DE102014214251A1 - Hydraulischer Phasensteller einer Nockenwelle - Google Patents

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Abstract

Hydraulischer Phasensteller einer Nockenwelle (2) für den Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors, der zwischen einem Antriebsrad, das über einen formschlüssigen Steuertrieb mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Triebverbindung steht, und der Nockenwelle angeordnet ist, mit einem in einem zylindrischen Hohlraum (8) der Nockenwelle angeordneten Steuerventil (4), welches ein hohlzylindrisches Ventilgehäuse (9) aufweist, das mittels eines Außengewindes (11) mit der Nockenwelle verschraubt und an dieser über eine radiale Anschlagfläche (12) des Ventilgehäuses axial justiert ist, und mit einem in dem Ventilgehäuse (9) axialbeweglich geführten hohlzylindrischen Ventilkolben (10), welcher durch einen ansteuerbaren Linearsteller gegen die Rückstellkraft einer Ventilfeder (13) zwischen zwei Endpositionen axial verschiebbar ist. Bei diesem Phasensteller ist vorgesehen, dass das Ventilgehäuse (9) ohne einen äußeren Ringsteg ausgeführt ist, dass die axial äußere Stirnwand (14) des Ventilgehäuses im montierten Zustand die axial äußere Stirnwand (15) der Nockenwelle nicht überragt, dass die ventilgehäuseseitige Anschlagfläche (12) durch einen radialen Absatz (16) an der radialen Außenseite des Ventilgehäuses gebildet ist, durch den der Außendurchmesser (dA1, dA2) des Ventilgehäuses nach axial innen reduziert ist, und dass eine mit der ventilgehäuseseitige Anschlagfläche (12) zusammenwirkende nockenwellenseitigen Anschlagfläche (17) durch einen radialen Absatz (18, 18') an der radialen Innenseite der Nockenwelle (2) gebildet ist, durch den der Innendurchmesser (DI1, DI2) des zylindrischen Hohlraumes (8) der Nockenwelle nach axial innen reduziert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Phasensteller einer Nockenwelle für den Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors, der zwischen einem Antriebsrad, das über einen formschlüssigen Steuertrieb mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Triebverbindung steht, und der Nockenwelle angeordnet ist, mit einem in einem zylindrischen Hohlraum der Nockenwelle angeordneten Steuerventil, welches ein hohlzylindrisches Ventilgehäuse aufweist, das mittels eines Außengewindes mit der Nockenwelle verschraubt und an dieser über eine radiale Anschlagfläche des Ventilgehäuses axial justiert ist, und mit einem in dem Ventilgehäuse axialbeweglich geführten hohlzylindrischen Ventilkolben, welcher durch einen ansteuerbaren Linearsteller gegen die Rückstellkraft einer Ventilfeder zwischen zwei Endpositionen axial verschiebbar ist.
  • Bei Verbrennungsmotoren, insbesondere bei Kolbenmotoren, die im Viertaktverfahren arbeiten, werden als Gaswechselventile bezeichnete Einlass- und Auslassventile üblicherweise über mindestens eine Nockenwelle betätigt, wobei diese Ventile jeweils durch die Hubkontur einer zugeordneten Nocke der Nockenwelle gegen die Rückstellkraft einer Ventilfeder geöffnet und bei zurückgehender Hubkontur durch die Ventilfeder wieder geschlossen.
  • Die Nockenwelle wird durch einen formschlüssigen Steuertrieb, der als Kettentrieb, als Zahnriementrieb oder als Stirnradtrieb ausgebildet sein kann, mit einer Übersetzung von 2:1 von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben. Die Übersetzung resultiert aus der Tatsachse, dass der Arbeitszyklus eines Viertaktmotors zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erfordert, während sich die Nockenwelle bei einem Arbeitszyklus nur einmal dreht. Die Übertragung der durch die Hubkonturen der Nocken bewirkten Hubbewegungen auf die Gaswechselventile erfolgt zumeist über sogenannte Nockenfolger, die als Tassenstößel, als Kipphebel oder als Schlepphebel ausgebildet sein können und zwischen den Nocken der Nockenwelle und den jeweiligen Schaftenden der Gaswechselventile angeordnet sind.
