WO2015193298A1 - Schwenkmotorversteller für eine nockenwelle - Google Patents

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WO2015193298A1
WO2015193298A1 PCT/EP2015/063454 EP2015063454W WO2015193298A1 WO 2015193298 A1 WO2015193298 A1 WO 2015193298A1 EP 2015063454 W EP2015063454 W EP 2015063454W WO 2015193298 A1 WO2015193298 A1 WO 2015193298A1
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WO
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locking
rotor
stator
stop element
disc
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/063454
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English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Hentsch
Patrick Gautier
Original Assignee
Hilite Germany Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
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    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34456—Locking in only one position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34469—Lock movement parallel to camshaft axis

Definitions

  • the invention relates to a Schwenkmotorversteller for a camshaft according to the preamble of patent claim 1.
  • Swivel engine timing adjusters for internal combustion engine camshafts are well known.
  • a controllably adjustable latch bolt is slidably disposed in a bore in a rotor vane of the swing motor phaser to permit rotation of the rotor to the stator under certain operating conditions of the phaser and motor.
  • Bolt locking mechanism includes a compression spring for clamping an end of the bolt in a conventionally hardened seat, which in the
  • Pulley or in the sprocket of the Schwenkmotorverstellers is arranged so that the rotor is locked with respect to the fixed to the pulley or the sprocket stator.
  • the rotor may for example consist of aluminum, and a steel bushing is pressed and inserted at a certain axial point in the bore, so that the bolt can be guided.
  • Schwenkmotorverstellers takes place a so-called active setting, wherein the stator or the stator housing against a locking disc, in which the bolt is engageable, is rotated and thus a corresponding
  • Locking game is set.
  • the stator is doing so with the help of in Generally four to five screws positioned to the locking disc.
  • For positioning of the rotor during assembly of the stator is provided as a stop of the rotor.
  • the object of the present invention is to provide a Schwenkmotorversteller for a camshaft having improved reliability.
  • the Schwenkmotorversteller for a camshaft comprises a rotor and a stator, wherein the rotor against the stator about an axis of rotation of the Schwenkmotorverstellers is rotatable.
  • a wing of the rotor is positionable, wherein with the aid of the wing formed between the two webs intermediate space is divided into a first pressure chamber and a second pressure chamber.
  • a locking device is provided, which a spring-loaded locking bolt and a locking disc with a locking bore for at least partially receiving the stator and the rotor.
  • connecting pin for locking the stator with the rotor in an end position.
  • the locking bolt is received in one of the wings.
  • a locking clearance is formed between the locking bolt bearing wings and the adjacent web, so that the rotor relative to the stator slightly, in the order of the locking clearance is movable.
  • the stator is connected by means of connecting elements to the
  • the locking disc To set the locked end position, the locking disc on a stop element.
  • the locking clearance determines a functionally reliable operation of the
  • the crankshaft can be adjusted relative to the crankshaft. This adjustment serves to achieve the best possible operating points of the internal combustion engine. If the best possible operating points are set, the internal combustion engine can achieve high outputs with low fuel consumption, so that predefined exhaust gas standards can be achieved.
  • tolerance chain all production related diameter, length and angle tolerances as well as geometric tolerances, such as position tolerances of
  • the Verngelungsularity of Schwenkmotorverstellers invention has a stop pin. By using the stop pin, an active setting is no longer necessary, and the stator is eliminated from the tolerance chain, since all necessary tolerances are only in the locking disc.
  • the rotor is positioned coaxially on the locking disc, wherein a wing of the rotor is guided against the stop pin to the stop of the wing on the stop pin.
  • the rotor and the locking disc are held in this position by means of the locking device.
  • the locking bolt is positioned on the wing of the rotor, wherein the locking bolt is formed completely receivable in a receiving opening of the wing, so that even with an unlocking due to the complete inclusion of the locking bolt in the wing an unimpeded relative movement of the rotor relative to the stator is possible.
  • the locking disc has a locking bore for at least partially receiving the
  • Locking bolt on.
  • Locking disc is not movably connected.
  • stator is positioned coaxially with the rotor and the locking disc locked to the rotor and, by means of a connecting element, generally a screw, fixed to the locking disc, in other words, non-movably connected to the locking disc during operation.
  • the stop element is designed in the form of a pin. This serves for a simple production of the stop element, which is received in a form-fitting and / or cohesive manner on the locking disc.
  • the stop element is preferably made of a first material which is harder and / or impact resistant than a second material of which the stator and / or which is harder and / or impact resistant than a third material from which the
  • Locking disc is made. This leads to a reduction of wear of the stop pin and thus in addition to an improved operational safety of Schwenkmotorverstellers invention.
  • Stop pin which is positioned near the locking hole, limited in a first direction of rotation, for example. Counterclockwise, a twist angle of the rotor. In other words, this original stop pin represents a limit in a first end position. The further stop pin is positioned farther from the locking hole. However, with respect to the twisting, it places the second in the opposite direction to the first twisting
  • the two stop pins are positioned so that with respect to a wing, in particular the wing, softer the locking bolt, a
  • Vermanbegrenzung are.
  • the advantage of this embodiment is that ever one
  • Rotation can be adjusted based on the corresponding direction of rotation can, whereby a further improved reliability is realized, since depending on the direction of rotation slightly different torques act on the camshaft and thus different pressures in the hub bores.
  • the connecting element corresponds to a screw by means of which a drive wheel of
  • the assembly of the Schwenkmotorverstellers is simplified by the arrangement of the stop member in the region of the locking hole, in which the locking pin can be accommodated. If the stop element, for example, arranged in another wing of the rotor, a deposition of the rotor could occur from the stop on the stop pin out at a locking of the rotor with the locking disc upon insertion of the locking bolt in the locking hole. This Deposition réelle can still be so small considering however a summation of the
  • the stopper pin is preferably to be positioned in the region of the locking hole.
  • a radial distance of the stop element to a rotational axis of the rotor is greater than a radial distance of the locking bolt to the axis of rotation. This can ensure that a stop of the wing to the stop element has no deformation in the region of the lock result.
  • the stop element can be provided for adjusting a displacement angle of the rotor relative to the stator, whereby similar rotors or stators can be used for different applications with different adjustment angles.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a Schwenkmotorversteller according to the prior art
  • FIG. 2 is a perspective view of a locking disc of a
  • Fig. 5 in a front view of the Schwenkmotorverstellers gem. Fig. 3, and
  • Fig. 6 in a front view a detail of the invention
  • the Schwenkmotorversteller 1 has a cylindrical stator 2 which is rotatably connected to a non-illustrated drive wheel of the camshaft.
  • the drive wheel can be designed as a sprocket, via which a chain, not shown, is guided as a drive element. Likewise, that can
  • Drive wheel but also be a toothed belt, over which a drive belt is guided as a drive element.
  • a drive belt is guided as a drive element.
  • the drive wheel of the stator 2 is drivingly connected to the crankshaft.
  • the stator 2 has a cylindrical stator base 3, on which on its inside 4 radially inwardly extending webs 5 are formed at regular intervals, such that between each two adjacent webs 5, a gap 6 is formed.
  • a pressure medium generally a hydraulic fluid, introduced controlled by means of a hydraulic valve, not shown.
