DE102006036052A1

DE102006036052A1 - Dichtblech für einen Nockenwellenversteller und Nockenwellenversteller

Info

Publication number: DE102006036052A1
Application number: DE102006036052A
Authority: DE
Inventors: Jutta Ruckriegel; Sven Dipl.-Ing. Weißer (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-08-03
Also published as: WO2008015062A2; DE102006036052B4; WO2008015062A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller (1). Ist ein Verriegelungs-Pin (24) in einer in axialer Richtung offenen Kulisse (26) in einer aktivierten Stellung aufgenommen, stützt sich eine Stirnfläche (27) des Verriegelungs-Pins (24) unmittelbar an einer Torsionsfeder (16) ab. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zwischen Verriegelungs-Pin (24) und Torsionsfeder (16) ein Blech (38) zwischenzuordnen, wobei sich das Blech an einem Abstützelement (19) formschlüssig abstützt. Das Abstützelement (19) kann gleichzeitig zur Abstützung eines Federfußpunkts (18) der Torsionsfeder (16) dienen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Dichtblech für einen Nockenwellenversteller gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine, insbesondere gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Hintergrund der Erfindung
Aus DE 100 84 408 B4 ist ein Nockenwellenversteller in Flügelzellenbauweise bekannt, dessen Antriebselement in Form eines Antriebszahnrads über ein Zugmittel wie eine Kette oder einen Riemen von einer Kurbelwelle angetrieben wird. Drehfest mit dem Antriebsrad verbunden ist ein "Stator", in dem ein Rotor verdrehbar zur Erzeugung eines Stellwinkels angeordnet ist. Der Rotor ist drehfest mit einer Nockenwelle verbunden. Nach Maßgabe des Stellwinkels kann eine relative Winkellage zwischen Nockenwelle und Antriebsrad und damit Kurbelwelle beeinflusst werden, was mit einer Veränderung der Steuerzeiten einhergeht. Für eine Ausbildung in Flügelzellenbauweise besitzt der Rotor Flügel, die nach Maßgabe eines Hydraulikdrucks in Steuerkammern des Stators in Um fangsrichtung zur Erzeugung eines Stellwinkels verschieblich sind. Auf der der Nockenwelle abgewandten Seite ist der Stator mit einer Scheibe ausgebildet, die die Steuerkammern in axialer Richtung begrenzt. Die Kraftverhältnisse zwischen Rotor und Stator werden zusätzlich zu den Hydraulikverhältnissen im Bereich der Flügel beeinflusst durch eine Torsionsfeder, deren Fußpunkte sich einerseits an dem Stator und andererseits an dem Rotor abstützen. Die Torsionsfeder ist auf der dem Rotor abgewandten Seite der Scheibe angeordnet mit mehreren Windungen um die Längsachse. Der radial außenliegende Fußpunkt ist gegenüber dem Stator über Schrauben abgestützt, die gleichzeitig einer Befestigung der Scheibe in dem Stator dienen. Der radial innenliegende Fußpunkt der Torsionsfeder ist U-förmig gebogen und umgreift formschlüssig einen rechteckigen Teilquerschnitt eines Abstützelements. Das Abstützelement weist weiterhin einen zylinderförmigen Fortsatz auf, mit dem sich dieses durch eine zentrale Bohrung der Scheibe unter Ermöglichung einer relativen Verdrehung hindurch erstreckt. Der Fortsatz ist in dem Stator drehfest mit der Nockenwelle, insbesondere über eine Stirnseite des Rotors, verbunden.
Ein in der Druckschrift als Verriegelungspin bezeichneter Pin ist in einer Bohrung des Rotors parallel zu der Längsachse des Nockenwellenverstellers verschieblich geführt, wobei die axiale Position des Pins durch die Kraftverhältnisse einer Druckfeder und/oder die Hydraulikverhältnisse im Bereich von Stirnflächen des Pins beeinflussbar ist. Die Scheibe des Stators besitzt eine korrespondierende, in axialer Richtung orientierte sacklochförmige Ausnehmung. Für eine aktivierte Stellung des Pins, insbesondere eine Start-, Zwischen-, Mitten-, Früh- oder Spät-Position, tritt der Pin mit einem Endbereich aus dem Rotor aus und in die Ausnehmung der Scheibe des Stators ein, so dass der Drehfreiheitsgrad zwischen Rotor und Stator begrenzt ist.
