhält. Zudem wird das als Schraubendruckfeder ausgebildete Federelement vom Abstützelement im Betrieb geführt, da das Abstützelement das Federelement durchragt.
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In einer Ausbildung der Erfindung ist der Klebstoff ein Wachs oder ein Harz. Das Wachs oder das Harz kann eine organische oder anorganische Substanz sein oder beinhalten. Zumindest sollte das Wachs bzw. Harz unter dem Parameter der Temperatur zunächst im flüssigen Zustand vorliegen, um die Bauteil miteinander zu verkleben und nach Absenkung der Temperatur in den festen Aggregatzustand übergehen, wodurch die Verbindung nicht zerstörungsfrei lösbar ausgebildet ist. Das Wachs bzw. Harz sollte bei anliegender Betriebstemperatur des Nockenwellenverstellers in den flüssigen Zustand übergehen, um dann durch die Bewegung zwischen den Bauteilen ausgeschieden bzw. durch das Umströmen etwaiger Betriebsmittel, wie Öl oder Ölnebel, gelöst bzw. aufgenommen werden zu können. Vorteilhafterweise ist der Klebstoff nach einigen Betriebsstunden rückstandfrei aufgelöst. Das Wachs bzw. Harz ist am Federelement derart angeordnet, dass der reguläre Betrieb der Verriegelungsbaugruppe im Nockenwellenversteller nicht beeinträchtigt oder gestört wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausbildung ist der Klebstoff öllöslich. Alternativ kann der Wärmeeintrag in das Wachs bzw. Harz durch die Reibung aus der Relativbewegung der miteinander verklebten Bauteil eingebracht werden. Das Wachs bzw. Harz wird verflüssigt und kann zumindest teilweise aus der Verriegelungsbaugruppe ausgeschieden werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung geht der Klebstoff innerhalb des Bereichs einer Betriebstemperatur des Nockenwellenverstellers vom festen in den flüssigen Aggregatzustand über. Diese Betriebstemperatur ist im Bereich zwischen 30°C und 140°C erreicht und entspricht einer warmgelaufenen Brennkraftmaschine.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Klebstoff im Bereich der nichtfedernden Bereichen, bspw. Windungen, des Federelements angeordnet. Vorteilhafterweise kann so eine Funktionsprüfung der Verriegelungsbaugruppe vor der Montage im Nockenwellenversteller an einem beliebigen Ort, nah oder fern der Montagelinie des Nockenwellenverstellers, erfolgen ohne dass die Fixierung zum Zweck eben der Montage in den Nockenwellenversteller beeinträchtigt wird.
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Die Erfindung umfasst auch eine Verriegelungsbaugruppe eines Nockenwellenverstellers mit den vorgenannten vorteilhaften Ausgestaltungen, die beliebig untereinander kombinierbar sind.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Klebstoffes zur temporären Fixierung zweier Bauelemente wie Verriegelungselement mit dem Federelement wird eine einfachere Montage und ein zuverlässiger Transport der Verriegelungsbaugruppe erreicht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt.
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Es zeigt:
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1 eine Verriegelungsbaugruppe eines Nockenwellenverstellers mit dem Klebstoff.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Verriegelungsbaugruppe 1 eines Nockenwellenverstellers mit dem Klebstoff 4. Der Klebstoff 4 ist an beiden Enden des als Schraubenfeder ausgebildeten Federelementes 3 angeordnet und umhüllt die nichtfedernden Enden des Federelementes 3. Das eine Ende des Federelementes 3 steckt in der Sacklochbohrung 5 des als Stift ausgebildeten Verriegelungselementes 2 und kontaktiert den Boden 6 der Sacklochbohrung 5. Der Klebstoff 4 verbindet zuverlässig das Federelement 3 mit dem Verriegelungselement 2. Das andere Ende des Federelementes 3 ist auf ein als Patrone ausgebildetes Abstützelement 7 aufgesteckt. Der Klebstoff 4 verbindet zuverlässig das Federelement 3 mit dem Abstützelement 7. Trotz der beiden Klebverbindungen lassen sich Verriegelungselement 2 und Abstützelement 7 gegeneinander in axialer Richtung bewegen, sind jedoch verliersicher zueinander fixiert. Wird diese Verriegelungsbaugruppe 1 in den Nockenwellenversteller verbaut und der Nockenwellenversteller in Betrieb genommen, so gelangt Öl mit einer bestimmten Temperatur durch Leckage an das Federelement 3 und auch an die Klebstellen. Überschreitet die Temperatur des Öles die Schmelztemperatur des Klebstoffes 4, so geht der Klebstoff 4 vom festen in den flüssigen Aggregatzustand über und wird vom Öl gelöst und schließlich nach Durchlauf des in der Brennkraftmaschine üblicherweise vorhandenen Ölkreislaufes am Ölfilter abgeschieden. Vorteilhafterweise ist die Betriebsfähigkeit der verbauten Verriegelungsbaugruppe 1 im Nockenwellenversteller vor der Auflösung des Klebstoffes 4 nicht beeinträchtigt. Selbst wenn Reste des Klebstoffes 4 innerhalb der Sacklochbohrung 5 verbleiben, ist nach wie vor die vollste Betriebsfähigkeit der Verriegelungsbaugruppe 1 gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verriegelungsbaugruppe
- 2
- Verriegelungselement
- 3
- Federelement
- 4
- Klebstoff
- 5
- Sacklochbohrung
- 6
- Boden
- 7
- Abstützelement