  • a wing 7 In the intermediate space 6 projecting a wing 7 is positioned, which is arranged on a rotor hub 8 of a rotor 9.
  • the number of gaps 6 corresponding to the rotor hub 8 a number of wings 7.
  • the rotor 9 has an axis of rotation 10. With the help of the wings 7 thus the gaps 6 are each in a first
  • Pressure chamber 1 1 and a second pressure chamber 12 divided. To reduce a pressure loss in the first pressure chamber 1 1 and the second
  • Outer shell surface 14 of the rotor hub 8 formed sealingly fitting.
  • the wings are 7 with their second end faces 15 sealingly on one of
  • the rotor 9 is rotatably connected to the camshaft of the internal combustion engine. In order to change the angular position between the camshaft and the crankshaft, the rotor 9 is rotated relative to the stator 2 about the axis of rotation 10, wherein the stator 2 is arranged coaxially with the rotor 9. For this purpose, depending on the selected direction of rotation, the pressure medium in the first pressure chamber 1 1 or in the second pressure chamber 12 is pressurized, while the second pressure chamber 12 and the first pressure chamber 1 1 is relieved. The discharge takes place with the help of a tank access, which is open for relief.
  • radial first hub bores 17 are pressurized by means of the hydraulic valve, which are distributed regularly over the circumference of the rotor hub 8.
  • radial second hub bores 18 are pressurized by means of the hydraulic valve, which are also distributed over the circumference of the rotor hub 8, said second hub bores 18 axially spaced from the first hub bores 17 are positioned.
  • a locking device 36 For locking the stator 2 and the rotor 9, a locking device 36 is provided.
  • the locking device 36 comprises a coaxial with the rotor 9 and stator 2 arranged locking disc 19 a
  • Locking bolt 23 The locking disk 19 is formed flush with a first rotor disk surface 20 of the rotor 9. At a second Rotor disk surface 21 of the rotor 9, which is remote from the first rotor disk surface 20 is a non-illustrated cover for
  • the lid is as
  • Plastic lid but can also be made of a metallic
  • Be made of a material.
  • the lid is pressed by means of a compression on an outer edge 22 of the locking disc 19.
  • Fig. 3 has a tooth rim-like outer edge 22, wherein the lid is inserted axially, thus in the direction of the axis of rotation 10, positionally accurate.
  • FIG. 4 shows the Schwenkmotorversteller 1 according to the invention in a first embodiment with the rotor 9 and the locking disc 19 of FIG. 2.
  • Fig. 5 the Schwenkmotorversteller 1 according to the invention in a second embodiment with the rotor 9, the stator 2 and Locking disc 19 acc. Fig. 3 shown.
  • a wing 7 'of the wings 7 carries the locking bolt 23.
  • This locking bolt 23 is accommodated axially displaceable along the axis of rotation 10 in a receiving opening 24 of the wing 7'.
  • the locking pin 23 is formed like a hollow cylinder and has a recorded inside the hollow cylinder not shown coil spring. The coil spring is supported on a support element 28, which the receiving opening 24 at the second
  • Rotor disc surface 21 closes, so that the axial displacement of the
  • Locking pin 23 is limited in the direction of the second rotor disc surface 21.
  • a second hub bore 18 'of the second hub bores 18 leads to a formed in the locking plate 19 loading channel 25.
  • Loading channel 25 is hydraulically connected to a in the Locking plate 19 designed locking bore 26 into which the locking pin 23 can be inserted for locking. Furthermore, the locking disc 19 has a discharge channel 27, which in the
  • Locking disc 19 hydraulically separated from the loading channel 25 and the locking hole 26 is configured.
  • the loading channel 25, the locking bore 26 and the discharge channel 27 are not completely penetrating the locking disc. That is, the loading channel 25, the locking hole 26 and the discharge channel 27, the Verrieglungsusion 19 are formed in its axial extent not completely breaking through, wherein the loading channel 25, the
  • Locking hole 26 and the discharge channel 27 facing the rotor 9 is opened and are designed to be closed in their axial extent in the direction of the axis of rotation 10 of the rotor 9 closed.
  • the loading channel 25 and the discharge channel 27 are groove-like introduced into the locking disc 19, wherein the locking bore 26 bore-like in the
  • the locking pin 23 has a not shown
  • Locking bolt 23 is executed. This bolt bottom is the
  • the annular pressure-engaging surface is in the form of a step of the shell, in other words, the shell has a first diameter over a first axial extent and a second diameter smaller than the first diameter over a second axial extent , Due to the different diameters, a transition which is embodied between a first lateral surface of the jacket formed on the basis of the first diameter and a second lateral surface of the jacket formed on the basis of the second diameter is configured in the form of a step.
  • the Receiving opening 24 is also designed corresponding to the jacket stepped.
  • the further pressure application surface is pressurizable, wherein a direction of action of the pressurization corresponds to a direction of action of the pressurization of the bolt bottom. That is, both pressure application surfaces are pressurizable against a spring force of the coil spring. So with a
  • a pressure compensation can be made, the support element has at least one compensation opening, so that in a space formed between the locking pin 23 and the support member 28 space can be made a pressure equalization. Since that with drive wheel for
  • the drive wheel is fixedly connected to the webs 5 by means of screws 29.
  • the discharge channel 27 designed in the locking disk 19 is hydraulically connected to a supply groove 35 formed in the wing 7 '.
  • the discharge channel 27 is arcuate and leads from the web 5 associated with the locking until shortly before a second pressure attack side surface of the wing 7'.
  • the wing covers 7 'the discharge channel 27 from the direction of the first pressure chamber 1 1, whereas the discharge channel 27 from the side second Druckkannnner 12 is pressurizable. Without pressurization of the locking pin 23 is mounted in the locking bore 26.
  • the discharge channel 27 is formed over a relatively large angle section. This ensures that the locking pin 23 is then pressurized via the discharge channel 27 from the first end position associated Druckkannnner when the rotor 9 is in a central position between the first end position and a second end position.
  • the locking bore 26 has a bevel 30 on its end facing the first rotor disk surface 20, over its circumference.
  • the chamfer 30 is such that a large diameter of the chamfer 30 at the end of the
  • Locking hole 26 is formed and the chamfer 30 tapers in the axial direction starting from the end of the locking bore 26.
  • a constant diameter corresponding to the smallest diameter of the chamfer 30 is configured over a relatively short axial extent of the locking bore 26, so that over a sufficiently long length of the locking bore 26 of the
  • Locking pin 23 secured in the locking hole 26 is received.
  • a stop pin 32 is formed on the locking disc 19.
  • the stopper pin 32 is made of a second material, which is harder and / or impact resistant than the first
  • Stop pin 32 made of the second material, said second
  • the locking clearance 31 is, depending on the requirement of the Schwenkmotorversteller 1, i. eg. What is the relative rotatability of the to be set
  • the stop pin 32 of this locking game is set exactly during the assembly of the Schwenkmotorverstellers 1.
  • the stop pin 32 represents an end stop of the rotor 9 and the rotor blade 7 '.
  • the stopper pin 32 is in the region of the receiving opening 24 at the
  • Locking disc 19 fixed.
