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Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine, wobei der Nockenwellenversteller ein Triggerrad besitzt, das konzentrisch zu einem Rotor angeordnet ist und mit diesem über eine Befestigungsvorrichtung axialfest verbunden ist.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Nockenwellenversteller bekannt. Gattungsgemäße Nockenwellenversteller sind als hydraulische Nockenwellenversteller aufgebaut. Folglich dient der Nockenwellenversteller im Betrieb zum variablen Verstellen einer Steuerzeit eines Ventilbetätigungsabschnitts eines Ventiltriebs, insbesondere einer Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine. Auf typische Weise weist der Nockenwellenversteller einen Stator sowie einen relativ zu diesem Stator verdrehbar angeordneten Rotor auf.
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Zum Beispiel offenbart die
US 2006/0278188 A1 einen Nockenwellenversteller für eine Verbrennungskraftmaschine, der einen Rotor mit einer zentralen Bohrung und ein Betätigungsrad besitzt, wobei das Betätigungsrad eine axiale in die zentrale Bohrung hineinragende Erweiterung aufweist, wobei die axiale Erweiterung als eine Vielzahl von radial angeordneten Widerhaken ausgebildet ist, die ausgelegt ist, um das Betätigungsrad in der Bohrung des Rotors zu halten.
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Auch offenbart ein anderes Dokument, etwa die
US 8,261,706 B2 eine Steuerzeitenstellvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit: einem Nabenelement, das einen zum Aufsatz auf einen Nockenwellenstirnabschnitt vorgesehenen Sitzbereich aufweist; einem Außengehäuse, das als solches das Nabenelement umgreift und gegenüber dem Nabenelement um eine zur Nockenwellenumlaufachse konzentrische Schwenkachse verschwenkbar ist; einem Stellmechanismus zur Bewerkstelligung der Verschwenkung des Außengehäuseelements gegenüber dem Nabenelement; und einem Tellerelement das über die Nockenwellenzentralschraube auf das Nabenelement aufgespannt ist, wobei an dem Tellerelement ein Einsatzabschnitt ausgebildet ist, der in eine in dem Nabenelement ausgebildete Versenkung einsetzbar ist, und dass im Bereich des Einsatzabschnitts wenigstens eine Verankerungsstruktur ausgebildet ist, durch welche der Einsatzabschnitt an einer durch das Nabenelement bereitgestellten Gegenstruktur verankert ist.
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Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass die Befestigungsvorrichtung für eine axiale Festlegung des Triggerrads gegenüber dem Rotor sich bei hoher Belastung oder bei Vibration verformen oder verkippen kann. Dadurch kann die Ventilsteuerung in seiner zeitlichen Steuerung negativ beeinflusst werden, was sich auch in einer verringerten Effizienz und Leistung der Verbrennungskraftmaschine widerspiegeln kann.
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Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll das Triggerrad gegenüber dem Rotor konstruktiv so festgelegt werden, dass die Befestigungsvorrichtung auch bei besonders hoher Belastung nicht in ihrer Funktion eingeschränkt wird und einen sichere Festlegung des Triggerrads gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest ein Pin / Stift das Triggerrad gegen Relativrotation zum Rotor sichert.
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Dies hat den Vorteil, dass durch die zusätzliche radiale Festlegung des Triggerrads die Axialfestlegung entlastet wird und auch bei besonders hohen Kräften die Funktionalität erfüllt. Durch die Ausführung der Radialfestlegung als Pin / Stift ist eine besonders einfache und damit kostengünstige Lösung gegeben.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es zweckmäßig, wenn die Befestigungsvorrichtung wenigstens eine Schraube einsetzt, um eine Axialfestlegung des Triggerrads zum Rotor zu gewährleisten. Vorteilhafterweise wird damit ein unbeabsichtigtes Lösen des Triggerrads vermieden und die Kräfte und Momente können vom Triggerrad auf den Rotor übertragen werden. Gerade Schrauben eignen sich als Befestigungsmittel, da sie einfach an dem Rotor montierbar und kostengünstig sind und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Rotor und dem Triggerrad herstellen.
