EP2539553A1 - Nockenwellenverstellvorrichtung - Google Patents

Nockenwellenverstellvorrichtung

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EP2539553A1
EP2539553A1 EP11701504A EP11701504A EP2539553A1 EP 2539553 A1 EP2539553 A1 EP 2539553A1 EP 11701504 A EP11701504 A EP 11701504A EP 11701504 A EP11701504 A EP 11701504A EP 2539553 A1 EP2539553 A1 EP 2539553A1
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EP
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adjusting device
actuator
camshaft adjusting
camshaft
axis
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Jens Hoppe
Markus Kinscher
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • Y10T403/7007—Bayonet joint

Definitions

  • the invention relates to a camshaft adjusting device for changing the relative angular position of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine, wherein the camshaft adjusting device comprises an actuator for actuating a hydraulic valve, wherein the actuator is fastened by means of a fastening means to a housing member and wherein the actuator has an axis which is in the mounted state of the actuator concentric with an axis of the camshaft adjusting device.
  • Camshaft adjusters of this type are used to change the relative angular position of the camshaft relative to the crankshaft of an internal combustion engine.
  • the adjusting device comprises a driven by the crankshaft via a gear drive element which is rotatably mounted relative to the camshaft, wherein between the drive element and the camshaft at least two hydraulic chambers are formed, which are acted upon by a pressurized fluid to a defined relative rotational position between the drive element and adjust the camshaft.
  • the control of the pressurized fluid takes place with hydraulic valves.
  • an actuator in the form of a central magnet is mounted via a flange, separate from the associated hydraulics, in a stationary structure of the motor (housing element, eg the chain case cover) coaxial with the camshaft.
  • a plug is used to conduct electricity to a coil in the electromagnet.
  • the induced magnetic field is over a Soft iron circle, which consists of yoke, yoke plate, magnet housing and pole core, transferred to a movably mounted magnet armature. It exerts a magnetic force on the armature in the direction of gap reduction via a working air gap between the pole core and the armature. This magnetic force is transmitted via a pressure pin on a piston of the central valve. Due to the displacement of the piston, the volumetric flows of the pressure fluid to the camshaft adjuster are changed.
  • a screwless attachment of the actuator to the housing element is also known.
  • a bayonet connection can be used to set the actuator on the housing element.
  • the actuator which is to be mounted concentrically to the axis of the camshaft adjuster, mounted by a rotary movement, after it is inserted into a corresponding grip portion of the bayonet connection.
  • the present invention is therefore based on the object, a cam shaft adjustment device of the type mentioned in such a way that the mentioned disadvantage can be avoided. Accordingly, an embodiment proposed, by which the assembly of the actuator on the camshaft adjuster can be simplified, that can be done easily.
  • the object of this invention is characterized in that the actuator has on its outer side facing away from the camshaft adjusting device a grip section with a shape which is not rotationally symmetrical with respect to the axis.
  • the fastening means is preferably designed as a screw-free fastener; In particular, this is intended to a bayonet lock as a fastener.
  • the grip portion may have a polygonal contour. This polygonal contour is preferably arranged around the axis.
  • the grip portion is particularly preferably provided with a four-, five-, six-, seven- or octagonal contour.
  • the handle portion may alternatively have a wing-like structure with two grip portions.
  • the handle portion may comprise a pair of pommel with two grip portions.
  • the outside of the actuator together with the handle portion is preferably formed by an injection-molded housing element.
  • an electrical connector can be integrated.
  • the proposed solution makes it much easier for a fitter to attach the actuator to the phaser housing.
  • manually applied torque can be generated much easier by the proposed handle section.
  • the mentioned grip Section on the outside of the actuator in the form of a polygonal contour can also be designed alternatively as a wing or as a knob pair.
  • the decisive factor is the ability to apply a pair of forces on the palm, the fingers and the thumb on the outside of the actuator.
  • FIG. 1 is a perspective view of the end portion of a camshaft adjuster, in which an actuator for actuating a hydraulic valve is mounted,
  • FIG. 2 shows the actuator in radial section,
