DE19611365C2 - Vorrichtung zur relativen Winkelverstellung einer Nockenwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur relativen Winkelverstellung einer Nockenwelle nach der im Ober­ begriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Aus der DE 41 02 753 A1 ist eine gattungsgemäße Ver­ stellvorrichtung bekannt. Dabei soll eine präzise Ein­ stellung der Ventilsteuerzeitpunkte in Bezug auf einen Mo­ torbetriebszustand erreicht werden.

Nachteilig bei dieser bekannten Verstellvorrichtung ist jedoch ihr hoher Teile- und Fertigungsaufwand, wo­ mit auch eine Erhöhung des Montageaufwandes und der Lagerhaltungskosten verbunden sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur relativen Winkelverstellung einer Nockenwelle in einer sehr kompakten Bauweise bei rela­ tiv geringem Aufwand zu schaffen und dabei gleichzei­ tig den Fertigungs- und Montageaufwand so gering wie möglich zu halten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Durch die einstückige Ausbildung der Zentralschraube mit dem Deckel ergibt sich vorteilhafterweise eine er­ hebliche Vereinfachung der Fertigung und eine Reduzie­ rung des Teileaufwandes, was mit einer entsprechenden Vereinfachung der Montage und einer Verringerung der Lagerhaltungskosten verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird des weiteren eine sehr kompakt bauende Vorrichtung erreicht. Dies gilt insbesondere für eine geringe Bauhöhe in radialer Richtung. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Vor­ richtung relativ einfach in der Montage.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet dabei eine sehr hohe Flexibilität bezüglich der Variation des Verstellbereiches.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem einzigen Unteranspruch und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be­ schriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Winkel­ verstellung der Nockenwelle in einem Längs­ schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 1 (Teilschnitt),

Fig. 3 eine Einrichtung zur Zentrierung des Magneten über den Anker,

Die Fig. 1 zeigt die Vorrichtung zur Winkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber der diese antreibenden Kurbelwelle in einer Gesamtdarstellung. Ein Antriebs­ zahnrad 1 sitzt auf einer mit einer Innenverzahnung 2 versehenen Antriebshülse 3. Über eine Außenverzahnung 4 ist ein mit einer Ölbohrung 5 versehener ringförmi­ ger Stellkolben 6 axial verschiebbar und verdrehbar im Inneren der Antriebshülse 3 angeordnet.

Der Stellkolben 6 weist an seiner inneren Umfangswand ebenfalls eine Verzahnung 7 auf, durch die er eben­ falls axial verschiebbar und verdrehbar über eine wei­ tere Außenverzahnung 8 mit einer Verstellbuchse 9 ver­ bunden ist.

Eine in der Fig. 1 nur teilweise dargestellte Noc­ kenwelle 10 ist mit einer koaxial zur Nockenwellen­ längsachse verlaufenden zentralen Bohrung 11 versehen. Die Bohrung 11 ist als Gewindebohrung ausgebildet, in die eine zentral gelegene Schraube 12 mit einem hohlen Schraubenschaft 13 und einem Schraubenkopf 14 einge­ schraubt ist. An der der Nockenwelle 10 abgewandten Seite ist die Zentralschraube 12 mit ihrem Schrauben­ schaft 13 einstückig mit einem Deckel 46 zur dichten­ den Verschließung der Vorrichtung ausgebildet.

Die Zentralschraube 12 weist eine Bohrung 16 auf, in der ein Steuerkolben 17 verschiebbar ist. Der Steuer­ kolben 17 ist durch eine in einer Stufenbohrung mit geringem Durchmesser angeordnete Feder 18 vorgespannt.

Auf der von der Nockenwelle 10 abgewandten Seite ist der Steuerkolben 17 mit einem Betätigungsstift 19 ver­ sehen, auf dem ein Anker 20 befestigt ist. Der Anker 20 arbeitet mit einem maschinenfesten Elektromagneten 21 zusammen, der durch Schrauben 22 in seine Lage po­ sitioniert wird.

Über einen nicht dargestellten Anschluß ist der Elek­ tromagnet 21 mit einem ebenfalls nicht dargestellten Steuergerät elektrisch verbunden. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung an den Elektromagneten 21 durch das Steuergerät wird der rotierende Anker 20 in Rich­ tung des Elektromagneten 21 bewegt und bringt dadurch den fest mit ihm verbundenen Steuerkolben 17 gegen die Kraft der Feder 18 aus seiner Grundstellung nach rechts in die Arbeitsstellung, wobei eine Steuerkante 43 geöffnet und eine Rücklaufsteuerkante 44 geschlos­ sen wird. Durch diese Bewegung wird eine Verbindung von einer Pumpe über eine Bohrung 23 in der Nocken­ welle 10, über eine weitere Axialbohrung 24 in der Verstellbuchse 9, über in der Verstellbuchse 9 mit einer ellipsenförmigen Bohrform gebildete sichel­ förmige Druckräume 27 und 28, über vier Radial­ bohrungen 42 in der Zentralschraube 12, über eine Radialbohrung 26, über einen umlaufenden Kanal 25 und über die Ölbohrung 5 mit einem Kolbenraum 30 des Stellkolbens 6 geschaffen.