Weiterer Stand der Technik ist beispielsweise aus DE 103 54 586 A1 und DE 199 08 934 A1 bekannt.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtblech sowie einen Nockenwellenversteller vorzuschlagen, für das oder den die konstruktive Ausgestaltung und die Kontaktbedingungen der mit einem Pin eines Nockenwellenverstellers zusammenwirkenden Bauelemente verbessert sind, insbesondere hinsichtlich

– der Bauraumgestaltung,
– der mechanischen Beständigkeit,
– der hydraulischen Betätigung des Pins und/oder
– der axialen Baugröße.

Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Dichtblech mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich für ein Dichtblech mit den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 5. Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist gegeben durch einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Eine weitere Ausgestaltung dieser Lösung ergibt sich entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 7. Ein Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Anspruchs 8 stellt eine alternative Lösung für die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dar. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 9 bis 12.
Die vorliegende Erfindung beruht zunächst auf dem Grundgedanken, dass für eine axiale Abstützung des Pins in der aktivierten Stellung gemäß DE 100 84 408 B4 die Ausnehmung in der Scheibe als Sackloch-Ausnehmung ausgebildet ist, so dass einerseits im Grund der Ausnehmung eine hinreichende Wandstärke verbleiben muss sowie andererseits eine hinreichende Tiefe der Ausnehmung für einen die gewünschte Funktion gewährleistenden Formschluss vorhanden sein muss. Dies bedingt, dass die Scheibe in der Praxis eine minimale axiale Abmessung von 4 bis 8 mm aufweisen muss.
Ein weiteres Problem für derartige, auch als "geschlossene Kulisse" bezeichnete Sackloch-förmige Ausnehmungen ist, dass es an sich wünschenswert ist, zum Lösen des Pins aus der aktivierten Stellung die Stirnseite des Pins, die in der Ausnehmung angeordnet ist, mit einem Hydraulikdruck des Nockenwellenverstellers zu beaufschlagen. Die Stirnseite des Pins ist für eine "geschlossene Kulisse" allerdings nicht frei zugänglich, so dass eine Zuführung eines Hydraulikmediums zur Überführung des Pins in eine deaktivierte Stellung problematisch ist und u. U. zusätzliche Maßnahmen wie eine zusätzliche Kolbenfläche, Nuten oder Hydraulikkanäle erfordert.
Der zuvor erläuterten Erkenntnis trägt DE 199 08 934 A1 dadurch Rechnung, dass der Nockenwellenversteller mit einer "offenen Kulisse" ausgeführt wird, so dass der Pin an sich ohne axiale Anschlagfläche frei durch eine Ausnehmung des Stators hindurchtreten kann. Dies bedeutet, dass die Ausnehmung für den Pin in der Scheibe nicht im Längsschnitt U-förmig ausgebildet ist, sondern vielmehr durchgehend, beispielsweise als Durchgangsbohrung. Neben einer möglicherweise vereinfachten Fertigungsmöglichkeit für die Ausnehmung infolge der Ausbildung als durchgängige Ausnehmung kann eine axiale Erstreckung eines zugeordneten Bestandteils des Stators, für den Stand der Technik der Scheibe, geringer ausgebildet werden. Darüber hinaus ist an sich die Stirnfläche des Pins frei zugänglich für eine Beaufschlagung durch ein Hydraulikmedium zur Überführung des Pins in eine deaktivierte Stellung. Dies ist insbesondere der Fall, wenn eine Baugruppe mit Rückstellfeder auf Kundenwunsch vorne eingebaut ist.
Während gemäß DE 199 08 934 A1 ein Anschlag des Pins in aktivierter Stellung durch eine Gehäusewandung gegeben ist, ist eine derartige Ausführungsform dann problematisch, wenn der Nockenwellenversteller eine Torsionsfeder aufweist, die im Austrittsbereich des Pins angeordnet sein kann. In einem derartigen Fall wird der Pin mit einer Herbeiführung der aktivierten Stellung in axialer Richtung weiter weg von der Nockenwelle bewegt, bis dieser zur Anlage an die Torsionsfeder kommt. Die Erfinder haben erkannt, dass ein derartiger unmittelbarer Kontakt zwischen Pin und Torsionsfeder nachteilig ist. Insbesondere kommt es zu einer Minderung der Dauerfestigkeit der Torsionsfeder und/oder des Pins durch eine Kerbwirkung zwischen den Kanten der Torsionsfeder und den Kontaktflächen.
