DE102016214502A1 - Nockenwellenverstellvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen ist eine Nockenwellenverstellvorrichtung (1) mit einem Nockenwellenversteller (2, 3) und einer Nockenwelle (4) dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (4) ein Nockenwellenende (5) aufweist, dass sowohl für die Aufnahme eines ersten hydraulisch betätigbaren Nockenwellenverstellers (2) als auch für die Aufnahme eines zweiten hydraulisch betätigbaren Nockenwellenverstellers (3) ausgebildet ist.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung.
- Hintergrund der Erfindung
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Die
EP 1 571 301 A1 zeigt eine Nockenwellenverstellanordnung, wobei für zwei Nockenwellen jeweils unterschiedliche Leistungsquellen zur Verstellung vorgesehen sind. - Die
DE 10 2010 000 047 A1 zeigt eine Ventilsteuervorrichtung mit einem Antriebsrotor, der sich mit einer Kurbelwelle dreht, einem Abtriebsrotor, der sich mit einer Nockenwelle dreht, einem Planetenrad, das zur Verstellung der Drehphase zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle eine Planetenbewegung ausführt, einer Motorwelle, die sich zur Steuerung der Planetenbewegung dreht, einem zylindrischen Planetenradträger, der das Planetenrad trägt und mit der Motorwelle in der Weise verbunden ist, dass das Planetenrad eine Planetenbewegung ausführt, und einer Schmiereinrichtung. Die Schmiereinrichtung hat eine Einspeisemündung, die an einer dem Planetenradträger axial gegenüberliegenden Seitenfläche des zweiten Rotors austritt. Die Einspeisemündung erstreckt sich über eine äußere Lagerfläche und eine innere Verbindungsfläche hinweg. Schmiermittel wird über die Einspeiseöffnung in den ersten Rotor geleitet. - Die
DE 10 2013 003 556 A1 zeigt ein Variable-Ventil-Zeit-Steuervorrichtung. Diese weist ein antriebseitiges Drehbauteil ein abtriebseitiges Drehbauteil, das koaxial mit einer Drehachse des antriebseitigen Drehbauteils positioniert ist, mindestens eine Platte, eine Mehrzahl von Trennbereichen, die eine Fluidkammer zwischen den Trennbereichen ausbilden, einen Schieberbereich, der in die Fluidkammer zum relativen Drehen des antriebseitigen Drehbauteils und des abtriebseitigen Drehbauteils innerhalb eines Bewegungsbereichs von ihm eingepasst ist, einen Begrenzungsmechanismus zum Begrenzen einer relativen Drehphase, ein Befestigungsbauteil, das die Platte und den Trennbereich des antriebseitigen Drehbauteils befestigt, und ein Verstärkungsbauteil, das mit dem von den Trennbereichen, der eine Berühroberfläche aufweist, im Eingriff ist, wobei die Berühroberfläche zum Aufnehmen einer Berührung des Schieberbereichs, wenn die relative Drehphase entweder eine am meisten Verzögerter-Winkel-Phase oder eine am meisten Vorgezogener-Winkel-Phase ist, ausgebildet ist, auf. - Zusammenfassung der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nockenwellenverstellvorrichtung anzugeben, die eine besonders einfach Montage des Nockenwellenverstellers mit einer Nockenwelle ermöglicht.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- So ist die Aufgabe durch eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit einem Nockenwellenversteller und einer Nockenwelle, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Nockenwelle ein Nockenwellenende aufweist, das sowohl für die Aufnahme eines ersten hydraulisch betätigbaren Nockenwellenverstellers als auch für die Aufnahme eines zweiten hydraulisch betätigbaren Nockenwellenverstellers vorgesehen bzw. ausgebildet ist.
- Hierdurch wird erreicht, dass ein einheitlich ausgebildetes Nockenwellenende bzw. eine einheitlich ausgebildete Anschlussstelle für einen Nockenwellenversteller sowohl für einen ersten hydraulischen als auch für einen zweiten hydraulischen Nockenwellenversteller geeignet ist und eine Fehlmontage eines Nockenwellenversteller an einer für diesen nicht vorgesehenen Nockenwelle vermieden wird.