  • the exact position of the stop pin 32 is dependent on a wing shape of the wing 7 ', since the rotor 9 is rotated as far as on the locking disc 19 during assembly until the wing T abuts against the stopper pin 32 and abuts. Then, the locking pin 23 is inserted into the locking hole 26, so that the rotor 9 relative to the locking disc 19 has a fixed end position.
  • the stator 2 is finally pushed onto the rotor 9 and rotated as far as the rotor 9 until a desired position of the stator 2 in the end position of the rotor 9 is established.
  • the position of the stator 2 to be set to the end position of the rotor 9 is achieved by striking the web 5 on the wing 7 '.
  • the stator 2 by means of connecting elements 33, generally screws on the
  • Locking disc 19 fixed.
  • the locking disc 19 a corresponding number of openings 34, in which the connecting elements 33 are to be positioned.
  • For simplified installation correspond to the
  • the locking plate 19 a For secure recording, the locking plate 19 a
  • the stop element 32 is additionally by a weld on the
  • Locking disc be added. If the locking disc 19 is made of a plastic, there is also the possibility that
  • Locking disc 19 is formed. This means that the stop pin 32 positioned close to the locking hole 26 limits the end position when the rotor 9 rotates counterclockwise, whereas the stop pin 32 positioned away from the locking hole 26 limits clockwise rotation of the rotor 9. This makes it possible to set two different locking games 31. That is, that set for the rotation of the rotor 9 counterclockwise locking clearance 31 has a different value than the locking clearance 31, which is to be observed in the rotation of the rotor 9 in the clockwise direction.
  • the Schwenkmotorversteller 1 is not jammed during locking or unlocking a correspondingly accurate locking clearance 31.
  • This Vernegelungsspiel 31 is dependent on manufacturing tolerances related positioning relevant components of the Schwenkmotorverstellers. 1 This means that in the tolerance chain in any case, all diameter, length and angle tolerances and geometric tolerances, such as position tolerances of the positioning relevant or on the locking game 31 related components received.
  • the stator 2 from the positioning of the rotor 9 relative to the Verrieglungsefficiency 19 and thus to adjust the
  • Locking game 31 is abdsbar, eliminates all stator related relevant tolerances.
  • a radial distance of the stop element 32 to the axis of rotation 10 of the rotor 9 is greater than a radial distance of the locking pin 23 to the axis of rotation 10.
  • the stop element may be provided in addition to the adjustment of an adjustment angle of the rotor 9 with respect to the stator 2, whereby similar rotors or stators can be used for different applications with different adjustment angles.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotorversteller (1), wobei zur Verriegelung des Stators (2) und des Rotors (9) eine Verriegelungsvorrichtung (1) umfassend einen federkraftbelasteten Verriegelungsbolzen (23) und eine Verriegelungsscheibe (19) mit einer Verriegelungsbohrung (26) zur zumindest teilweisen Aufnahme des Verriegelungsbolzens (23) zur Verriegelung des Stators (2) mit dem Rotor (9) in einer Endlage ausgebildet ist, und wobei der Verriegelungsbolzen (23) in einem der Flügel (7') aufgenommen ist und während der Verriegelung zwischen dem den Verriegelungsbolzen (23) tragenden Flügel (7') und dem benachbarten Steg (5) ein Verriegelungsspiel (31) zur Bewegbarkeit des Rotors (9) gegenüber dem Stator (2) ausgebildet ist, wobei der Stator (2) mit Hilfe von Verbindungselementen (33) an der Verriegelungsscheibe (19) fixiert vorgesehen ist. Erfindungsgemäß weist zur Einstellung der verriegelten Endlage die Verriegelungsscheibe (19) ein Anschlagselement (32) auf.

Description

Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle
Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Schwenkmotorenversteller für Nockenwellen von Verbrennungsmotoren sind wohlbekannt. In einem typischen Schwenkmotorversteller ist ein gesteuert verstellbarer Verriegelungsbolzen auf gleitende Weise in einer Bohrung in einem Rotorflügel des Schwenkmotorverstellers angeordnet, um unter bestimmten Betriebsbedingungen des Phasenverstellers und des Motors die Rotationssperre des Rotors zum Stator zu erlauben. Ein bekannter
Bolzenverriegelungsmechanismus umfasst eine Druckfeder, um ein Ende des Bolzens in einem üblicherweise gehärteten Sitz zu verspannen, der in der
Riemenscheibe oder im Kettenrad des Schwenkmotorverstellers angeordnet ist, so dass der Rotor in Bezug auf den mit der Riemenscheibe oder dem Kettenrad fest verbundenen Stator verriegelt wird.
Der Rotor kann beispielsweise aus Aluminium bestehen, und eine Stahlbuchse ist an einer bestimmten axialen Stelle in die Bohrung gepresst und eingesteckt, so dass der Bolzen geführt werden kann.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 060 263 A1 geht ein
Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle hervor, welcher einen
weitestgehend hohlzylinderartigen Bolzen aufweist, der eine Druckfeder im hohlzylindrischen Abschnitt aufnimmt. Im Zuge der Montage des
Schwenkmotorverstellers erfolgt eine so genannte aktive Einstellung, wobei der Stator bzw. das Statorgehäuse gegenüber einer Verriegelungsscheibe, in welche der Bolzen eingreifbar ist, verdreht wird und somit ein entsprechendes
Verriegelungsspiel eingestellt wird. Der Stator wird dabei mit Hilfe von im Allgemeinen vier bis fünf Schrauben zur Verriegelungsscheibe positioniert. Für eine Positionierung des Rotors während der Montage ist dabei der Stator als Anschlag des Rotors vorgesehen.
Grundsätzlich ist ein bestimmtes Verriegelungsspiel zwischen einem Steg des Stators und einem Flügel des Rotors in einer Verriegelungsposition einzuhalten. Dieses Verriegelungsspiel ist notwendig, damit bei der Ver- bzw. Entriegelung ein Verklemmen des Verriegelungsbolzens und der Verriegelungsscheibe
ausgeschlossen bzw. das Geräuschverhalten minimiert werden kann.
Problematisch ist allerdings, dass dieses Verriegelungsspiel aufgrund einer während der Montage des Schwenkmotorverstellers ausbildenden Toleranzkette fehlerbehaftet sein kann, so dass dadurch ein Verklemmen des
Verriegelungsbolzens und der Verriegelungsscheibe während des Betriebs des Schwenkmotorverstellers durchaus eintreten kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle bereitzustellen, welcher eine verbesserte Betriebssicherheit aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle mit den Merkmalen das Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle umfasst einen Rotor und einem Stator, wobei der Rotor gegen den Stator über eine Rotationsachse des Schwenkmotorverstellers verdrehbar ist. Jeweils zwischen zwei Stegen des Stators ist ein Flügel des Rotors positionierbar, wobei mit Hilfe des Flügels ein zwischen den beiden Stegen ausgebildeter Zwischenraum in eine erste Druckkammer und in eine zweite Druckkammer geteilt ist. Zur Verriegelung des Stators und des Rotors ist eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, welche einen federkraftbelasteten Verriegelungsbolzen und eine Verriegelungsscheibe mit einer Verriegelungsbohrung zur zumindest teilweisen Aufnahme des
Verbindungsbolzens zur Verriegelung des Stators mit dem Rotor in einer Endlage umfasst. Der Verriegelungsbolzen ist in einem der Flügel aufgenommen. Während der Verriegelung ist zwischen dem den Verriegelungsbolzen tragenden Flügel und dem benachbarten Steg ein Verriegelungsspiel ausgebildet, damit der Rotor gegenüber dem Stator geringfügig, in der Größenordnung des Verriegelungsspiels bewegbar ist. Der Stator ist mit Hilfe von Verbindungselementen an der
Verriegelungsscheibe fixiert vorgesehen.