  • Um bei einem derartigen Verbrennungsmotor eine Drehmoment- und Leistungssteigerung sowie eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionen zu erreichen, ist es seit längerem bekannt, die an sich starre Triebverbindung zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle durch einen zwischen dem Antriebsrad des Steuertriebs und der Nockenwelle angeordneten Phasensteller begrenzt verstellbar zu gestalten. Durch eine entsprechende Ansteuerung des Phasenstellers, über den die Nockenwelle gegenüber dem Antriebsrad in Drehrichtung vorauseilend, also in Richtung früh verstellbar, oder entgegen der Drehrichtung, also in Richtung spät verstellbar ist, können die Steuerzeiten der Gaswechselventile in Abhängigkeit von relevanten Betriebsparametern, wie der aktuellen Motordrehzahl und der aktuellen Motorlast, in geeigneter Weise variiert werden.
  • In einer bekannten Bauart ist der Phasensteller als ein hydraulisch verstellbarer, als Flügelzellenversteller bezeichneter Schwenksteller ausgebildet, der einen drehfest und axial unverschiebbar mit dem Antriebsrad des Steuertriebs verbundenen Außenrotor sowie einen starr mit der Nockenwelle verbundenen Innenrotor aufweist. Der Innenrotor weist mehrere über seinen Außenumfang verteilt angeordnete, radial ausgerichtete Flügel auf, die in nach radial innen offene Kammern des Außenrotors eingreifen und diese jeweils in erste und zweite Druckräume unterteilen. Die ersten Druckräume stehen über in dem Innenrotor angeordnete erste Kanäle mit einem radial innenliegenden ersten Arbeitsanschluss für die Durchleitung eines Druckmittels in Verbindung. Die zweiten Druckräume stehen über in dem Innenrotor angeordnete zweite Kanäle mit einem radial innenliegenden und zu dem ersten Arbeitsanschluss axial benachbarten zweiten Arbeitsanschluss für die Durchleitung des Druckmittels in Verbindung.
  • Durch die Verbindung des ersten Arbeitsanschlusses mit einem über eine Druckleitung mit einer Druckquelle verbundenen Druckanschluss und die gleichzeitige Verbindung des zweiten Arbeitsanschlusses mit einem über eine drucklose Rückflussleitung mit einem Sammeltank verbundenen Tankanschluss wird Druckmittel in die ersten Druckräume gefördert und über die Flügel Druckmittel aus den zweiten Druckräumen verdrängt. Dies entspricht beispielsweise einer Verstellung des Innenrotors und der mit diesem verbundenen Nockenwelle gegenüber dem Außenrotor sowie dem mit diesem verbundenen Antriebsrad des Steuertriebs in Richtung früh. Dementsprechend führen die Verbindung des zweiten Arbeitsanschlusses mit dem Druckanschluss und die gleichzeitige Verbindung des ersten Arbeitsanschlusses mit dem Tankanschluss zu einer Verstellung der Nockenwelle gegenüber dem Antriebsrad des Steuertriebs in Richtung spät.
  • Die Steuerung des Phasenstellers erfolgt üblicherweise über ein als ein 4/3-Wege-Proportionalventil ausgebildetes Steuerventil, das ein hohlzylindrisches Ventilgehäuse und einen darin axialbeweglich geführten hohlzylindrischen Ventilkolben aufweist. Das Ventilgehäuse ist mittels eines Außengewindes mit der Nockenwelle verschraubt und an dieser mittels einer radialen Anschlagfläche axial justiert. Eine genaue axiale Justierung des Ventilgehäuses an der Nockenwelle ist deshalb erforderlich, weil für die Schaltfunktion des Phasenstellers relevante Durchtrittsöffnungen in der Wand des Ventilkolbens in exakter Überdeckung mit entsprechenden Durchtrittsöffnungen in der Wand der Nockenwelle stehen müssen.
  • Der Ventilkolben ist durch einen ansteuerbaren Linearsteller gegen die Rückstellkraft einer Ventilfeder zwischen zwei Endpositionen axial verschiebbar. In einer ersten Endposition ist beispielsweise der erste Arbeitsanschluss mit dem Druckanschluss und der zweite Arbeitsanschluss mit dem Tankanschluss verbunden, wodurch die Nockenwelle gegenüber dem Antriebsrad des Steuertriebs zum Beispiel in Richtung früh verstellt wird. In der zweiten Endposition ist dann der erste Arbeitsanschluss mit dem Tankanschluss sowie der zweite Arbeitsanschluss mit dem Druckanschluss verbunden, wodurch die Nockenwelle gegenüber dem Antriebsrad des Steuertriebs in Richtung spät verstellt wird.