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Des Weiteren zeichnet sich ein günstiges Ausführungsbeispiel dadurch aus, dass drei Schrauben und zwei Pins verwendet werden, um das Triggerrad gegen Relativrotation und Axialverschiebung zum Rotor zu sichern. Durch diese teils redundante Ausführungsweise kann die zu übertragende Kraft auf mehrere Bauteile verteilt werden und dadurch vorteilhafterweise die Belastung gesenkt werden. Die Fixierung an dem Rotor kann beispielsweise auch bei Materialversagen oder Ausfall eines Befestigungselements sichergestellt werden.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Pin als eine vorzugsweise vollzylinderförmige Nadel, die für ein Nadel einsetzendes Wälzlager geeignet ist, ausgebildet ist. Vorteilhafterweise sind Nadeln Standardteile und deshalb äußerst kostengünstig. Gerade durch ihre Form sind Nadeln sehr belastbar und können einfach in eine Bohrung oder eine Aussparung in dem Rotor eingesetzt werden.
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Vorzugsweise sind die Schrauben als Druckschrauben ausgebildet, da diese sich besonders zum schonenden Klemmen oder Andrücken von Wellen oder oberflächenbeschichteten Teilen eignen.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn die Schrauben mit einer Steigung, die größer als die Steigung eines Normalgewindes ist, eingesetzt werden, weil die Gewindespitzen einer Schraube mit großer Steigung unempfindlicher gegen axialen Druck sind und nicht so schnell beschädigt werden. Gerade für die axial belasteten Schrauben am Rotor ist diese Eigenschaft von Bedeutung. Außerdem können die Schrauben so sehr einfach durch Einschlagen montiert werden.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Pins und die Schrauben so angebracht sind, dass sie dieselbe Ebene orthogonal durchdringen. Vor allem für die Produktion bietet dies den großen Vorteil, dass die (Gewinde-)Bohrungen in einer Aufspannung in den Rotor eingebracht werden können.
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Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Befestigungsvorrichtung zur Fixierung des Triggerrads an dem Rotor eines Nockenwellenverstellers, die zusätzlich zu den zur axialen Festlegung vorgesehenen Schrauben durch Pins/Stifte etwa in Form von Nadeln eines Nadelrollenwälzlagers das Triggerrad gegen Rotation gegenüber dem Rotor sichert. Gerade bei einer Belastung durch Vibrationen, beispielsweise beim Schiffstransport, und durch die Vorspannung von Spiralfedern verhindert die Befestigungsvorrichtung eine Bewegung des Triggerrads.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Teil eines Nockenwellenverstellers mit einem durch eine Schraube an einem Rotor befestigten Triggerrad in einem Längsschnitt,
- 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Nockenwellenverstellers mit einem das Triggerrad radial festlegenden Pin in einem Längsschnitt,
- 3 den Nockenwellenversteller mit dem durch die Pins und die Schrauben an dem Rotor befestigten Triggerrad in einer Draufsicht,
- 4 den Pin zur die radialen Festlegung des Triggerrads gegenüber dem Rotor in einem Längsschnitt,
- 5 die Schraube zur axialen Festlegung des Triggerrads gegenüber dem Rotor in einer perspektivischen Ansicht, und
- 6 die Schraube zur axialen Festlegung des Triggerrads gegenüber dem Rotor in einem Längsschnitt.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
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1 zeigt den Nockenwellenversteller 1 für eine Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Triggerrad 2, das konzentrisch zu einem Rotor 3 angeordnet ist und mit diesem über eine Befestigungsvorrichtung 4 verbunden ist. Das Triggerrad 2 wird dem Rotor 3 gegenüber durch zumindest einen Pin 5 gegen Relativrotation und durch zumindest eine Schraube 6 gegen Axialverschiebung gesichert.