Zur Einstellung der verriegelten Endlage weist die Verriegelungsscheibe ein Anschlagselement auf.
Das Verriegelungsspiel bestimmt einen funktionssicheren Betrieb des
Schwenkmotorverstellers, so dass schnell und wirksam die Nockenwelle
gegenüber der Kurbelwelle verstellt werden kann. Diese Verstellung dient einer Erzielung möglichst optimaler Betriebspunkte des Verbrennungsmotors. Sind möglichst optimale Betriebspunkte eingestellt, kann der Verbrennungsmotor bei geringem Kraftstoffverbrauch hohe Leistungen erzielen, so dass vorgegebene Abgasnormen erzielbar sind.
Ausschlaggebend zur Einhaltung des exakten Verriegungsspiels ist die
Einbeziehung von Toleranzen bestimmter Bauteilen des Schwenkmotorverstellers, mit anderen Worten von verriegelungsspielrelevanten Bauteilen, während der Montage. Das heißt, zusätzlich zum gewünschten Verriegelungsspiel werden die entsprechenden Toleranzen der verriegelungsspielrelevanten Bauteile
aufsummiert und bilden eine Toleranzkette. In die Toleranzkette fließen sämtliche fertigungstechnisch bedingten Durchmesser-, Längen- und Winkeltoleranzen sowie geometrische Toleranzen, wie Positionstoleranzen der
verriegelungsspielrelevanten Bauteile ein. Das bedeutet, dass je weniger
Bauteiltoleranzen in diese Toleranzkette eingehen, desto genauer bzw. exakter ist das Verriegelungsspiel eingestellt werden kann. Die Vernegelungsscheibe des erfindungsgemäßen Schwenkmotorenverstellers weist einen Anschlagstift auf. Durch den Einsatz des Anschlagstifts ist ein aktives Einstellen nicht mehr notwendig, und der Stator entfällt aus der Toleranzkette, da sich alle notwendigen Toleranzen nur noch in der Verriegelungsscheibe befinden.
Während der Montage des Schwenkmotorverstellers wird der Rotor auf der Verriegelungsscheibe koaxial positioniert, wobei ein Flügel des Rotors gegen den Anschlagstift bis zum Anschlag des Flügels am Anschlagstift geführt wird. Der Rotor und die Verriegelungsscheibe werden mit Hilfe der Verriegelungsvorrichtung in dieser Position gehalten.
Bevorzugterweise ist der Verriegelungsbolzen am Flügel des Rotors positioniert, wobei der Verriegelungsbolzen in eine Aufnahmeöffnung des Flügels vollständig aufnehmbar ausgebildet ist, so dass auch bei einer Entriegelung infolge der vollständigen Aufnahme des Verriegelungsbolzens im Flügel eine ungehinderte relative Bewegung des Rotors gegenüber dem Stator ermöglicht ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Verriegelungsscheibe eine Verriegelungsbohrung zur zumindest teilweisen Aufnahme des
Verriegelungsbolzens auf. Somit ist zur Verriegelung und damit zur relativen Positionierung des Rotors und der Verriegelungsscheibe der Verriegelungsbolzen in die Verriegelungsbohrung einzuführen, so dass der Rotor mit der
Verriegelungsscheibe nicht bewegbar verbunden ist.
Schließlich wird der Stator koaxial zum Rotor und der mit dem Rotor verriegelten Verriegelungsscheibe positioniert und mittels einem Verbindungselement, im Allgemeinen eine Schraube, an der Verriegelungsscheibe fixiert, mit anderen Worten, im Betrieb nicht bewegbar mit der Verriegelungsscheibe verbunden.
Da der erfindungsgemäße Schwenkmotorversteller den Anschlagstift zur
Positionierung des Rotors in einer Endlage aufweist, entfällt der Stator als verriegelungsspielrelevant.es Bauteil in der Toleranzkette, so dass insbesondere Toleranzen bezüglich Durchmesser und Winkel sowie der Positionierung des Stators entfallen. Somit ist ein wesentlich exakteres Verriegelungsspiel bei der Montage einzustellen, wodurch ein wesentlich verbessertes Betriebsverhalten und somit eine verbesserte Betriebssicherheit herbeizuführen ist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Anschlagselement in Form eines Stiftes ausgebildet. Dies dient einer einfachen Herstellung des Anschlagselementes, welches an der Verriegelungsscheibe formschlüssig und/oder stoffschlüssig aufgenommen ist.
Da der Anschlagstift als Anschlag des Rotors dient, ist das Anschlagselement bevorzugt aus einem ersten Material hergestellt, welches härter und/oder schlagzäher ist als ein zweites Material aus welchem der Stator und/oder welches härter und/oder schlagzäher ist als ein drittes Material aus welchem die
Verriegelungsscheibe hergestellt ist. Dies führt zu einer Reduzierung eines Verschleißes des Anschlagstiftes und somit zusätzlich zu einer verbesserten Betriebsicherheit des erfindungsgemäßen Schwenkmotorverstellers.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schwenkmotorverstellers weist die Verriegelungsscheibe zur Einstellung zweier unterschiedlicher
Verriegelungsspiele einen weiteren Anschlagstift auf. Der ursprüngliche
Anschlagstift, welcher nahe der Verriegelungsbohrung positioniert ist, begrenzt in eine erste Verdrehrichtung, bspw. gegen den Uhrzeigersinn, einen Verdrehwinkel des Rotors. Mit anderen Worten stellt dieser ursprüngliche Anschlagstift eine Begrenzung in einer ersten Endlage dar. Der weitere Anschlagstift ist von der Verriegelungsbohrung weiter entfernt positioniert. Allerdings stellt er hinsichtlich der Verdrehung in eine der ersten Verdrehung entgegengesetzte zweite
Verdrehung, bspw. im Uhrzeigersinn, eine zweite Endlage dar. Des Weiteren sind die beiden Anschlagstifte so positioniert, dass sie bezogen auf einen Flügel, insbesondere dem Flügel, weicher den Verriegelungsbolzen aufweist, eine
Verdrehbegrenzung sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass je ein
Verdrehspiel bezogen auf die entsprechende Drehrichtung eingestellt werden kann, wodurch eine weiter verbesserte Betriebssicherheit realisiert ist, da je nach Verdrehrichtung gering unterschiedliche Momente auf die Nockenwelle und damit unterschiedliche Drücke in den Nabenbohrungen wirken.
Zur Reduzierung von Bauteilen und damit zur Gewichtsreduzierung entspricht das Verbindungselement einer Schraube mittels derer ein Antriebsrad der
Nockenwelle verdrehfest mit dem Stator verbunden ist.