- Für einen ersten hydraulischen Nockenwellenversteller ist zum Betreiben ein Zentralmagnet für ein Zentralventil und für einen zweiten hydraulischen Nockenwellenversteller ein dezentral angeordnetes Steuerventil vorgesehen. Eine Fehlmontage eines Nockenwellenverstellers an einem falschen Nockenwellenende würde auch bedingen, dass eine falsche Ölschnittstelle dem falsch verbauten Nockenwellenversteller gegenübersteht. Eine aufwändige Demontage wäre die Folge. Dies wird erfindungsgemäß vermieden. Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht deswegen vorteilhafterweise auch vor, dass die Anschlussstelle für zwei, vorzugsweise auf verschiedene Weise angesteuerte, hydraulische Nockenwellenversteller gleich ausgebildet sind.
- Erfindungsgemäß weist das Nockenwellenende zwei unterschiedliche Gewinde zur Aufnahme einer Schraube auf. Somit ist es vorteilhafterweise unkritisch, ob als Befestigungsmittel eine einfache Zentralschraube ohne Ventilfunktion für das Befestigen eines zweiten hydraulischen Nockenwellenverstellers oder eine Zentralventilschraube/Zentralschraube für das Befestigen eines ersten hydraulischen Nockenwellenverstellers zum Einsatz kommt. Je ein Gewinde ist für den jeweiligen Anwendungsfall vorgesehen. Ist ein für die entsprechenden Einlass- oder Auslassnockenwelle vorgesehener Nockenwellenversteller bestimmungsgemäß montiert, so verbleibt das entsprechende nicht benutzte Gewinde ohne Funktion.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Nockenwellenende eine Ölführung auf, die für den ersten hydraulisch betätigbaren Nockenwellenversteller ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist die Ölführung durch das Befestigungsmittel, bspw. eine Zentralschraube oder eine Zentralventilschraube, und einer Wandung der Nockenwelle ausgebildet. Alternativ können Bohrungen in der Nockenwelle und/oder in dem Befestigungsmittel zur axialen Leitung des Öls vorgesehen sein.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Nockenwellenende eine Ölführung auf, die für den zweiten hydraulisch betätigbaren Nockenwellenversteller ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist die Ölführung durch das Befestigungsmittel, bspw. eine Zentralschraube, und einer Wandung der Nockenwelle ausgebildet. Alternativ können Bohrungen in der Nockenwelle und/oder in dem Befestigungsmittel zur axialen Leitung des Öls vorgesehen sein.
- Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die Flexibilität der Montage eines Nockenwellenverstellers mit einer bestimmten Funktionsweise an einer von mehreren Nockenwellen erreicht.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.
- Es zeigen:
-
1 eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit einem elektromechanischem Nockenwellenversteller und mit einer einheitlich ausgebildeten Nockenwelle und -
2 eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit einem hydraulischen Nockenwellenversteller und mit der einheitlich ausgebildeten Nockenwelle nach1 . - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine Nockenwellenverstellvorrichtung1 mit einem hydraulischen Nockenwellenversteller3 und mit einer einheitlich ausgebildeten Nockenwellenende5 . -
2 zeigt eine Nockenwellenverstellvorrichtung1 mit einem anderen hydraulischen Nockenwellenversteller2 und mit der einheitlich ausgebildeten Nockenwellenende5 nach1 . - Der Unterschied der Nockenwellenverstellvorrichtung