  • Der Linearsteller kann beispielsweise als ein schaltbarer Elektromagnet ausgebildet sein, dessen Anker über einen Betätigungsstößel mit dem Ventilkolben in Verbindung steht. Zur Erzielung kurzer hydraulischer Verbindungswege und einer entsprechend hohen Stelldynamik des Phasenstellers ist das Steuerventil bevorzugt koaxial innerhalb des Phasenstellers in einer zylindrischen Hohlraum der Nockenwelle angeordnet.
  • Aus der DE 10 2004 025 215 A1 ist ein hydraulischer Phasensteller einer Nockenwelle bekannt, der als ein Flügelzellenversteller ausgebildet ist, und dessen Steuerventil koaxial zu sowie radial innerhalb des Phasenstellers angeordnet ist. Dieser Phasensteller ist über einen inneren, mit einem Gewinde versehenen Befestigungsschaft mit der Nockenwelle verbunden. Das Ventilgehäuse des Steuerventils ist mit einer äußeren Ringnut versehen, über die der Innenrotor des Phasenstellers im montierten Zustand gegen die Stirnwand der Nockenwelle gepresst und zugleich das Ventilgehäuse axial justiert wird. Das Ventilgehäuse des Steuerventils hat bei dieser Ausführung des Phasenstellers somit auch die Funktion einer Spannschraube zur Befestigung des Innenrotors mit der Nockenwelle.
  • In der DE 10 2006 020 320 A1 ist das Steuerventil eines hydraulischen Phasenstellers beschrieben, das in einem zylindrischen Hohlraum einer Nockenwelle angeordnet ist. Das Ventilgehäuse des Steuerventils ist über einen endseitig angeordneten äußeren Ringsteg, dessen axiale Innenseite im montierten Zustand an der äußeren Stirnwand der Nockenwelle anliegt, axial justiert. Außerdem weist das Gehäuse des Steuerventils ein Außengewinde auf, welches in einem zu dem Ringsteg axial benachbarten Abschnitt angeordnet ist und mit einem zugeordneten Innengewinde in den zylindrischen Hohlraum der Nockenwelle beide Bauteile verbindend zusammenwirkt.
  • Ein ähnliches Steuerventil eines hydraulischen Phasenstellers ist aus der DE 10 2004 038 160 A1 bekannt. Gegenüber dem vorgenannten Steuerventil ist nun jedoch der äußere Ringsteg des Ventilgehäuses radial vergrößert und dient zusätzlich zu seiner Funktion als Anschlagelement auch als Lagerelement eines Axiallagers für die Nockenwelle.
  • Da der äußere Ringsteg des aus der DE 10 2004 038 160 A1 bekannt Ventilgehäuses zwangsläufig zu einer Vergrößerung der axialen Baulänge des Ventilgehäuses und damit der gesamten Steuerventilanordnung führt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für einen hydraulischen Phasensteller der eingangs genannten Bauart eine Steuerventilanordnung mit einer möglichst geringen axialen Baulänge vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe ist durch einen hydraulischen Phasensteller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Phasenstellers sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung geht aus von einem an sich bekannten Phasensteller einer Nockenwelle für den Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors, der zwischen einem Antriebsrad, das über einen formschlüssigen Steuertrieb mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Triebverbindung steht, und der Nockenwelle angeordnet ist, mit einem in einem zylindrischen Hohlraum der Nockenwelle angeordneten Steuerventil, welches ein hohlzylindrisches Ventilgehäuse aufweist, das mittels eines Außengewindes mit der Nockenwelle verschraubt und an dieser über eine radiale Anschlagfläche des Ventilgehäuses axial justiert ist, und mit einem in dem Ventilgehäuse axialbeweglich geführten hohlzylindrischen Ventilkolben, welcher durch einen ansteuerbaren Linearsteller gegen die Rückstellkraft einer Ventilfeder zwischen zwei Endpositionen axial verschiebbar ist.