Die Rückstellung des Stellkolbens 6 in die Grundstellung wird durch die Rückstellkraft einer Rückstellfeder 31 erreicht. Ausgleichsbohrungen 32 sorgen dafür, daß sich in dem Raum, in dem die Feder angeordnet ist, kein Druck aufbaut bzw. ein Druckausgleich hergestellt wird. Der Druckmittelablauf aus dem Kolbenraum 30 erfolgt über eine Steuerkante 44, einen Ölkanal 29 und über Bohrungen 45, die in dem Deckel 46 angeordnet sind, zum Tank.

Bei der Verstellung des Stellkolbens 6 aus der Grund­ stellung in die Arbeitsstellung erfolgt aufgrund der Schrägverzahnungen 2, 4 und 7, 8 eine Winkelverstellung der Nockenwelle 10. Da diese Funktion und die Verstel­ lung allgemein bekannt sind, wird an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen.

Die Anordnung von insgesamt vier Radialbohrungen 42 ist notwendig, um sicher­ zustellen, daß ein Ölfluß nach dem Einschrauben der Zentralschraube 12 in die Nockenwelle 10 gegeben ist, da die genaue Endstellung der Zentralschraube 12 auf­ grund ihres Gewindes nicht festliegt. Durch die vier Radialbohrungen 42 ist auf jeden Fall sichergestellt, daß Öl von dem Ölraum 28 über eine der beiden unteren Radialbohrungen in den Innenraum und von da aus über die beiden oberen Radialbohrungen in den Ölraum 27 zur Weiterleitung gelangen kann.

In der Frühstellung der Nockenwelle erfolgt die Wegbe­ grenzung durch einen Axialanschlag 36 des Stellkolbens 6 an der Verstellbuchse 9.

Wie aus der Fig. 1 weiter ersichtlich ist, sind die Antriebshülse 3, der Stellkolben 6 und die Verstell­ buchse 9 zwischen dem Schraubenkopf 14 und der Stirn­ seite oder einem stirnseitigen Anschlag der Nockenwel­ le 10 positioniert.

Wie weiterhin aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Anker 20 auf seiner von der Nockenwelle 10 abgewandten Stirnseite mit einer zentralen Einstellbohrung 37 ver­ sehen. Ein nicht magnetisches Abdeckblech als Deckel 38 des Elektromagneten 21 ist ebenfalls mit einer mit der Bohrung 37 fluchtenden Bohrung versehen. Bei der Montage wird zur Positionierung und zur exakten Zen­ trierung des Magneten 21 zum Anker 20 in die Bohrung des Deckels 38 und des Ankers 20 ein Montagestift 39, der an einem Rändelhalter 40 angeordnet ist, einge­ führt. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Aufgrund der konzentrischen Bohrung 37 kann damit der Magnet 21 exakt positioniert und durch die Schrauben 22 befestigt werden. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß man einen sehr engen Luftspalt zwischen dem Anker 20 und dem Magneten 21 einstellen kann, wodurch bei Beibehal­ tung einer gewünschten Magnetkraft eine deutliche Ver­ ringerung der Magnetgröße und damit eine Bauraumredu­ zierung und Kostenersparnis eintritt. Nach dieser Mon­ tagehilfe durch den Montagestift 39 wird dieser nach einem Festschrauben des Magneten 21 entfernt und das verbleibende Loch in dem Deckel 38 wird mit einem Kunst­ stoffpfropfen 41 (siehe Fig. 1) verschlossen.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur relativen Winkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber der diese antreibenden Kur­ belwelle einer Brennkraftmaschine, mit einer am antriebsseitigen Ende der Nockenwelle drehfest an­ geordneten Verstellbuchse (9), mit einer die Ver­ stellbuchse (9) umgebenden Antriebshülse (3), die mit einem Antriebszahnrad (1) verbunden ist, fer­ ner mit einem zwischen der Antriebshülse (3) und der Verstellbuchse (9) verschiebbar angeordneten Stellkolben (6) zur Relativverstellung von Ver­ stellbuchse (9) und Nockenwelle (10) gegenüber Antriebshülse (3) und Antriebszahnrad (1) mittels eines Druckmittels (in 24, 26, 30), mit einem Steuerkolben (17) zur Betätigung des Stellkolbens (6) in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, und mit einer Schraubver­ bindung (12) zur Befestigung von mindestens der Verstellbuchse (9) und der Antriebshülse (3) an der Nockenwelle (10), wobei die Schraubverbindung eine Schraube (12) mit einem hohlen Schaft (13) aufweist, die (12) in eine koaxial zur Nocken­ wellenlängsachse angeordnete Gewindebohrung (11) in der Nockenwelle (10) einschraubbar ist, und wobei der Steuerkolben (17) in einer Bohrung (16) des Schraubenschaftes (13) verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenschaft (13) einstückig mit einem an der der Nockenwelle (10) abgewandten Seite angebrachten Deckel (46) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Deckel (46) Bohrungen (45) für einen Rück­ lauf von Öl zu einem Tank angeordnet sind.