Für die erste Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe schlägt die Erfindung vor, für einen Nockenwellenversteller ein Dichtblech vorzusehen, welches eine zentrale Ausnehmung besitzt, die koaxial zu einer Längsachse des Nockenwellenverstellers ausgerichtet werden kann und durch die während einer Montage und/oder während des Betriebs des Nockenwellenverstellers andere Bauelemente und/oder Werkzeuge hindurchtreten können. Um die zentrale Ausnehmung umlaufend besitzt das Dichtblech eine in Umfangsrichtung orientierte Sicke. Eine derartige Sicke kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise als Vollsicke, für die in einem radial innenliegend von der Sicke angeordneten Teilbereich sowie einem radial außenliegenden Teilbereich das Blech ungefähr in einer Ebene liegt, oder als Halbsicke, für die die Sicke einen radial innenliegenden Teilbereich mit einem axial versetzten, radial außenliegenden Teilbereich verbindet. Im Bereich der Sicke ist entsprechend der mechanischen Eigenschaften das Dichtblech elastisch verformbar, so dass bei einer Beaufschlagung des Dichtblechs zwischen zwei abzudichtenden Kontaktpartnern die axiale Erstreckung des Dichtblechs unter Erzeugung definierter Normalkräfte, Anpresskräfte und damit Dichtkräfte an den Kontaktflächen der Kontaktpartner verringert werden kann.
Das erfindungsgemäße Dichtblech ist dadurch multifunktional ausgebildet, dass zusätzlich zu der erwähnten Dichtfunktion für die Kontaktpartner das Dichtblech eine sich radial nach innen in die Ausnehmung erstreckende Lasche besitzt. Die Lasche weist eine axiale Anlagefläche auf, an der für einen Einsatz des Dichtblechs in einem Nockenwellenversteller der Pin als Anschlag oder Abstützung zur Definition einer aktivierten Stellung zur Anlage kommen kann.
Die mechanischen Eigenschaften der Lasche können geeignet gestaltet wer den, beispielsweise

– um einen federnden Anschlag für den Pin zu bilden oder
– hinsichtlich einer geeigneten Gestaltung der Anlagefläche mit einer Oberfläche, die besonders verschleißfest ist.

Für eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird ausgenutzt, dass eine Sicke beliebig über das Dichtblech verlaufen kann. Die Erfindung schlägt vor, für den Fall, dass eine Befestigungsbohrung oder ein Gewinde oder ein anderes Befestigungselement an dem Dichtelement vorzusehen ist, die Sicke um eine Befestigungsbohrung herumzuführen. Für den Fall, dass eine Abdichtung radial innenliegend von der Befestigungsbohrung gewünscht ist, ist die Sicke vorzugsweise radial innenliegend von der Befestigungsbohrung herumzuführen – und umgekehrt.
Für eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann ein Austritt eines abzudichtenden Mediums durch eine Befestigungsbohrung des Dichtblechs dadurch vermieden werden, dass die Sicke im Bereich der Befestigungsbohrung in zwei Teilsicken verzweigt. Die beiden Teilsicken können dann radial innenliegend sowie radial außenliegend an der Befestigungsbohrung vorbeigeführt sein und die Befestigungsbohrung einschließen.
Eine federnde und/oder dämpfende Wirkung der Lasche des Dichtblechs kann für eine weitere Ausgestaltung des Dichtblechs dadurch vergrößert werden, dass die Oberfläche des Dichtblechs zumindest im Bereich der Lasche mit einer Gummierung versehen ist.
Andererseits kann für eine alternative Ausgestaltung des Dichtblechs die Oberfläche desselben im Bereich von Dichtflächen mit den Kontaktpartnern mit einer Gummierung versehen sein, während die Fläche der Lasche ohne Gummierung ausgebildet ist. Beispielsweise kann auf diese Weise ein Verschleiß der Gummierung im Bereich der Lasche und deren Kontaktfläche vermieden werden. Hierzu kann das Dichtblech bereits gezielt mit der Gummierung lediglich in den gewünschten Bereichen hergestellt werden. Alternativ kann die Gummierung auch in Bereichen angeordnet werden, in denen diese eigentlich nicht gewünscht ist. Anschließend kann durch entsprechende Fertigungsverfahren, beispielsweise durch Sandstrahlen, die Gummierung in Bereichen, in denen diese nicht vorteilhaft ist, entfernt werden. In dem Nockenwellenversteller können auf diese Weise bspw.