  • Zur Reduzierung der axialen Baulänge des Steuerventils und damit der gesamten Steuerventilanordnung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ventilgehäuse ohne einen äußeren Ringsteg ausgeführt ist, dass die axial äußere Stirnwand des Ventilgehäuses im montierten Zustand die axial äußere Stirnwand der Nockenwelle nicht überragt, dass die ventilgehäuseseitige Anschlagfläche durch einen radialen Absatz an der radialen Außenseite des Ventilgehäuses gebildet ist, durch den der Außendurchmesser des Ventilgehäuses nach axial innen reduziert ist, und dass eine mit der ventilgehäuseseitige Anschlagfläche zusammenwirkende nockenwellenseitigen Anschlagfläche durch einen radialen Absatz an der radialen Innenseite der Nockenwelle gebildet ist, durch den der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlraumes der Nockenwelle nach axial innen reduziert ist.
  • Das Außengewinde des Ventilgehäuses und das mit diesem zusammenwirkende Innengewinde der Nockenwelle können jeweils in einem an die jeweilige äußere Stirnwand axial benachbarten Abschnitt angeordnet sein. In diesem Fall ist bevorzugt vorgesehen, dass die Anschlagflächen des Ventilgehäuses und der Nockenwelle dazu innen axial angrenzend angeordnet sind. Dadurch sind die radialen Abmessungen des weiter innen liegenden Teils des Steuerventils geringer, und die mechanische Bearbeitung insbesondere der Anschlagfläche der Nockenwelle ist im Vergleich zu einer axial weiter innen liegenden Anordnung vereinfacht.
  • Um einerseits eine für die Dauerfestigkeit ausreichende Wandstärke der zylindrischen Seitenwand des Ventilgehäuses und andererseits eine für die axiale Justierung des Ventilgehäuses ausreichende Größe der Anschlagfläche zu gewährleisten, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Wandstärke des Ventilgehäuses in einem Abschnitt von der äußeren Stirnwand des Ventilgehäuses bis zur ventilgehäuseseitigen Anschlagfläche größer ist als im dann axial folgenden Abschnitt des Ventilgehäuses.
  • Da mit dem damit radial vergrößerten Außengewinde des Ventilgehäuses auch das in dem zylindrischen Hohlraum der Nockenwelle angeordnete Innengewinde radial erweitert werden muss, ist zur Sicherstellung einer für die Dauerfestigkeit ausreichenden Wandstärke der zylindrischen Seitenwand der Nockenwelle vorgesehen, dass der Außendurchmesser DA1 der Nockenwelle in einem Abschnitt von der äußeren Stirnwand der Nockenwelle bis axial hinter der Anschlagfläche der Nockenwelle größer ist als der Außendurchmesser DA2 der Nockenwelle in einem dann folgenden Abschnitt der Nockenwelle.
  • Das Abtriebselement des Phasenstellers, das bei einem Flügelzellenversteller durch dessen Innenrotor gebildet ist, wird bei dessen Montage wegen der auf der Nockenwelle angeordneten Nocken üblicherweise von der Antriebsseite her auf die Nockenwelle aufgeschoben und beispielsweise durch Verschweißen mit dieser verbunden. Daher kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser DA1 der Nockenwelle in einem Abschnitt von der äußeren Stirnwand bis axial hinter demjenigen Abschnitt, an dem das Abtriebselement des Phasenstellers an der Nockenwelle befestigt ist, größer ist als der Außendurchmesser DA2 der Nockenwelle in einem dann folgenden Abschnitt der Nockenwelle.
  • Unabhängig von der Anordnung der Gewinde kann alternativ dazu auch vorgesehen sein, dass die Anschlagfläche des Ventilgehäuses an einer inneren Stirnwand des Ventilgehäuses angeordnet ist, und dass die Anschlagfläche an der Nockenwelle im axialen Innenbereich des zylindrischen Hohlraums der Nockenwelle ausgebildet ist. Bei einer Anordnung der Gewinde im axial äußeren Bereich des Ventilgehäuses und der Nockenwelle kann die Anschlagfläche des Ventilgehäuses dann durch deren axial innere Stirnwand gebildet sein. Die mit dieser axial inneren Stirnwand des Ventilgehäuses zusammenwirkende Anschlagfläche der Nockenwelle kann in diesem Fall durch die innere Stirnwand des zylindrischen Hohlraums gebildet sein. Eine abschnittweise Erhöhung der Wandstärke des Ventilgehäuses und des Außendurchmessers DA der Nockenwelle ist bei dieser Ausführungsform nicht mehr erforderlich.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Außengewinde des Ventilgehäuses in etwa in der Mitte desselben angeordnet ist. Dieses Außengewinde ist im zusammengebauten Zustand des hydraulischen Phasenstellers in ein zugeordnetes Innengewinde an der Nockenwelle eingeschraubt, wobei auch in diesem Beispiel das Ventilgehäuse bündig mit dem axialen Ende der Nockenwelle abschließt.