Die Montage des Schwenkmotorverstellers ist vereinfacht durch die Anordnung des Anschlagselements im Bereich der Verriegelungsbohrung, in welcher der Verriegelungsstift aufgenommen werden kann. Wäre das Anschlagselement bspw. in einem anderen Flügel des Rotors angeordnet, könnte eine Depositionierung des Rotors aus dem Anschlag am Anschlagsstift heraus bei einer Verriegelung des Rotors mit der Verriegelungsscheibe beim Einschieben des Verriegelungsbolzens in die Verriegelungsbohrung auftreten. Diese Depositionierung kann noch so gering sein wobei unter Anbetracht allerdings einer Aufsummierung der
entsprechenden Toleranzen und unter Hinzuziehung eines beispielhaften
Verriegelungsspiels von 0,4° auch eine sehr geringe Depositionierung bzw.
Verdrehung des Rotors gegenüber der Verriegelungsscheibe zu einer
Veränderung des Verriegelungsspiels führen kann. Daher ist der Anschlagstift bevorzugt im Bereich der Verriegelungsbohrung zu positionieren.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein radialer Abstand des Anschlagelements zu einer Rotationsachse des Rotors größer ist als ein radialer Abstand des Verriegelungsbolzens zur Rotationsachse. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass ein Anschlag des Flügels an das Anschlagelement keine Deformation im Bereich der Verriegelung zur Folge hat.
Vorzugsweise kann das Anschlagselement zur Einstellung eines Verstellwinkels des Rotors bezüglich des Stators vorgesehen sein, wodurch gleichartige Rotoren bzw. Statoren für unterschiedliche Anwendungsbereiche mit unterschiedlichen Verstellwinkeln zum Einsatz kommen können. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und
Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen
Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Aus Gründen der
Übersichtlichkeit ist es möglich, dass die Elemente nicht in allen Figuren mit ihrem Bezugszeichen versehen sind, ohne jedoch ihre Zuordnung zu verlieren. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Prinzipskizze ein Schwenkmotorversteller gemäß des Standes der Technik,
Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht eine Verriegelungsscheibe eines
erfindungsgemäßen Schwenkmotorverstellers in einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 in einer perspektivischen Ansicht die Verriegelungsscheibe des
Schwenkmotorverstellers in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 in einer Vorderansicht die Verriegelungsscheibe mit dem Rotor des
Schwenkmotorverstellers gem. Fig. 2,
Fig. 5 in einer Vorderansicht den Schwenkmotorverstellers gem. Fig. 3, und
Fig. 6 in einer Vorderansicht einen Ausschnitt den erfindungsgemäßen
Schwenkmotorversteller in einem dritten Ausführungsbeispiel. Ein Schwenkmotorversteller 1 des Standes der Technik, s. Fig. 1 , erlaubt während des Betriebes eines nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors eine Änderung von Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswechselventilen des
Verbrennungsmotors herbeizuführen.
Hierzu wird mit Hilfe des Schwenkmotorverstellers 1 eine relative Winkellage einer nicht näher dargestellten Nockenwelle des Verbrennungsmotors gegenüber einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle des Verbrennungsmotors stufenlos verändert, wobei die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle verdreht wird. Durch Verdrehen der Nockenwelle werden die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile so verschoben, dass der Verbrennungsmotor bei der jeweiligen Drehzahl seine optimale Leistung bringt.
Der Schwenkmotorversteller 1 weist einen zylindrischen Stator 2 auf, der drehfest mit einem nicht näher dargestellten Antriebsrad der Nockenwelle verbunden ist. Das Antriebsrad kann als ein Kettenrad, über das eine nicht näher dargestellte Kette als Antriebselement geführt wird, ausgebildet sein. Ebenso kann das
Antriebsrad aber auch ein Zahnriemenrad sein, über das ein Antriebsriemen als Antriebselements geführt ist. Über dieses Antriebselement und das Antriebsrad ist der Stator 2 mit der Kurbelwelle antriebsverbunden.
Der Stator 2 weist einen zylindrischen Statorgrundkörper 3 auf, an welchem auf dessen Innenseite 4 sich radial nach innen erstreckende Stege 5 in regelmäßigen Abständen ausgebildet sind, derart, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Stegen 5 ein Zwischenraum 6 gebildet ist. In diesen Zwischenraum 6 wird ein Druckmedium, im Allgemeinen ein Hydraulikfluid, mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Hydraulikventils gesteuert eingebracht.
In den Zwischenraum 6 hineinragend ist ein Flügel 7 positioniert, welcher an einer Rotornabe 8 eines Rotors 9 angeordnet ist. Der Anzahl der Zwischenräume 6 entsprechend weist die Rotornabe 8 eine Anzahl von Flügel 7 auf. Der Rotor 9 weist eine Rotationsachse 10 auf. Mit Hilfe der Flügel 7 sind somit die Zwischenräume 6 jeweils in eine erste
Druckkammer 1 1 und eine zweite Druckkammer 12 unterteilt. Zur Reduzierung eines Druckverlustes in der ersten Druckkammer 1 1 und der zweiten
Druckkammer 12 sind die Stege 5 mit ihren ersten Stirnseiten 13 an eine
Außenmantelfläche 14 der Rotornabe 8 dichtend anliegend ausgebildet. Ebenso liegen die Flügel 7 mit ihren zweiten Stirnseiten 15 dichtend an einer der
Außenmantelfläche 14 gegenüberliegend positionierten Innenwand 16 des
Statorgrundkörpers 3 an.
Der Rotor 9 ist drehfest mit der Nockenwelle des Verbrennungsmotors verbunden. Um die Winkellage zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle zu verändern, wird der Rotor 9 relativ zum Stator 2 um die Rotationsachse 10 gedreht, wobei der Stator 2 koaxial zum Rotor 9 angeordnet ist. Hierzu wird je nach gewählter Drehrichtung das Druckmedium in der ersten Druckkammer 1 1 oder in der zweiten Druckkammer 12 unter Druck gesetzt, während die zweite Druckkammer 12 bzw. die erste Druckkammer 1 1 entlastet wird. Die Entlastung erfolgt mit Hilfe eines Tankzugangs, welcher zur Entlastung geöffnet ist.
Damit der Rotor 9 gegenüber dem Stator 2 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht wird, werden mit Hilfe des Hydraulikventils radiale erste Nabenbohrungen 17 unter Druck gesetzt, welche über den Umfang der Rotornabe 8 regelmäßig verteilt angeordnet sind. Zur Verdrehung des Rotors 9 in Richtung des Uhrzeigersinns gegenüber dem Stator 2 werden mit Hilfe des Hydraulikventils radiale zweite Nabenbohrungen 18 unter Druck gesetzt, welche ebenfalls über den Umfang der Rotornabe 8 verteilt angeordnet sind, wobei diese zweiten Nabenbohrungen 18 axial von den ersten Nabenbohrungen 17 beabstandet positioniert sind.
Zur Verriegelung des Stators 2 und des Rotors 9 ist eine Verriegelungsvorrichtung 36 vorgesehen. Die Verriegelungsvorrichtung 36 umfasst neben einer koaxial zum Rotor 9 bzw. Stator 2 angeordneten Verriegelungsscheibe 19 einen
Verriegelungsbolzen 23. Die Verriegelungsscheibe 19 ist plan an einer ersten Rotorscheibenfläche 20 des Rotors 9 anliegend ausgebildet. An einer zweiten Rotorscheibenflache 21 des Rotors 9, welche von der ersten Rotorscheibenflache 20 abgewandt ausgebildet ist, ist ein nicht näher dargestellter Deckel zur
Abdeckung des Rotors 9 und des Stators 2 positioniert. Der Deckel ist als
Kunststoffdeckel ausgeführt, kann allerdings auch aus einem metallischen
Werkstoff hergestellt sein.