– ein Sauberkeitsrisiko und/oder
– Kanäle verstopfende Partikel durch abgeplatzte Gummireste

Eine zweite Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe betrifft einen Nockenwellenversteller, in dem eines der zuvor erläuterten Dichtbleche dadurch Einsatz findet, dass dieses an einen Gehäusedeckel unter elastischer Verformung der Sicke angepresst ist zwecks Abdichtung des Gehäusedeckels. Der Gehäusedeckel begrenzt (zumindest) in axialer Richtung einen Aufnahmeraum für die Torsionsfeder. Für eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist der Aufnahmeraum in den Hydraulikfluss zu einer Kammer des in Flügelzellenbauweise ausgebildeten Nockenwellenverstellers eingebunden. Ist eine Stirnseite des Pins durch die Ausnehmung des Rotors mit dem Aufnahmeraum verbunden, kann eine Überführung des Pins von der aktivierten Stellung in die deaktivierte Stellung dadurch erfolgen, dass der Aufnahmeraum mit Hydraulikmedium beaufschlagt wird. Für eine derartige Ausgestaltung wird das Dichtelement derart ausgerichtet, dass die Lasche bei dem Umfangswinkel des Pins angeordnet ist und sich zumindest teilweise zwischen der Torsionsfeder und dem Pin erstreckt. Somit kann ein unmittelbarer Kontakt zwischen Pin und Torsionsfeder vermieden werden.
Für eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers überdeckt in einer aktivierten Stellung die Lasche ungefähr ²/₃ der Stirnfläche des Pins, wobei insbesondere auch Abweichungen von 20% oder 10% von dem Wortlaut "ungefähr 2/3 der Stirnfläche" mit umfasst sein sollen. Zu nächst hat sich für diese Ausgestaltungsform gezeigt, dass nicht erforderlich ist, dass sich die Lasche zwingend über die gesamte Stirnfläche des Pins erstreckt. Vielmehr kann der Pin in axialer Richtung in der aktivierten Stellung auch dann durch das Dichtblech abgestützt werden, wenn sich die Lasche von außen lediglich über einen Teilbereich der Stirnfläche nach innen erstreckt. Als alternativer oder kumulativer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung verbleibt auch für eine flächige Anlage der Stirnfläche des Pins an der Lasche ¹/₃ der Stirnfläche (mit den zuvor erwähnten Abweichungen) frei und kann damit mit einem Hydraulikmedium beaufschlagt werden, um den Pin von der aktivierten Stellung in die deaktivierte Stellung zu überführen.
Für eine dritte Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe erfolgt ebenfalls eine Trennung zwischen Torsionsfeder und Pin über ein Blech. In diesem Fall ist allerdings das Blech nicht integral mit dem Dichtblech ausgebildet, sondern vielmehr gegenüber einem Abstützelement abgestützt, an dem sich ein Fußpunkt der Torsionsfeder abstützt. Von einem derartigen Abstützelement erstreckt sich das Blech in radiale Richtung nach außen. Ein derartiges Blech kann auf besonders einfache Weise gefertigt werden und in den Nockenwellenversteller unter Minimierung der Bauraumbedingungen, insbesondere der axialen Baugröße, integriert werden.
Für den Fall, dass eine exakte Winkelbeziehung zwischen dem Pin einerseits und dem Blech andererseits erforderlich ist, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Winkelausrichtung des Abstützelements gegenüber dem Stator oder Rotor formschlüssig vorgegeben sowie auch die Winkelausrichtung des Blechs gegenüber dem Abstützelement formschlüssig vorgegeben. Ebenfalls denkbar ist eine unmittelbare Abstützung zwischen Blech und Stator oder Rotor über einen Formschluss in Umfangsrichtung zur Vorgabe der Winkelausrichtung des Blechs.
Eine weitere Vereinfachung kann erfindungsgemäß dadurch herbeigeführt werden, dass das Abstützelement einen radial orientierten Fortsatz aufweist, beispielsweise in Form einer Rippe, einer Passfeder o. ä., über den mit korrespon dierenden Anlageflächen die Winkelausrichtung des Abstützelements gegenüber dem Stator oder Rotor sowie die Winkelausrichtung des Blechs gegenüber dem Abstützelement vorgegeben werden können.