  • Gemäß einer davon abweichenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Außengewinde des Ventilgehäuses im Bereich seines am tiefsten in den Hohlraum der Nockenwelle eindringenden Endes angeordnet ist. Dieses Außengewinde ist im zusammengebauten Zustand des hydraulischen Phasenstellers in ein zugeordnetes Innengewinde an der Nockenwelle eingeschraubt, wobei auch bei dieser Variante das Ventilgehäuse bündig mit dem axialen Ende der Nockenwelle abschließt.
  • Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. In der Zeichnung zeigt
  • 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydraulischen Phasenstellers in einem ausschnittweisen Längsschnitt,
  • 2 das Ventilgehäuse eines Steuerventils des Phasenstellers gemäß 1 in einem Längsschnitt,
  • 3 eine zweite Ausführungsform des Phasenstellers in einem ausschnittweisen Längsschnitt, und
  • 4 das Ventilgehäuse eines Steuerventils des Phasenstellers gemäß 3 in einem Längsschnitt.
  • In 1 ist demnach eine erste Anordnung 1.1 eines erfindungsgemäßen hydraulischen Phasenstellers 3 einer Nockenwelle 2 für den Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors in einem Längsschnitt dargestellt, die den Phasensteller 3 selbst, ein zugeordnetes Steuerventil 4 und einen Linearsteller für das Steuerventil 4 aufweist. Die Nockenwelle 2 ist an ihrem antriebsseitigen Ende über einem als Gleitlager ausgebildeten Radiallager 5 in einem gehäusefesten Bauteil 6 gelagert.
  • Der Phasensteller 3 ist zwischen einem nicht dargestellten Antriebsrad und der Nockenwelle 2 angeordnet. Das Antriebsrad ist in bekannter Weise über einen formschlüssigen Steuertrieb, wie beispielsweise einen Kettentrieb, mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Triebverbindung. Vorliegend ist der Phasensteller 3 als ein Flügelzellenversteller ausgebildet, der einen starr mit dem Antriebsrad des Steuertriebs verbundenen, nicht dargestellten Außenrotor und einen starr, zum Beispiel über eine Schweißverbindung mit der Nockenwelle verbundenen Innenrotor 7 umfasst. Innerhalb des Innenrotors 7 verlaufen nicht erkennbare Verbindungskanäle, mittels denen erste Druckräume des Phasenstellers 3 mit einem radial innen liegenden ersten Arbeitsanschluss und zweite Druckräume des Phasenstellers 3 mit einem dazu axial benachbarten zweiten Arbeitsanschluss verbunden sind. Dieser grundsätzliche Aufbau ist durch die eingangs erwähnten Druckschriften ausreichend bekannt.
  • Das Steuerventil 4 ist zentral, also koaxial innerhalb des Phasenstellers 3 in einem zylindrischen Hohlraum 8 der Nockenwelle 2 angeordnet und besteht im Wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Ventilgehäuse 9 sowie einem darin axialbeweglich geführten hohlzylindrischen Ventilkolben 10. Das Ventilgehäuse 9, das in 2 in einem vergrößerten Längsmittenschnitt als Einzelbauteil abgebildet ist, ist über ein Außengewinde 11 mit der Nockenwelle 2 verschraubt und an dieser mittels einer an dem Ventilgehäuse 9 ausgebildeten radialen, gewindenahen Anschlagfläche 12 axial justiert.