Sofern die Verriegelungsscheibe 19 gem. Fig. 2 dem Schwenkmotorversteller 1 zugeordnet ist, wird der Deckel mit Hilfe einer Verpressung an einem Außenrand 22 der Verriegelungsscheibe 19 verpresst. Die Verriegelungsscheibe 19 gem. Fig. 3 weist einen zahnkranzartigen Außenrand 22 auf, wobei der Deckel axial, somit in Richtung der Rotationsachse 10, positionsgenau eingelegt wird.
Die Fig. 4 zeigt den erfindungsgemäßen Schwenkmotorversteller 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel mit dem Rotor 9 und mit der Verriegelungsscheibe 19 gemäß Fig. 2. In Fig. 5 ist der erfindungsgemäße Schwenkmotorversteller 1 in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit dem Rotor 9, dem Stator 2 und der Verriegelungsscheibe 19 gem. Fig. 3 dargestellt.
Unabhängig von dem Außenrand 22 der Verriegelungsscheibe 19 trägt ein Flügel 7' der Flügel 7 den Verrieglungsbolzen 23. Dieser Verrieglungsbolzen 23 ist axial entlang der Rotationsachse 10 verschiebbar in einer Aufnahmeöffnung 24 des Flügels 7' aufgenommen. Der Verriegelungsbolzen 23 ist hohlzylinderartig ausgebildet und weist eine innerhalb des Hohlzylinders aufgenommene nicht näher dargestellte Schraubenfeder auf. Die Schraubenfeder stützt sich an einem Abstützelement 28 ab, welches die Aufnahmeöffnung 24 an der zweiten
Rotorscheibenfläche 21 verschließt, so dass die axiale Verschiebung des
Verriegelungsbolzens 23 in Richtung der zweiten Rotorscheibenfläche 21 begrenzt ist.
Eine zweite Nabenbohrung 18' der zweiten Nabenbohrungen 18 führt zu einem in der Verriegelungsscheibe 19 ausgebildeten Belastungskanal 25. Dieser
Belastungskanal 25 ist hydraulisch verbunden mit einer in der Vernegelungsscheibe 19 ausgestalteten Verriegelungsbohrung 26, in welche der Verriegelungsbolzen 23 zur Verriegelung einschiebbar ist. Des Weiteren weist die Verriegelungsscheibe 19 einen Entlastungskanal 27 auf, welcher in der
Verriegelungsscheibe 19 hydraulisch getrennt vom Belastungskanal 25 und der Verriegelungsbohrung 26 ausgestaltet ist.
Der Belastungskanal 25, die Verriegelungsbohrung 26 und der Entlastungskanal 27 sind die Verriegelungsscheibe nicht vollständig durchdringend. Das heißt, dass der Belastungskanal 25, die Verriegelungsbohrung 26 und der Entlastungskanal 27 die Verrieglungsscheibe 19 in ihrer axialen Ausdehnung nicht vollständig durchbrechend ausgebildet sind, wobei der Belastungskanal 25, die
Verriegelungsbohrung 26 und der Entlastungskanal 27 dem Rotor 9 zugewandt geöffnet ist und in ihrer axialen Erstreckung in Richtung der Rotationsachse 10 von Rotor 9 abgewandt geschlossen ausgebildet sind. Der Belastungskanal 25 und der Entlastungskanal 27 sind nutartig in die Verriegelungsscheibe 19 eingebracht, wobei die Verriegelungsbohrung 26 bohrungsartig in die
Verriegelungsscheibe 19 eingebracht ist.
Der Verriegelungsbolzen 23 weist eine nicht näher dargestellte
Druckangriffsfläche auf, welche in Form eines Bolzenbodens des
Verriegelungsbolzens 23 ausgeführt ist. Dieser Bolzenboden ist der
Verriegelungsbohrung 26 zugewandt angeordnet. Eine nicht näher dargestellte weitere ringförmige Druckangriffsfläche ist an einem Mantel des
Verrieglungsbolzens 23 ausgebildet. In einer einfachen Ausführung ist die ringförmige Druckangriffsfläche in Form einer Stufe des Mantels ausgeführt, d.h. mit anderen Worten, der Mantel weist einen ersten Durchmesser über eine erste axiale Erstreckung und einen zweiten Durchmesser, welcher kleiner ist als der erste Durchmesser über eine zweite axiale Erstreckung auf. Aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser ist ein Übergang, welcher zwischen einer aufgrund des ersten Durchmessers ausgebildeten ersten Mantelfläche des Mantels und einer aufgrund des zweiten Durchmessers ausgebildeten zweiten Mantelfläche des Mantels ausgeführt ist, in Form einer Stufe gestaltet. Die Aufnahmeöffnung 24 ist korrespondierend zum Mantel ebenfalls gestuft ausgestaltet.
Aufgrund der hydraulischen Verbindung des Belastungskanals 25 mit der
Verriegelungsbohrung 26 wird die Verriegelungsbohrung 26 bei einer
Beaufschlagung der zweiten Nabenbohrung 18' durch das Hydraulikfluid ebenfalls beaufschlagt und das Verriegelungsbolzen 23 wird aus der Verriegelungsbohrung 26 gedrückt, so dass eine Verstellung des Rotors 9 ermöglicht ist.
Mit Hilfe eines nicht näher dargestellten weiteren Belastungskanals ist die weitere Druckangriffsfläche druckbeaufschlagbar, wobei eine Wirkungsrichtung der Druckbeaufschlagung einer Wirkungsrichtung der Druckbeaufschlagung des Bolzenbodens entspricht. Das heißt, beide Druckangriffsflächen sind gegen eine Federkraft der Schraubenfeder druckbeaufschlagbar. Damit bei einer
Druckbeaufschlagung ein Druckausgleich hergestellt werden kann, weist das Abstützelement zumindest eine Ausgleichsöffnung auf, so dass in einem zwischen dem Verriegelungsbolzen 23 und dem Abstützelement 28 sich ausbildenden Raum ein Druckausgleich erfolgen kann. Da das mit Antriebsrad zur
Druckverlustvermeidung plan an der zweiten Rotorscheibenfläche 21 anliegt und somit ebenso plan an den mit der zweiten Rotorscheibenfläche 21 axial bündig abschließenden Stegflächen der Stege 5 anliegt, erfolgt der Druckausgleich über eine nicht näher dargestellte Ausnehmung im radiale inneren Bereich des
Antriebsrades. Das Antriebsrad ist mit Hilfe von Schrauben 29 bewegungsfest mit den Stegen 5 verbunden.
