EP2539553B1 - Nockenwellenverstellvorrichtung - Google Patents

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EP2539553B1
EP2539553B1 EP11701504.0A EP11701504A EP2539553B1 EP 2539553 B1 EP2539553 B1 EP 2539553B1 EP 11701504 A EP11701504 A EP 11701504A EP 2539553 B1 EP2539553 B1 EP 2539553B1
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EP
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actuator
adjusting apparatus
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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    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F01L2001/34433—Location oil control valves
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    • Y10T403/70—Interfitted members
    • Y10T403/7005—Lugged member, rotary engagement
    • 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 element 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 volume flows of the pressure fluid to the camshaft adjuster are changed.
  • a screwless attachment of the actuator on the housing element is in the edge in the DE 102 52 431 A1 mentioned.
  • a bayonet connection can be used to set the actuator on the housing element.
  • the actuator which is to be mounted concentrically with the axis of the camshaft adjuster, is mounted by a rotary movement after being inserted into a corresponding grip portion of the bayonet connection.
  • the present invention is therefore the object of a camshaft adjusting device of the type mentioned in such a way that the mentioned disadvantage can be avoided. Accordingly, an embodiment be proposed, by which the assembly of the actuator on the camshaft adjuster are simplified, that can be done easier.
  • the solution of this problem by the invention is characterized in that the actuator has on its side remote from the camshaft adjusting device outside a handle portion with the axis not rotationally symmetrical shape.
  • 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 handle 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 camshaft adjusting device 1 sketched, 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 executed here according to the design with central magnet and central valve for the adjustment, as shown in the DE 102 52 431 A1 the applicant is described; 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 stationary structure of the engine (eg, in the chain case cover) coaxial with the camshaft. Via an electrical connector 9 11 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.
  • a bayonet closure gas cap closure
  • the fastening means 3 with which the actuator 2 is fixed to the housing element 4 is designed as a screw-free connecting means.
  • cut-out regions 3 can be seen, which are designed for fitting into corresponding radially outwardly extending projections (not shown) on the housing element 4; by turning the actuator 2 about the axis 5 (s. Fig. 2 ), the bayonet closure is closed and the actuator 2 is fixed to the housing element 4.
  • a handle portion 7 with the axis. 5 has not rotationally symmetrical shape, as in particular in the Figures 3 and 5 can be seen.
  • the outer side 6 of the actuator 2 is not rotationally symmetrical (apart from the electrical connector 9, but anyway not suitable 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 installer 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.
  • FIGS. 3 to 7 is the actuator 2 as a separate component in different views to see (in Fig. 3 : the front in perspective view; in Fig. 4 : the back in perspective view; 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 behind; in Fig. 7 : the side view).
  • the formation of the grip 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.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

    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 Verstellvorrichtung 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 Druckfluids zum Nockenwellenversteller verändert.
  • Die Befestigung des Aktuators des Nockenwellenverstellers an dem Gehäuseelement 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 Aufgabe zugrunde, eine Nockenwellenverstellvorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass der genannte Nachteil vermieden werden kann. Demgemäß soll eine Ausgestaltung vorgeschlagen werden, durch die die Montage des Aktuators am Nockenwellenversteller vereinfacht werden, d. h. leichter erfolgen kann.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Lösung 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 Griffabschnitt 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 Nockenwellenverstellers, 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 Nockenwellenverstellsystem 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 11 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 magnetische 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 Nockenwellenverstellvorrichtung 1 erfolgt vorliegend über einen Bajonettverschluss ("Tankdeckelverschluss"), 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 rotationssymmetrisch 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
    • 1
    Nockenwellenverstellvorrichtung
    2
    Aktuator
    3
    Befestigungsmittel
    4
    Gehäuseelement
    5
    Achse
    6
    Außenseite
    7
    Griffabschnitt
    8
    Gehäuseelement
    9
    elektrischer Stecker
    10
    Flansch
    11
    Spule
    12
    Joch
    13
    Jochplatte
    14
    Magnetgehäuse
    15
    Polkern
    16
    Magnetanker
    17
    Druckstift

Claims (10)

  1. 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, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) an seiner von der Nockenwellenverstellvorrichtung (1) abgewandten Außenseite (6) einen Griffabschnitt (7) mit zur Achse (5) nicht rotationssymmetrischer Gestalt aufweist.
  2. Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (3) als schraubenfreies Befestigungselement ausgebildet ist.
  3. Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (3) als Bajonettverschluss ausgebildet ist.
  4. Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) eine mehreckige Kontur aufweist.
  5. Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreckige Kontur um die Achse (5) herum angeordnet ist.
  6. Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) eine vier-, fünf-, sechs-, sieben- oder achteckige Kontur aufweist.
  7. Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) eine flügelartige Struktur mit zwei Griffabschnitten aufweist.
  8. Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffabschnitt (7) ein Paar Knaufe mit zwei Griffabschnitten aufweist.
  9. 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 EP2539553A1 (de) 2013-01-02
EP2539553B1 true EP2539553B1 (de) 2017-04-19

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ID=43602745

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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)
WO (1) WO2011104057A1 (de)

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