  • FIG. 3 shows the actuator in a perspective view, seen from a first direction
  • FIG. 4 shows the actuator in a perspective view, seen from a second direction
  • Fig. 5 shows the actuator in the front view
  • Fig. 6 shows the actuator in rear view
  • Fig. 7 shows the actuator in the side view.
  • a camshaft adjusting device 1 is outlined, of which only a part can be seen, namely the one axial end portion.
  • an actuator 2 is arranged, which serves to adjust a hydraulic valve.
  • the camshaft adjusting device 1 is thus designed according to the design with central magnet and central valve for the adjustment, as described in DE 102 52 431 A1 of the applicant; This document is expressly referred to.
  • the actuator 2 is fixed to a housing element 4 of the camshaft adjusting device 1.
  • a magnet is mounted via a flange 10, separate from the associated hydraulics, in a fixed structure of the engine (eg, in the chainbox cover) coaxial with the camshaft.
  • a fixed structure of the engine eg, in the chainbox cover
  • an electrical connector 9 1 1 current is introduced into a coil.
  • the magnetic field induced in this case is transmitted via a soft iron circle, which consists of yoke 12, yoke plate 13, magnet housing 14 and pole core 15, to the magnetically mounted armature 16.
  • the magnetic field exerts a magnetic force on the magnet armature 16 in the direction of the gap reduction via a working air gap between the pole core 15 and the magnet armature 16.
  • This magnetic force is transmitted via a pressure pin 17 to the piston of a (not shown) hydraulic central valve.
  • the displacement of the piston changes the hydraulic volume flows in the camshaft adjuster and thus rotates the camshaft relative to the crankshaft in a known manner.
  • the fastening of the actuator 2 to the housing element 4 of the camshaft adjusting device 1 takes place here via a bayonet closure ("tank cover closure"), ie the fastening means 3, with which the actuator 2 is fastened to the housing element 4, is designed as a screw-free connecting means
  • cut-out regions 3 can be seen, which are designed to be placed in corresponding radially outwardly extending projections (not shown) on the housing element 4, by twisting the actuator 2 about the axis 5 (see Fig. 2) the bayonet closure closed and the actuator 2 so fixed to the housing element 4.
  • the fitter can easily apply the torque required for this purpose manually to the actuator 2 during the process of fixing the actuator 2 on the housing element 4, it is provided that the actuator 2 on its side facing away from the camshaft adjusting device 1 outside 6 a handle portion 7 with the axis. 5 not rotationally symmetrical shape, as can be seen in particular in Figures 3 and 5.
  • the outer side 6 of the actuator 2 is not rotationally symmetrical (apart from the electrical connector 9, which, however, is not suitable anyway for applying a torque), but provided with a grippy contour.
  • the handle portion 7 is provided with an octagonal contour, so that find the thumb and fingers of the hand of the fitter approach surfaces to rotate the actuator 2 during assembly about the axis 5, in which case the hand of the fitter a good Hand finds so that she can not slip.
  • the actuator 2 is seen as a separate component in different views (in Fig. 3: the front in perspective; in Fig. 4: the back in perspective; in Fig. 5: the view in the axial direction 5 seen from the front, in Fig. 6: the view in the axial direction 5 seen from the rear, in Fig. 7: the side view).
  • the formation of the handle portion 7 is particularly well recognized as an octagonal contour.
  • a housing member 8 of the actuator 2 is designed as a completely overmolded component, in which the plug 9 or at least its approach is integrated.
  • the handle portion 7 is formed accordingly with. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung (1) zur Veränderung der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wobei die Nockenwellenverstellvorrichtung (1) einen Aktuator (2) zur Betätigung eines hydraulischen Ventils umfasst, wobei der Aktuator (2) mittels eines Befestigungsmittels (3) an einem Gehäuseelement (4) befestigt ist und wobei der Aktuator (2) eine Achse (5) aufweist, die im montierten Zustand des Aktuators (2) konzentrisch mit einer Achse der Nockenwellenverstellvorrichtung (1) ist. Um die Montage des Aktuators am Nockenwellenversteller zu vereinfachen, sieht die Erfindung vor, dass der Aktuator (2) an seiner von der Nockenwellenverstellvorrichtung (1) abgewandten Außenseite (6) einen Griffabschnitt (7) mit zur Achse (5) nicht rotationssymmetrischer Gestalt aufweist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Nockenwellenverstellvorrichtung Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung zur Veränderung der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wobei die Nockenwellenverstellvorrichtung einen Aktuator zur Betätigung eines hydraulischen Ventils umfasst, wobei der Aktuator mittels eines Befestigungsmittels an einem Gehäuseelement befestigt ist und wobei der Aktuator eine Achse aufweist, die im montierten Zustand des Aktuators konzentrisch mit einer Achse der Nockenwellenverstellvorrichtung ist.