  • Der Ventilkolben 10 ist durch einen vorliegend nicht dargestellten Linearsteller gegen die Rückstellkraft einer Ventilfeder 13 zwischen zwei axialen Endpositionen axial verschiebbar, in denen die beiden Arbeitsanschlüsse wechselseitig mit einem Druckmittel führenden Druckanschluss oder einem drucklosen Tankanschluss verbunden sind. Je nachdem, welcher Arbeitsanschluss mit dem Druckanschluss oder dem Tankanschluss verbunden ist, wird der Innenrotor 7 des Phasenstellers und die mit diesem verbundene Nockenwelle 2 gegenüber dem Außenrotor und dem mit diesem verbundenen Antriebsrad des Steuertriebs drehwinkelbezogen in Richtung früh oder spät verstellt. Weitere Informationen zum Aufbau und der Funktionsweise hydraulischer Phasensteller können den eingangs zitierten Druckschriften entnommen werden.
  • Im Gegensatz zu den dort beschriebenen Steuerventilanordnungen ist das Ventilgehäuse 9 des Steuerventils 4 vorliegend ohne einen axial äußeren Ringsteg ausgebildet, und die axial äußere gewindenahe Stirnwand 14 des Ventilgehäuses 9 überragt die axial äußere Stirnwand 15 der Nockenwelle 2 im montierten Zustand nicht. Das Steuerventil 4 ist somit vollständig innerhalb der Nockenwelle 2 angeordnet, wodurch gegenüber den bekannten Steuerventilanordnungen axialer Bauraum eingespart ist. Die gewindenahe Anschlagfläche 12 des Ventilgehäuses 9 ist durch einen radialen Absatz 16 gebildet, durch den der Außendurchmesser dA1, dA2 des Ventilgehäuses 9 nach axial innen reduziert wird. Ebenso wird die mit der gewindenahen Anschlagfläche 12 des Ventilgehäuses 9 zusammenwirkende gewindenahen Anschlagfläche 17 der Nockenwelle 2 durch einen radialen Absatz 18 an der Nockenwelle 2 gebildet, mittels dem der Innendurchmesser DI1, DI2 des zylindrischen Hohlraums 8 der Nockenwelle 2 nach axial innen reduziert wird.
  • Das Außengewinde 11 des Ventilgehäuses 9 und das mit diesem zusammenwirkende Innengewinde 19 der Nockenwelle 2 sind vorliegend in an sich bekannter Weise jeweils in einem an die jeweilige äußere Stirnwand 14, 15 axial benachbarten Abschnitt ausgebildet. Um geringere radiale Abmessungen des axial weiter innen liegenden Teils des Steuerventils 4 zu erzielen, und um die mechanische Bearbeitung insbesondere der Anschlagfläche 17 der Nockenwelle 2 zu vereinfachen, sind die Anschlagflächen 12, 17 des Ventilgehäuses 9 und der Nockenwelle 9 dazu innen axial aneinander angrenzend ausgebildet.
  • Um einerseits eine für die Dauerfestigkeit ausreichende Wandstärke der zylindrischen Wand des Ventilgehäuses 9 und andererseits eine für die axiale Justierung des Ventilgehäuses 9 ausreichende Größe der Anschlagfläche 12 des Ventilgehäuses 9 zu gewährleisten, ist die Wandstärke des Ventilgehäuses 9 in einem Abschnitt von der axial äußeren Stirnwand 14 des Ventilgehäuses 9 bis zu der Anschlagfläche 12 der Nockenwelle 2 nach radial außen vergrößert ausgebildet.
  • Mit dem damit radial und umfangsbezogen vergrößerten Außengewinde 11 des Ventilgehäuses 9 ist auch das in dem zylindrischen Hohlraum 8 der Nockenwelle 2 angeordnete Innengewinde 19 radial angepasst. Zur Sicherstellung einer für die Dauerfestigkeit ausreichenden Wandstärke der zylindrischen Wand an dieser Seite der Nockenwelle 2 und zur Vereinfachung der Montage des Innenrotors 7 auf der Nockenwelle 2 ist der Außendurchmesser DA1, DA2 der Nockenwelle 2 in einem Abschnitt von der axial äußeren Stirnwand 15 bis über denjenigen Abschnitt der Nockenwelle 2, auf dem der Innenrotor 7 befestigt ist, vergrößert ausgebildet.