Für eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung des Nockenwellenverstellers besitzt das Blech einen ungefähr zylindrischen Bund oder Kragen. Der Bund kann mit seiner Innenfläche an einer Mantelfläche des Abstützelements anliegen, wodurch eine Montagehilfe gegeben sein kann und/oder das Blech gegenüber dem Abstützelement im Betrieb ausgerichtet sein kann unter steifer Abstützung wirkender Kräfte und Momente.
Die radiale Erstreckung des Blechs ist vorzugsweise derart gewählt, dass in der aktivierten Stellung das Blech 50% bis 70% der Stirnfläche des Pins überdeckt, so dass die radiale Erstreckung des Blechs minimiert ist und/oder ein Teilbereich der Stirnfläche des Pins frei bleiben kann, so dass hier eine Beaufschlagung mit einem Hydraulikmedium möglich ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft, ohne dass diese zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
1 einen Nockenwellenversteller mit "offener Kulisse" ohne trennendes Blech zwischen Pin und Torsionsfeder in einem Halblängsschnitt in räumlicher Darstellung;
2 ein Detail des Nockenwellenverstellers gemäß 1 mit dem Umgebungsbereich des Pins in einem Teillängsschnitt;
3 ein Detail des Nockenwellenverstellers gemäß 1 mit einem Dichtblech, welches zwischen einem Gehäusedeckel und dem Stator im Umgebungsbereich einer Flanschschraube verspannt ist, in einem Teillängsschnitt;
4 ein Teilbereich des Dichtblechs gemäß 3 in räumlicher Darstellung;
5 ein Detail des Nockenwellenverstellers gemäß 1 mit einem Dichtblech, welches zwischen einem Gehäusedeckel und dem Stator verspannt ist, in einem Teillängsschnitt;
6 ein Teilbereich des Dichtblechs gemäß 5 in räumlicher Darstellung;
7 ein Dichtblech ohne sich radial nach innen in eine zentrale Ausnehmung erstreckende Lasche in einer stirnseitigen Ansicht;
8 ein Dichtblech mit sich radial nach innen in einer Ausnehmung erstreckender Lasche in einer stirnseitigen Ansicht;
9 ein Detail eines Nockenwellenverstellers mit einem Dichtblech mit Lasche in einer Stirnansicht;
10 ein Detail eines Nockenwellenverstellers in einem Längsschnitt mit einem an einem Abstützelement abgestützten Blech, welches als Anschlag zwischen einer Torsionsfeder und einem Pin angeordnet ist;
11 das in 10 geschnitten dargestellte Blech in einer stirnseitigen Ansicht;
12 das Blech gemäß 11 in einer Seitenansicht;
13 das Blech gemäß 11 und 12 in einer räumlichen Darstellung und
14 einen Nockenwellenversteller in einer räumlichen Explosionsdarstellung mit Befestigungsschrauben, einem Gehäusedeckel, einem Abstützelement, einer Torsionsfeder, einem Blech, einem Pin und einer Rotor-Stator-Einheit.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1 zeigt einen Nockenwellenversteller 1. Bei dem Nockenwellenversteller 1 handelt es sich beispielhaft um einen Nockenwellenversteller in Flügelzellenbauweise, obwohl grundsätzlich auch jeder andere Typ eines Nockenwellenverstellers einsetzbar ist.
Der Nockenwellenversteller 1 besitzt ein Antriebsrad 2, über das dieser in An triebsverbindung mit einer Kurbelwelle steht. Das Antriebsrad 2 ist drehfest an einen Stator 3 angebunden, der mit einem topfartigen Gehäuse 4 und einem Gehäusedeckel 5 gebildet ist. Über eine kreisringförmige Scheibe 6, die quer zu einer Längsachse 7-7 des Nockenwellenverstellers 1 orientiert ist, ist der von Gehäuse 4 und Gehäusedeckel 5 begrenzte Innenraum aufgeteilt in zwei axial nebeneinander liegende Teilräume. Der der Nockenwelle zugewandte Teilraum nimmt in nicht dargestellter Weise unter Ausbildung von Steuerkammern den Flügel aufweisenden Rotor 8 auf, der unter Verwendung einer Zentralschraube 9 mit einer stirnseitigen Gewindebohrung der Nockenwelle verbunden oder verspannt ist. Der auf der der Nockenwelle abgewandten Seite der Scheibe 6 angeordnete Teilraum bildet eine ringförmige, um die Längsachse 7-7 umlaufende Kammer 10. Die Kammer 10 ist im Kontaktbereich zwischen Gehäuse 4 des Stators 3 und Gehäusedeckel 5 abgedichtet durch Zwischenschaltung eines Dichtblechs 11, welches über ein Anziehen von Befestigungsschrauben 12 zwischen Gehäuse 4 und Gehäusedeckel 5 verspannt werden kann.