1 in1 und2 besteht darin, dass ein erster hydraulischer oder ein zweiter hydraulischer Nockenwellenversteller2 ,3 an dem Nockenwellenende5 der Nockenwelle4 befestigt ist. Das Nockenwellenende4 ist in beiden Ausführungsformen erfindungsgemäß identisch ausgebildet und weist zwei voneinander verschiedene Gewinde11 ,12 auf, in die das als Schraube6 ausgebildete Befestigungsmittel eingreift. Die Schraube6 ist für den zweiten hydraulischen Nockenwellenversteller3 als einfache Zentralschraube14 ausgebildet. Für den ersten hydraulischen Nockenwellenversteller2 ist die Schraube6 mit einer Ventilfunktion versehen – also eine Zentralventilschraube15 . Die Zentralventilschraube15 und die Zentralschraube14 greifen in die jeweils für die jeweilige Schraubenausbildung vorgesehenen Gewinde11 ,12 ein. Die Zentralschraube14 für den zweiten hydraulischen Nockenwellenversteller3 bildet mit der Wandung der Hülse17 eine Ölführung7 in Form eines Spaltes aus, durch den eine der Arbeitskammern des zweiten hydraulischen Nockenwellenverstellers3 bedruckt werden kann. Die radiale Bohrung13 , mit der das Öl in die Nockenwelle4 befördert wird, ist in axialer Richtung entlang der Drehachse der Nockenwellenverstellvorrichtung1 zwischen dem Gewinde11 und dem Nockenwellenversteller3 angeordnet. Aufgrund der Einheitlichkeit des Nockenwellenendes5 ist die Ölführung7 auch von dem für die Zentralventilschraube15 geeignete Gewinde12 und der Hülse17 ausgebildet, wodurch die andere Arbeitskammer des zweiten hydraulischen Nockenwellenverstellers3 bedruckt werden kann. - Im Unterschied zur
1 ist die Nockenwellenverstellanordnung1 nach2 mit dem hydraulischen Nockenwellenversteller2 mittels einer als Zentralventilschraube15 ausgebildeten Schraube6 an dem Nockenwellenende5 befestigt. Das Öl wird zur Ölführung8 wieder von der radialen Bohrung13 in das Innere des Nockenwellenendes5 geleitet mit dem Unterschied, dass aufgrund der fehlenden für den elektromechanischen Nockenwellenversteller3 geeigneten Schraube6 , das Aufnahmevolumen deutlich größer ist und der Ölstrom der Zentralventilschraube15 axial zugeführt wird. Das Gewinde11 bleibt zwar begrenzender Teil der Ölführung8 , ist jedoch hinsichtlich einer Befestigung funktionslos. - In
1 ist zur Betätigung der Nockenwellenverstellvorrichtung1 ein dezentral angeordnetes Steuerventil9 , beispielsweise als 4/3 Wegeventil vorhanden. Die Druckmittelquelle P liefert den zum Betreiben nötigen Öldruck. Das Reservoir T fängt das abfließende Öl auf. Ein verschiebbarer Steuerkolben des Steuerventils9 wird mit einem Elektromagneten in die verschiedenen Anschlusskonfigurationen bewegt. Die Hülse17 trennt zwei Ölversorgungen zum Betreiben des zweiten hydraulischen Nockenwellenverstellers3 . - In
2 ist zur Betätigung der Nockenwellenverstellvorrichtung1 ein Zentralmagnet10 axial benachbart zum hydraulischen Nockenwellenversteller2 angeordnet. Der Zentralmagnet10 ist von einem Gehäuseteil16 aufgenommen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Nockenwellenverstellvorrichtung
- 2
- erster Nockenwellenversteller (hydraulisch)
- 3
- zweiter Nockenwellenversteller (hydraulisch)
- 4
- Nockenwelle
- 5
- Nockenwellenende
- 6
- Schraube
- 7
- Ölführung
- 8
- Ölführung
- 9
- Steuerventil
- 10
- Zentralmagnet
- 11
- Gewinde
- 12
- Gewinde
- 13
- radiale Bohrung
- 14
- Zentralschraube
- 15
- Zentralventilschraube
- 16
- Gehäuseteil
- 17
- Hülse
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1571301 A1 [0007]
- DE 102010000047 A1 [0008]
- DE 102013003556 A1 [0009]
Claims (3)
- Nockenwellenverstellvorrichtung (
1 ) mit einem Nockenwellenversteller (2 ,3 ) und einer Nockenwelle (4 ) dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (4 ) ein Nockenwellenende (5 ) aufweist, dass sowohl für die Aufnahme eines ersten hydraulisch betätigbaren Nockenwellenverstellers (2 ) als auch für die Aufnahme eines zweiten hydraulisch betätigbaren Nockenwellenverstellers (3 ) ausgebildet ist, wobei das Nockenwellenende (5 ) zwei unterschiedliche Gewinde (11 ,12 ) zur Aufnahme einer Schraube (6 ) aufweist. - Nockenwellenverstellvorrichtung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenwellenende (5 ) eine Ölführung (7 ) aufweist, die für den ersten hydraulisch betätigbaren Nockenwellenversteller (2 ) ausgebildet ist. - Nockenwellenverstellvorrichtung (
1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenwellenende (5 ) eine Ölführung (8 ) aufweist, die für den zweiten hydraulisch betätigbaren Nockenwellenversteller (3 ) ausgebildet ist.
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