Hintergrund der Erfindung
Nockenwellenversteller dieser Gattung dienen zur Veränderung der relativen Winkellage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Dabei umfasst die Versteilvorrichtung ein von der Kurbelwelle über ein Zahnrad angetriebenes Antriebselement, das gegenüber der Nockenwelle drehbar gelagert ist, wobei zwischen dem Antriebselement und der Nockenwelle mindestens zwei Hydraulikkammern ausgebildet sind, die mit einem Druckfluid beaufschlagbar sind, um eine definierte relative Drehstellung zwischen dem Antriebselement und der Nockenwelle einzustellen.
Die Steuerung des Druckfluids erfolgt dabei mit hydraulischen Ventilen. Bei Zentralventilsystemen wird ein Aktuator in Form eines Zentralmagnets über einen Flansch, getrennt von der zugehörigen Hydraulik, in eine ortsfeste Struktur des Motors (Gehäuseelement, z. B. die Kettenkastenabdeckung) koaxial zur Nockenwelle montiert. Über einen Stecker wird in eine Spule des Elektromagneten Strom geleitet. Das hierbei induzierte magnetische Feld wird über einen Weicheisenkreis, der aus Joch, Jochplatte, Magnetgehäuse und Polkern besteht, auf einen beweglich gelagerten Magnetanker übertragen. Es übt über einen Arbeitsluftspalt zwischen dem Polkern und dem Anker eine magnetische Kraft auf den Anker in Richtung Spaltverringerung aus. Diese magnetische Kraft wird über einen Druckstift auf einen Kolben des Zentralventils übertragen. Durch die Verschiebung des Kolbens werden die Volumenströme des Druckflu- ids zum Nockenwellenversteller verändert.
Die Befestigung des Aktuators des Nockenwellenverstellers an dem Gehäuse- element erfolgt im Stand der Technik zumeist mittels einer Schraubverbindung. Derartige Lösungen sind beispielsweise in der DE 102 11 467 A1 , in der DE 10 2007 019 923 A1 und in DE 10 2006 031 517 A1 offenbart.
Bekannt geworden ist auch eine schraubenlose Befestigung des Aktuators am Gehäuseelement, wie es am Rande in der DE 102 52 431 A1 erwähnt wird. Dabei kann eine Bajonettverbindung eingesetzt werden, um den Aktuator am Gehäuseelement festzulegen. In diesem Falle wird der Aktuator, der konzentrisch zur Achse des Nockenwellenverstellers zu montieren ist, durch eine Drehbewegung montiert, nachdem er in einen entsprechenden Griffabschnitt der Bajonettverbindung eingesetzt ist.
Nachteilig ist bei dieser Vorgehensweise, dass es mitunter für den Monteur schwierig ist, der Dreh- bzw. Schwenkbewegung auszuführen, da dies mit einem gewissen, nicht unerheblichen Drehmoment erfolgen muss, was sich durch die Forderung nach einem festen Sitz des Aktuators im montierten Zustand und die hierfür benötigten Passungstoleranzen zwischen Aktuator und Gehäuseelement ergibt.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, eine Nocken- wellenverstellvorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass der genannte Nachteil vermieden werden kann. Demgemäß soll eine Ausgestal- tung vorgeschlagen werden, durch die die Montage des Aktuators am Nocken- wellenversteller vereinfacht werden, d. h. leichter erfolgen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator an seiner von der Nockenwellenverstellvorrichtung abgewandten Außenseite einen Griffabschnitt mit zur Achse nicht rotationssymmetrischer Gestalt aufweist.
Das Befestigungsmittel ist dabei bevorzugt als schraubenfreies Befestigungselement ausgebildet; insbesondere ist hierbei an einen Bajonettverschluss als Befestigungsmittel gedacht. Der Griffabschnitt kann eine mehreckige Kontur aufweisen. Diese mehreckige Kontur ist dabei bevorzugt um die Achse herum angeordnet. Der Griffabschnitt ist besonders bevorzugt mit einer vier-, fünf-, sechs-, sieben- oder achteckigen Kontur versehen. Der Griffabschnitt kann alternativ auch eine flügelartige Struktur mit zwei Griffabschnitten aufweisen.
Weiterhin kann der Griffabschnitt ein Paar Knaufe mit zwei Griffabschnitten aufweisen.
Die Außenseite des Aktuators samt Griffabschnitt wird bevorzugt von einem spritzgegossenen Gehäuseelement gebildet. In das Gehäuseelement kann ein elektrischer Stecker integriert sein. Durch die vorgeschlagene Lösung wird es für einen Monteur sehr viel einfacher, den Aktuator am Nockenwellenverstellergehäuse zu befestigen. Das hierfür benötigte, händisch aufzubringende Drehmoment kann durch den vorgeschlagenen Griffabschnitt sehr viel leichter erzeugt werden. Der erwähnte Griff- abschnitt an der Außenseite des Aktuators in Form einer Mehrkantkontur kann auch alternativ als Flügel oder als Knaufpaar ausgeführt sein. Entscheidend ist die Möglichkeit, ein Kräftepaar über die Handfläche, die Finger und den Daumen auf die Außenseite des Aktuators aufzubringen.
Kurze Beschreibung der Figuren