  • In 3 ist analog zu der ersten Anordnung 1.1 gemäß 1 eine zweite Anordnung 1.2 eines gemäß der Erfindung ausgebildeten hydraulischen Phasenstellers 3' an einer Nockenwelle 2 dargestellt. Das entsprechende Ventilgehäuse 9' des Steuerventils 4' ist in 4 analog zu demjenigen in 2 in einem vergrößerten Längsmittenschnitt als Einzelbauteil abgebildet.
  • Im Unterschied zu der ersten Anordnung 1.1 gemäß den 1 und 2 ist die gewindeferne Anschlagfläche 12' des Ventilgehäuses 9' bei der zweite Anordnung 1.2 gemäß 3 nun an der axial inneren, also gewindefernen Stirnwand 20 des Ventilgehäuses 9' ausgebildet, und die gewindeferne Anschlagfläche 17' der Nockenwelle 2' ist im axialen Innenbereich des zylindrischen Hohlraums 8' ausgebildet. Die gewindeferne Anschlagfläche 17' der Nockenwelle 2' ist vorliegend durch einen radialen Absatz 18' an derselben gebildet, mit dem der Innendurchmesser DI am inneren Ende des zylindrischen Hohlraum 8' reduziert wird. Durch diese Ausführungsform der Nockenwelle 2' und des Ventilgehäuses 9' können der Außendurchmesser dA des Ventilgehäuses 9' und der Innendurchmesser DI des zylindrischen Hohlraums 8' der Nockenwelle 2' mit Ausnahme derjenigen Abschnitte, in denen die Gewinde 11', 19' angeordnet sind, sowie der Außendurchmesser DA der Nockenwelle 2' im Bereich des Steuerventils 4' konstant gestaltet werden, wodurch die Herstellung der betreffenden Bauteile vereinfacht ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1.1, 1.2
    Anordnung
    2, 2
    Nockenwelle
    3
    Phasensteller, Flügelzellenversteller
    4, 4'
    Steuerventil
    5
    Radiallager
    6
    Gehäusefestes Bauteil des Phasenstellers
    7
    Abtriebselement, Innenrotor des Phasensteller
    8, 8'
    Hohlraum in der Nockenwelle 2, 2'
    9, 9'
    Ventilgehäuse
    10
    Ventilkolben
    11, 11'
    Außengewinde am Ventilgehäuse 9, 9'
    12
    Gewindenahe Anschlagfläche am Ventilgehäuse 9
    12'
    Gewindeferne Anschlagfläche am Ventilgehäuse 9'
    13
    Ventilfeder, Schraubenfeder
    14, 14'
    Äußere Stirnwand des Ventilgehäuses 9, 9'
    15, 15'
    Äußere Stirnwand an der Nockenwelle 2, 2'
    16
    Radialer Absatz am Ventilgehäuse 9
    17
    Gewindenahe Anschlagfläche an der Nockenwelle 2
    17'
    Gewindeferne Anschlagfläche an der Nockenwelle 2'
    18, 18'
    Radialer Absatz an der Nockenwelle 2, 2'
    19, 19'
    Innengewinde an der Nockenwelle 2, 2'
    20
    Gewindeferne Stirnwand des Ventilgehäuses 9'
    dA
    Außendurchmesser des Ventilgehäuses 9'
    dA1
    Außendurchmesser des Ventilgehäuses 9
    dA2
    Außendurchmesser des Ventilgehäuses 9
    DA
    Außendurchmesser der Nockenwelle 2'
    DA1
    Außendurchmesser der Nockenwelle 2
    DA2
    Außendurchmesser der Nockenwelle 2
    DI
    Innendurchmesser des Hohlraums 8' in der Nockenwelle 2'
    DI1
    Innendurchmesser des Hohlraums 8' in der Nockenwelle 2'
    DI2
    Innendurchmesser des Hohlraums 8' in der Nockenwelle 2'
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004025215 A1 [0010]
    • DE 102006020320 A1 [0011]
    • DE 102004038160 A1 [0012, 0013]

Claims (8)