Der in der Verriegelungsscheibe 19 ausgestaltete Entlastungskanal 27 ist hydraulisch verbunden mit einer im Flügel 7' ausgebildeten Zuleitungsnut 35. Der Entlastungskanal 27 ist bogenförmig und führt von dem der Verriegelung zugeordneten Steg 5 bis kurz vor eine zweite Druckangriffsseitenfläche des Flügels 7'. Somit verdeckt der Flügel 7' den Entlastungskanal 27 aus Richtung der ersten Druckkammer 1 1 , wohingegen der Entlastungskanal 27 von Seiten der zweiten Druckkannnner 12 druckbeaufschlagbar ist. Ohne Druckbeaufschlagung ist der Verriegelungsbolzen 23 in der Verriegelungsbohrung 26 gelagert.
Der Entlastungskanal 27 ist über einen relativ großen Winkelabschnitt ausgebildet. Damit ist sichergestellt, dass der Verriegelungsbolzen 23 auch dann über den Entlastungskanal 27 aus der einer ersten Endlage zugeordneten Druckkannnner druckbeaufschlagt wird, wenn sich der Rotor 9 in einer Mittellage zwischen der ersten Endlage und einer zweiten Endlage befindet.
Die Verriegelungsbohrung 26 weist an ihrem der ersten Rotorscheibenfläche 20 zugewandt ausgebildeten Ende über ihren Umfang eine Fase 30 auf. Die Fase 30 ist dergestalt, dass ein großer Durchmesser der Fase 30 am Ende der
Verriegelungsbohrung 26 ausgebildet ist und die Fase 30 sich in axialer Richtung ausgehend dem Ende der Verriegelungsbohrung 26 verjüngt. Ein dem kleinster Durchmesser der Fase 30 entsprechender konstanter Durchmesser ist über eine relativ kurze axiale Erstreckung der Verriegelungsbohrung 26 ausgestaltet, so dass über eine ausreichend lange Länge der Verriegelungsbohrung 26 der
Verriegelungsbolzen 23 gesichert in der Verriegelungsbohrung 26 aufgenommen ist.
Mit Hilfe der so gestalteten Verriegelungsbohrung 26 ist sichergestellt, dass die Entriegelung sehr schnell erfolgt, da der Verriegelungsbolzen 23 zur Überwindung der kurzen axialen Erstreckung der Verriegelungsbohrung 26 nur einen kurzen Hub ausführen muss. Zur vollständigen Entfernung des Verriegelungsbolzens 19 aus der Verriegelungsbohrung 26 ergibt sich aufgrund der Fase 30 ein
unterstützender Kraftanteil in Umfangsrichtung des Verrieglungsbolzens 19.
Zur klemmfreien Ent- und Verriegelung ist ein bestimmtes Verriegelungsspiel 31 zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 9 freizuhalten. D.h., dass selbst im verriegelten Zustand eine Verdrehbarkeit des Rotors 9 gegenüber dem Stator 2 in der Größenordnung dieses Verriegelungsspiels 31 möglich ist. Zur exakten
Einhaltung des Verriegelungsspiels 31 , welches in Abhängigkeit der Anforderungen an den Schwenkmotorversteller 1 und der Größe des
Schwenkmotorverstellers 1 variieren kann ist, ist ein Anschlagsstift 32 an der Verriegelungsscheibe 19 ausgebildet. In Abhängigkeit von einem ersten Material aus welchem der Stator 2 gefertigt ist, ist der Anschlagsstift 32 aus einem zweiten Material hergestellt, welches härter und/oder schlagzäher ist als das erste
Material. In einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist der
Anschlagstift 32 aus dem zweiten Material hergestellt, wobei dieses zweite
Material härter und/oder schlagzäher ist als ein drittes Material aus welchem die Verriegelungsscheibe 19 gefertigt ist.
Das Verriegelungsspiel 31 ist je nach Anforderung an den Schwenkmotorversteller 1 , d.h. bspw. wie groß ist die einzustellende relative Verdrehbarkeit der
Nockenwelle bezogen auf die Kurbelwelle, und Größe des
Schwenkmotorverstellers 1 unterschiedlich. Mit Hilfe des Anschlagstiftes 32 ist dieses Verriegelungsspiel exakt bei der Montage des Schwenkmotorverstellers 1 einzustellen. Der Anschlagstift 32 stellt einen Endanschlag des Rotors 9 bzw. des Rotorflügels 7' dar.
Der Anschlagstift 32 ist im Bereich der Aufnahmeöffnung 24 an der
Verriegelungsscheibe 19 fixiert. Die exakte Position des Anschlagstiftes 32 ist abhängig von einer Flügelform des Flügels 7', da der Rotor 9 bei der Montage soweit auf der Verriegelungsscheibe 19 verdreht wird, bis der Flügel T gegen den Anschlagstift 32 stößt bzw. anschlägt. Dann wird der Verriegelungsbolzen 23 in die Verriegelungsbohrung 26 eingeschoben, so dass der Rotor 9 gegenüber der Verriegelungsscheibe 19 eine fixierte Endlage aufweist. Der Stator 2 wird schließlich auf den Rotor 9 geschoben und soweit gegenüber dem Rotor 9 verdreht, bis eine in der Endlage des Rotors 9 gewünschte Position des Stators 2 hergestellt ist. Im Allgemeinen ist die zur Endlage des Rotors 9 einzustellende Lage des Stators 2 durch ein Anschlagen des Stegs 5 am Flügel 7' erreicht. Zur Fixierung des Stators 2 gegenüber dem Rotor 9 wird der Stator 2 mit Hilfe von Verbindungselementen 33, im Allgemeinen Schrauben an der
Verriegelungsscheibe 19 fixiert. Hierzu weist die Verriegelungsscheibe 19 eine entsprechende Anzahl Öffnungen 34 auf, in welche die Verbindungselemente 33 zu positionieren sind. Zur vereinfachten Montage entsprechen die
Verbindungselemente 33 den Schrauben 29, mit welchen das Antriebsrad mit Stator 2 bzw. an dessen Stegen 5 drehfest verbunden ist.
Zur gesicherten Aufnahme weist die Verriegelungsscheibe 19 ein
Aufnahmeelement in Form eines Loches auf, in welche das Anschlagselement 32 hineingesteckt ist und somit an der Verriegelungsscheibe 19 formschlüssig aufgenommen ist. In einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anschlagselement 32 zusätzlich durch eine Schweißnaht an der
Verriegelungsscheibe 19 gesichert. Ebenso könnte das Anschlagselement 32 auch ausschließlich mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung an der
Verriegelungsscheibe aufgenommen sein. Sofern die Verriegelungsscheibe 19 aus einem Kunststoff hergestellt ist, besteht auch die Möglichkeit das
Anschlagselement 32 in einem Fertigungsschritt einstückig mit der
Verriegelungsscheibe 19 herzustellen.
In dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwenkmotorverstellers 1 , welcher die Anschlagscheibe 19 gemäß Fig. 2 aufweist, sind zwei Anschlagstifte 32, der Anschlagstift 32 und ein weiterer Anschlagstift 32, auf der
Verriegelungsscheibe 19 ausgebildet. Das bedeutet, dass der nahe bei der Verriegelungsbohrung 26 positionierte Anschlagstift 32 die Endlage bei einer Verdrehung des Rotors 9 entgegen dem Uhrzeigersinn begrenzt, wohingegen der von der Verriegelungsbohrung 26 entfernt positionierte Anschlagstift 32 eine Verdrehung des Rotors 9 im Uhrzeigersinn beschränkt. Damit ist es möglich zwei unterschiedliche Verriegelungsspiele 31 einzustellen. Das heißt, dass das für die Verdrehung des Rotors 9 gegen den Uhrzeigersinn eingestellte Verriegelungsspiel 31 einen anderen Wert aufweist als das Verriegelungsspiel 31 , welches bei der Verdrehung des Rotors 9 im Uhrzeigersinn einzuhalten ist.