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Der Rotor 3 ist konzentrisch und verdrehbar zu einem Stator 7 angeordnet. Das Triggerrad 2 ist rotationssymmetrisch und weist einen Querschnitt konstanter Dicke auf. Das Triggerrad 2 weist eine topfartige, zentral angeordnete, durch Umformen erzeugte Vertiefung auf, in deren Boden Aussparungen vorgesehen sind, durch die die Befestigungsvorrichtung 4 geführt werden kann.
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Gemäß 2 ist der Pin 5 so durch das Triggerrad 2 in eine Bohrung 8 im Rotor 3 eingepresst, dass das Triggerrad 2 mit dem Rotor 3 fest verbunden wird. Der Pin 5 schließt die Aussparung in dem Triggerrad 2 bündig ab. Der Pin 5 ist so in den Rotor 3 eingesetzt, dass der größte Teil des Pins 5 in dem Rotor 3 steckt und nur ein verhältnismäßig kleiner Teil des Pins 5 in dem Triggerrad 2.
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In 3 ist der Nockenwellenversteller 1 in einer Draufsicht gezeigt. Das Triggerrad 2 weist an seiner Außenkante gleichmäßige Einkerbungen auf. Über die Fläche des Triggerrads 2 sind mehrere Aussparungen unterschiedlicher Form und Größe eingebracht. Zur Befestigung des Triggerrads 2 sind zwei Pins 5 und drei Schrauben 6 eingesetzt, die das Triggerrad 2 radial und axial gegenüber dem Rotor 3 festlegen.
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Die Mittelpunkte Pins 5 und Schrauben 6 liegen auf einem konzentrisch zu dem Triggerrad 2 angeordneten Lochkreis. Die beiden Pins 5 sind so angeordnet, dass sie genau gegenüber zueinander auf dem Lochkreis liegen. Die Schrauben 6 dagegen sind so angeordnet, dass sie auf dem Lochkreis liegen und die Eckpunkte eines gleichschenkligen Dreiecks bilden. Die Drehrichtung eines angeschlossenen Motors entspricht dem Uhrzeigersinn.
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4 zeigt den Pin 5 als unverbautes einzelnes Bauteil. Der Pin 5 ist vollzylinderförmig ausgebildet und hat an den Kanten einen kleinen Radius, damit die Verletzungsgefahr verringert wird und die Montage des Pins 5 erleichtert wird. Der Pin 5 hat einen Durchmesser, der etwa 2,5- bis 3,5-mal so klein ist wie die Länge des Pins 5. Der Pin 5 ist vorzugsweise als Nadel eines Nadelrollenwälzlagers ausgebildet und aus einem nichtrostenden Einsatzhärtungsstahl gefertigt.
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In 5 ist ein Ausführungsbeispiel für die Schraube 6 dargestellt. Die Schraube 6 ist zylinderförmig und weist kein Normalgewinde auf, sondern hat eine sehr große Steigung. Die Steigung ist so ausgebildet, dass die Flanken 10 über die gesamte Gewindelänge weniger als eine Umdrehung um die Schraube 6 bilden. Ein Kopf 9 der Schraube 6 ist als Flachkopf ausgebildet. Das Gewinde der Schraube 6 ist nicht über die gesamte Länge der Schraube 6 ausgebildet. Am Fuß der Schraube 6 weist die Schraube 6 einen kegelsegmentförmigen Absatz ohne Gewindeflanken 10 auf. Die Schraube 6 hat etwa die gleiche Länge und den gleichen Durchmesser wie der Pin 5.
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Gemäß 6 ist die Schraube 6 in einem Längsschnitt dargestellt. Die Schraube 6 weist keine Aussparung in dem Schraubenkopf 9 beispielsweise für einen Schraubenzieher auf. Daher wird die Schraube 6 beispielsweise durch Einschlagen in die für die Schraube 6 vorgesehene Bohrung montiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nockenwellenversteller
- 2
- Triggerrad
- 3
- Rotor
- 4
- Befestigungsvorrichtung
- 5
- Pin
- 6
- Schraube
- 7
- Stator
- 8
- Bohrung
- 9
- Schraubenkopf
- 10
- Gewindeflanken
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2006/0278188 A1 [0003]
- US 8261706 B2 [0004]