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung den Endbereich eines Nockenwel- lenverstellers, in dem ein Aktuator zur Betätigung eines hydraulischen Ventils montiert ist, Fig. 2 den Aktuator im Radialschnitt,
Fig. 3 den Aktuator in perspektivischer Ansicht, von einer ersten Richtung aus gesehen, Fig. 4 den Aktuator in perspektivischer Ansicht, von einer zweiten Richtung aus gesehen,
Fig. 5 den Aktuator in der Ansicht von vorne, Fig. 6 den Aktuator in Ansicht von hinten und
Fig. 7 den Aktuator in der Seitenansicht.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
In Fig. 1 ist eine Nockenwellenverstellvorrichtung 1 skizziert, wobei von dieser nur ein Teil zu sehen ist, nämlich der eine axiale Endbereich. In diesem ist ein Aktuator 2 angeordnet, der zur Verstellung eines hydraulischen Ventils dient. Die Nockenwellenverstellvorrichtung 1 ist hier also gemäß der Bauart mit Zentralmagnet und Zentralventil für die Verstellung ausgeführt, wie sie in der DE 102 52 431 A1 der Anmelderin beschrieben ist; auf dieses Dokument wird ausdrücklich Bezug genommen. Der Aktuator 2 ist an einem Gehäuseelement 4 der Nockenwellenverstellvorrichtung 1 befestigt.
Details hierzu gehen aus Fig. 2 hervor. Bei der hier zu erkennenden Zentralventil-Anwendung für das Nockenwellenverstellsystenn wird ein Magnet über einen Flansch 10 getrennt von der zugehörigen Hydraulik in eine ortsfeste Struktur des Motors (z. B. in die Kettenkastenabdeckung) koaxial zur Nockenwelle montiert. Über einen elektrischen Stecker 9 wird in eine Spule 1 1 Strom eingeleitet. Das hierbei induzierte magnetische Feld wird über einen Weicheisenkreis, der aus Joch 12, Jochplatte 13, Magnetgehäuse 14 und Polkern 15 besteht, auf den beweglich gelagerten Magnetanker 16 übertragen. Das mag- netische Feld übt über einen Arbeitsluftspalt zwischen dem Polkern 15 und dem Magnetanker 16 eine magnetische Kraft auf den Magnetanker 16 in Richtung der Spaltverringerung aus. Diese magnetische Kraft wird über einen Druckstift 17 auf den Kolben eines (nicht dargestellten) hydraulischen Zentralventils übertragen.
Durch die Verschiebung des Kolbens werden die hydraulischen Volumenströme im Nockenwellenversteller verändert und so die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle in bekannter Weise verdreht. Die Befestigung des Aktuators 2 am Gehäuseelement 4 der Nockenwellenver- stellvorrichtung 1 erfolgt vorliegend über einen Bajonettverschluss („Tankde- ckelverschluss"), d. h. das Befestigungsmittel 3, mit dem der Aktuator 2 am Gehäuseelement 4 festgelegt wird, ist als schraubenfreies Verbindungsmittel ausgebildet. In Fig. 1 sind hierzu ausgeschnittene Bereiche 3 zu erkennen, die zum Ansetzen in entsprechende sich radial nach außen erstreckende (nicht dargestellte) Vorsprünge am Gehäuseelement 4 ausgebildet sind; durch Verdrehen des Aktuators 2 um die Achse 5 (s. Fig. 2) wird der Bajonettverschluss geschlossen und der Aktuator 2 so am Gehäuseelement 4 fixiert. Damit der Monteur beim Vorgang des Festlegens des Aktuators 2 am Gehäuseelement 4 das hierfür benötigte Drehmoment per Hand problemlos auf den Aktuator 2 aufbringen kann, ist vorgesehen, dass der Aktuator 2 an seiner von der Nockenwellenverstellvorrichtung 1 abgewandten Außenseite 6 einen Griffabschnitt 7 mit zur Achse 5 nicht rotationssymmetrischer Gestalt aufweist, wie dies insbesondere in den Figuren 3 und 5 zu erkennen ist.
Demgemäß ist also die Außenseite 6 des Aktuators 2 nicht rotationssymmet- risch ausgeführt (abgesehen vom elektrischen Stecker 9, der sich aber ohnehin nicht zum Aufbringen eines Drehmoments eignet), sondern mit einer griffigen Kontur versehen.
Im Ausführungsbeispiel ist der Griffabschnitt 7 mit einer achteckiger Kontur versehen, so dass sich für den Daumen und die Finger der Hand des Monteurs Ansatzflächen finden, um den Aktuator 2 bei der Montage um die Achse 5 zu drehen, wobei hierbei die Hand des Monteurs einen guten Hand findet, so dass sie nicht abrutschen kann. In den Figuren 3 bis 7 ist der Aktuator 2 als separates Bauteil in verschiedenen Ansichten zu sehen (in Fig. 3: die Vorderseite in perspektivischer Darstellung; in Fig. 4: die Rückseite in perspektivischer Darstellung; in Fig. 5: die Ansicht in Achsrichtung 5 gesehen von vorne; in Fig. 6: die Ansicht in Achsrichtung 5 gesehen von hinten; in Fig. 7: die Seitenansicht). In den Figuren 3 und 5 ist die Ausbildung des Griffabschnitts 7 als achteckige Kontur besonders gut zu erkennen.
Bevorzugt ist ein Gehäuseelement 8 des Aktuators 2 als komplett-umspritztes Bauteil ausgeführt, in das auch der Stecker 9 oder zumindest sein Ansatz mit integriert ist. Beim Spritzgießen des Gehäuseelements 8 wird der Griffabschnitt 7 entsprechend mit ausgeformt. Bezugszeichenliste
I Nockenwellenverstellvornchtung
2 Aktuator
3 Befestigungsmittel
4 Gehäuseelement
5 Achse
6 Außenseite
7 Griffabschnitt
8 Gehäuseelement
9 elektrischer Stecker
10 Flansch
I I Spule
12 Joch
13 Jochplatte
14 Magnetgehäuse
15 Pol kern
16 Magnetanker
17 Druckstift