Damit der Schwenkmotorversteller 1 beim Ver- oder Entriegeln nicht verklemmt ist ein entsprechend genaues Verriegelungsspiel 31 einzuhalten. Dieses Vernegelungsspiel 31 ist abhängig von fertigungstechnisch bedingten Toleranzen positionierungsrelevanter Bauteile des Schwenkmotorverstellers 1 . Das heißt, dass in die Toleranzkette in jedem Fall, sämtliche Durchmesser-, Längen- und Winkeltoleranzen sowie geometrische Toleranzen, wie Positionstoleranzen der positionierungsrelevanten bzw. auf das Verriegelungsspiel 31 bezogene Bauteile eingehen. Da wie vorstehend beschrieben, der Stator 2 aus der Positionierung des Rotors 9 relativ zur Verrieglungsscheibe 19 und damit zur Einstellung des
Verriegelungsspiels 31 abdingbar ist, entfallen sämtliche statorbezogene relevanten Toleranzen.
Ein nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel sieht im Unterschied zu den
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen vor, dass ein radialer Abstand des Anschlagelements 32 zur Rotationsachse 10 des Rotors 9 größer ist als ein radialer Abstand des Verriegelungsbolzens 23 zur Rotationsachse 10. Damit schlägt das Anschlagelement 32 außerhalb des Bereiches des
Verriegelungsbolzens 23 und der Aufnahmeöffnung 24 an, so dass sichergestellt werden kann, dass der Anschlag des Anschlagelements 32 keine Deformation des Flügels T im Bereich der Verriegelung zur Folge hat.
Vorzugsweise kann das Anschlagselement zusätzlich zur Einstellung eines Verstellwinkels des Rotors 9 bezüglich des Stators 2 vorgesehen sein, wodurch gleichartige Rotoren bzw. Statoren für unterschiedliche Anwendungsbereiche mit unterschiedlichen Verstellwinkeln zum Einsatz kommen können.
Bezugszeichenliste
1 Schwenkmotorversteller
2 Stator
3 Statorgrundkörper
4 Innenseite
5 Steg
6 Zwischenraum
7, 7' Flügel
8 Rotornabe
9 Rotor
10 Rotationsachse
1 1 erste Druckkammer
12 zweite Druckkammer
13 erste Stirnseiten
14 Außenmantelfläche
15 zweite Stirnseiten
16 Innenwand
17 erste Nabenbohrungen 18, 18' zweite Nabenbohrungen
19 Verriegelungsscheibe
20 erste Rotorscheibenfläche
21 zweite Rotorscheibenfläche
22 Außenrand
23 Verriegelungsbolzen
24 Aufnahmeöffnung
25 Belastungskanal
26 Verriegelungsbohrung
27 Entlastungskanal
28 Abstützelement
29 Schraube
30 Fase Verriegelungsspiel
Anschlagstift
Verbindungselement
Öffnung
Zuleitungsnut
Verhegelungsvorhchtung

Claims

Patentansprüche
1 . Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle, mit einem Rotor (9) und
einem Stator (2), wobei der Rotor (9) gegen den Stator (2) verdrehbar ist, wobei jeweils zwischen zwei Stegen (5) des Stators (2) ein Flügel (7') des Rotors (9) positionierbar ist, und wobei mit Hilfe des Flügels (7') ein zwischen den beiden Stegen (5) ausgebildeter Zwischenraum (6) in eine erste Druckkammer (1 1 ) und in eine zweite Druckkammer (12) geteilt ist, wobei zur Verriegelung des Stators (2) und des Rotors (9) eine
Verriegelungsvorrichtung (36) umfassend einen federkraftbelasteten
Verriegelungsbolzen (23) und eine Verriegelungsscheibe (19) mit einer Verriegelungsbohrung (26) zur zumindest teilweisen Aufnahme des
Verriegelungsbolzens (23) zur Verriegelung des Stators (2) mit dem Rotor (9) in einer Endlage ausgebildet ist, und wobei der Verriegelungsbolzen (23) in einem der Flügel (7') aufgenommen ist und während der
Verriegelung zwischen dem den Verriegelungsbolzen (23) tragenden Flügel (7') und dem benachbarten Steg (5) ein Verriegelungsspiel (31 ) zur
Bewegbarkeit des Rotors (9) gegenüber dem Stator (2) ausgebildet ist, wobei der Stator (2) mit Hilfe von Verbindungselementen (33) an der Verriegelungsscheibe (19) fixiert vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Einstellung der verriegelten Endlage die Verriegelungsscheibe (19) ein Anschlagselement (32) aufweist.
2. Schwenkmotorversteller nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Verriegelungsbolzen (23) in einer Aufnahmeöffnung (24) des Flügels (7') vollständig aufnehmbar ausgebildet ist.
3. Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verriegelungsscheibe (19) am Rotor (2) und am Stator (2) axial plan anliegend koaxial mit dem Stator (2) und dem Rotor (9) positioniert ist.
4. Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anschlagselement (32) in Form eines Stiftes ausgebildet ist.
5. Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anschlagselement (32) aus einem ersten Material hergestellt ist, welches härter und/oder schlagzäher ist als ein zweites Material aus welchem der Stator (2) hergestellt ist und/oder härter und/oder schlagzäher ist als ein drittes Material aus welchem die Verriegelungsscheibe (19) hergestellt ist.
6. Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anschlagselement (32) an der Verriegelungsscheibe (19) formschlüssig aufgenommen ist.
7. Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anschlagselement (32) mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung an der Verriegelungsscheibe (19) befestigt ist.
8. Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verriegelungsscheibe (19) zur Einstellung zweier unterschiedlicher Verriegelungsspiele (31 ) einen weiteren Anschlagstift (32) aufweist.
9. Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindungselemente (33) zur Verbindung des Stators (2) mit der Verriegelungsscheibe (19) als Schrauben (29) vorgesehen sind, mittels denen ein Antriebsrad der Nockenwelle verdrehfest mit dem Stator (2) verbunden ist.
10. Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anschlagselement (32) im Bereich der Verriegelungsbohrung (26) angeordnet ist.
1 1 .Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
ein radialer Abstand des Anschlagelements (32) zu einer Rotationsachse (10) des Rotors (9) größer ist als ein radialer Abstand des
Verriegelungsbolzens (23) zur Rotationsachse (10).
12. Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anschlagselement (32) zur Einstellung eines Verstellwinkels des Rotors (9) bezüglich des Stators (2) vorgesehen ist.
13. Schwenkmotorversteller nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels des Anschlagelementes (32) das Verriegelungsspiel (31 ) an die einzustellende relative Verdrehbarkeit der Nockenwelle bezogen auf eine Kurbelwelle angepasst einstellbar ist.
PCT/EP2015/063454 2014-06-19 2015-06-16 Schwenkmotorversteller für eine nockenwelle WO2015193298A1 (de)

Priority Applications (3)

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