  1. Hydraulischer Phasensteller einer Nockenwelle (2, 2') für den Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors, der zwischen einem Antriebsrad, das über einen formschlüssigen Steuertrieb mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Triebverbindung steht, und der Nockenwelle (2, 2') angeordnet ist, mit einem in einem zylindrischen Hohlraum (8, 8') der Nockenwelle (2, 2') angeordneten Steuerventil (4, 4'), welches ein hohlzylindrisches Ventilgehäuse (9, 9') aufweist, das mittels eines Außengewindes (11, 11') mit der Nockenwelle (2, 2') verschraubt und an dieser über eine radiale Anschlagfläche (12, 12') des Ventilgehäuses (9, 9') axial justiert ist, und mit einem in dem Ventilgehäuse (9, 9') axialbeweglich geführten hohlzylindrischen Ventilkolben (10), welcher durch einen ansteuerbaren Linearsteller gegen die Rückstellkraft einer Ventilfeder (13) zwischen zwei Endpositionen axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (9, 9') ohne einen äußeren Ringsteg ausgeführt ist, dass die axial äußere Stirnwand (14, 14') des Ventilgehäuses (9, 9') im montierten Zustand die axial äußere Stirnwand (15, 15') der Nockenwelle (2, 2') nicht überragt, und dass die ventilgehäuseseitige Anschlagfläche (12, 12') durch einen radialen Absatz (16) an der radialen Außenseite des Ventilgehäuses (9, 9') gebildet ist, durch den der Außendurchmesser (dA1, dA2; dA) des Ventilgehäuses (9, 9') nach axial innen reduziert ist, und dass eine mit der ventilgehäuseseitige Anschlagfläche (12, 12') zusammenwirkende nockenwellenseitigen Anschlagfläche (17, 17') durch einen radialen Absatz (18, 18') an der radialen Innenseite der Nockenwelle (2, 2') gebildet ist, durch den der Innendurchmesser (DI1, DI2; DI) des zylindrischen Hohlraumes (8, 8') der Nockenwelle (2, 2') nach axial innen reduziert ist.
  2. Hydraulischer Phasensteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (11) des Ventilgehäuses (9) und das mit diesem zusammenwirkende Innengewinde (19) der Nockenwelle (2) jeweils in einem an die jeweilige äußere Stirnwand (14, 15) axial benachbarten Abschnitt angeordnet sind, und dass die Anschlagflächen (12, 17) des Ventilgehäuses (9) und der Nockenwelle (2) dazu innen axial angrenzend angeordnet sind.
  3. Hydraulischer Phasensteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Ventilgehäuses (9) in einem Abschnitt von der äußeren Stirnwand (14) des Ventilgehäuses (9) bis zur ventilgehäuseseitigen Anschlagfläche (12) größer ist als im dann axial folgenden Abschnitt des Ventilgehäuses (9).
  4. Hydraulischer Phasensteller nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (DA1) der Nockenwelle (2) in einem Abschnitt von der äußeren Stirnwand (15) der Nockenwelle (2) bis axial hinter der Anschlagfläche (17) der Nockenwelle (2) größer ist als der Außendurchmesser (DA2) der Nockenwelle (2) in einem dann axial folgenden Abschnitt der Nockenwelle (2).
  5. Hydraulischer Phasensteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (DA1) der Nockenwelle (2) in einem Abschnitt von der äußeren Stirnwand (15) bis axial hinter demjenigen Abschnitt, in dem das Abtriebselement (7) des Phasenstellers (3) an der Nockenwelle (2) befestigt ist, größer ist als der Außendurchmesser (DA2) der Nockenwelle (2) in einem dann folgenden Abschnitt der Nockenwelle (2).
  6. Hydraulischer Phasensteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (12') des Ventilgehäuses (9') an einer inneren Stirnwand (20) des Ventilgehäuses (9') angeordnet ist, und dass die Anschlagfläche (17') an der Nockenwelle (2') im axialen Innenbereich des zylindrischen Hohlraums (8') der Nockenwelle (2') ausgebildet ist.
  7. Hydraulischer Phasensteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde des Ventilgehäuses (9) in der Mitte desselben angeordnet ist, welches mit einem zugeordneten Innengewinde an der Nockenwelle (2) zusammenwirkt.
  8. Hydraulischer Phasensteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde des Ventilgehäuses (9) im Bereich seines am tiefsten in den Hohlraum (8) der Nockenwelle (2) eindringenden Endes angeordnet ist, welches mit einem zugeordneten Innengewinde an der Nockenwelle (2) zusammenwirkt.
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