Claims

Patentansprüche
Nockenwellenverstellvorrichtung (1 ) zur Veränderung der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brenn- kraftmaschine, wobei die Nockenwellenverstellvorrichtung (1 ) einen Aktuator (2) zur Betätigung eines hydraulischen Ventils umfasst, wobei der Aktuator (2) mittels eines Befestigungsmittels (3) an einem Gehäuseelement (4) befestigt ist und wobei der Aktuator (2) eine Achse (5) aufweist, die im montierten Zustand des Aktuators (2) konzentrisch mit einer Achse der Nockenwellenverstellvorrichtung (1 ) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) an seiner von der Nockenwellen- verstellvorrichtung (1 ) abgewandten Außenseite (6) einen Griffabschnitt (7) mit zur Achse (5) nicht rotationssymmetrischer Gestalt aufweist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (3) als schraubenfreies Befestigungselement ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (3) als Bajonettverschluss ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) eine mehreckige Kontur aufweist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreckige Kontur um die Achse (5) herum angeordnet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) eine vier-, fünf-, sechs-, sieben- oder achteckige Kontur aufweist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Griff abschnitt (7) eine flügelartige Struktur mit zwei Griffabschnitten aufweist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) ein Paar Knaufe mit zwei Griffabschnitten aufweist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (6) des Aktuators (2) samt Griffabschnitt (7) von einem spritzgegossenen Gehäuseelement (8) gebildet wird.
10. Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuseelement (8) ein elektrischer Stecker (9) integriert ist.
EP11701504.0A 2010-02-23 2011-01-25 Nockenwellenverstellvorrichtung Not-in-force EP2539553B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010008931A DE102010008931A1 (de) 2010-02-23 2010-02-23 Nockenwellenverstellvorrichtung
PCT/EP2011/050975 WO2011104057A1 (de) 2010-02-23 2011-01-25 Nockenwellenverstellvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2539553A1 true EP2539553A1 (de) 2013-01-02
EP2539553B1 EP2539553B1 (de) 2017-04-19

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11701504.0A Not-in-force EP2539553B1 (de) 2010-02-23 2011-01-25 Nockenwellenverstellvorrichtung

Country Status (5)

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US (1) US8991343B2 (de)
EP (1) EP2539553B1 (de)
CN (1) CN102762823B (de)
DE (1) DE102010008931A1 (de)
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