Wie insbesondere aus 10 ersichtlich ist, besitzt der Gehäusedeckel 5 eine zentrale Gewindebohrung 13, in die unter Zwischenschaltung eines Dichtelements 14 ein Verschlusselement 15 oder ein Schraubdeckel eingeschraubt ist. Zwischen Stator 3 und Rotor 8 ist eine Torsionsfeder 16 zwischengeschaltet, die sich mit mehrfachen Windungen um die Längsachse 7-7 erstreckt. Der radial außenliegende Federfußpunkt 17 ist gegenüber dem Stator 3 abgestützt, während der radial innenliegende Federfußpunkt 18 gegenüber einem Abstützelement 19 abgestützt ist.
Das eine konstante Wandstärke besitzende Abstützelement 19 weist einen Bund 20 mit quadratischem Außenquerschnitt auf, der formschlüssig von dem Federfußpunkt 18 umgriffen ist. Der Bund 20 ist über einen radial orientierten Steg 21 mit einer zylinderförmigen Mantelfläche 22 verbunden, die schließlich in einen radial orientierten, kreisringförmigen Steg 23 übergeht. Durch die Innenbohrung des Stegs 23 erstreckt sich die Zentralschraube 9. In der in 10 dargestellten Montagestellung presst der Kopf der Zentralschraube 9 den Steg 23 an den Rotor 8, so dass das Abstützelement 19 fest mit dem Rotor 8 und der Nockenwelle verbunden ist.
2 zeigt einen Pin 24, der in axialer Richtung und parallel zur Längsachse 7-7 verschieblich in einer Ausnehmung 25 des Rotors 8 aufgenommen ist und sich in der in 2 dargestellten aktivierten Stellung durch eine durchgehende Ausnehmung 26 der Scheibe 6 erstreckt, so dass Stator 3 und Rotor 8 über den Pin 24 formschlüssig in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind. Die Ausnehmung bildet damit eine "offene Kulisse". Eine Stirnfläche 27 des Pins 2 liegt an dem Steg 21 und/oder an der Torsionsfeder 16 an.
3 und 5 zeigen die Anordnung des Dichtblechs 11 zwischen dem Gehäusedeckel 5 und dem Gehäuse 4, wobei in 3 der Umgebungsbereich einer Befestigungsschraube 12 dargestellt ist, während in 5 ein Kontaktbereich abseits der Befestigungsschraube 12 dargestellt ist. 4 und 6 zeigen das Dichtelement 11 in räumlicher Darstellung mit einem den 3 und 5 entsprechenden Schnitt.
Für die dargestellte Ausführungsform ist das Dichtblech 11 mit einer Sicke 28 ausgebildet, die in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet ist und grundsätzlich radial außenliegend von dem Dichtblech 11 angeordnet ist. Die Sicke 28 ist als Vollsicke ausgebildet, wobei ein radial außenliegend von der Sicke 28 angeordneter Teilbereich 29 und ein radial innenliegend von der Sicke 28 angeordneter Teilbereich 30 ungefähr in einer Ebene liegen. Die Sicke 28 besitzt damit zwei Teilsicken 31, 32, im Bereich welcher das Dichtblech 11 gebogen ist. Im Bereich einer Befestigungsbohrung 33, durch die sich in eingebautem Zustand die Befestigungsschraube 12 erstreckt, laufen die Teilsicken 31, 32 dadurch auseinander, dass die radial innenliegende Teilsicke 31 radial nach innen, um die Befestigungsbohrung herum und dann wieder radial nach außen verläuft. Die Befestigungsbohrung 33 ist zwischen den beiden Teilsicken 31, 32 eingeschlossen.
Im Bereich der Schraubenaussparungen sind umgebogene Positionslaschen in axialer Richtung angeordnet, die in die entsprechenden Aussparun gen/Bohrungen im Verriegelungsdeckel/der Scheibe in radialer Richtung und in Umfangsrichtung angefedert eingreifen. Dadurch wird die Dichtscheibe bei der Montage vorpositioniert
Während 7 das Dichtblech 11 mit einer zentralen Ausnehmung 34 zeigt, die im Wesentlichen kreisrund ausgebildet ist, zeigt 8 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der sich eine radial nach innen orientierte, in erster Näherung trapezförmig nach radial nach innen verjüngte Lasche 35 radial nach innen erstreckt, wobei die Lasche 35 vorzugsweise in der Ebene des Teilbereichs 30 liegt. Der Öffnungswinkel der trapezförmigen Seiten der Lasche 35 ist insbesondere derart, dass sich Verlängerungen der Seiten vor der Längsachse und dem Mittelpunkt des Dichtbleches 11 schneiden.
Wie aus 9 ersichtlich ist, bildet in eingebautem Zustand die Lasche 35 des Dichtblechs 11 mit einer Anlagefläche 36 einen Anschlag oder eine elastische Begrenzung für den Pin 24, der die aktivierte Stellung des Pins vorgibt. Zu erkennen ist in 9 weiterhin, dass sich die Lasche 35 nur so weit radial nach innen erstreckt, dass noch ein Teilbereich 37 der Stirnfläche des Pins 24 frei zugänglich bleibt, beispielsweise für den Hydraulikdruck eines in der Kammer 10 angeordneten Hydraulikmediums. Über eine Vorgabe des Umfangswinkels α gemäß 8, um den die Anlagefläche 36 gegenüber der Befestigungsbohrung 33 des Dichtblechs 11 versetzt ist, kann gewährleistet werden, dass die Lasche 35 tatsächlich in dem gewünschten Maß "fluchtend" zu dem Pin 24 angeordnet und montiert wird. Neben der dargestellten Variante eines radial innenliegenden freien Teilbereiches kann sich ein freier Teilbereich auch infolge eines Versatzes zwischen Lasche 35 und Längsachse des Pins 24 in Umfangsrichtung ergeben.
10 bis 14 zeigen eine alternative Ausgestaltung, für die ein Anschlag nicht durch eine Lasche 35 eines Dichtbleches 11 gebildet ist, sondern vielmehr durch ein Blech 38. Das Blech 38 ist grundsätzlich kreisringförmig ausgebildet mit einer quer zur Längsachse 7-7 orientierten Kreisringfläche 39 und einem hohlzylinderförmigen Bund 40 oder Kragen. Das Blech 38 besitzt sich von innen radial nach außen über ungefähr die halbe radiale Erstreckung des Blechs 38 erstreckende Ausnehmungen 41, 42, die in erster Näherung eine halbkreisförmige Kontur haben und sich sowohl im Bereich des Bunds 40 als auch der Kreisringfläche 39 erstrecken. Die Ausnehmungen 41, 42 sind nicht exakt einander gegenüberliegend angeordnet, sondern in Umfangsrichtung um einen Winkel β versetzt, wodurch eine eindeutige Montagezuordnung gegeben ist. Für eine derartige Ausgestaltung ist das Abstützelement 19 mit zwei Fortsätzen 43, 44 ausgestattet, die eine mit den Ausnehmungen 41, 42 korrespondierende Kontur aufweisen und entsprechend den Ausnehmungen 41, 42 in Umfangsrichtung versetzt zur Längsachse 7-7 angeordnet sind. Der Rotor 8 des Nockenwellenverstellers 1 besitzt ebenfalls korrespondierende Ausnehmungen 45. Neben den dargestellten halbkreisförmigen Konturen der Ausnehmungen 41, 42, 45 und Fortsätze 43, 44 sind beliebige andere Konturgebungen möglich, die einen Formschluss in Umfangsrichtung gewährleisten.
Mit einer Montage des Nockenwellenverstellers 1 tritt das Abstützelement 19 mit der Mantelfläche 22 und den Fortsätzen 43, 44 in die Ausnehmungen 45 des Rotors 8 ein, wobei, wie in 10 ersichtlich ist, zwischen Rotor 8 und Steg 21 das Blech 38 gefangen ist. Der Bund 40 stützt sich auf der Außenfläche der Mantelfläche 22 ab. Eine Verdrehsicherung des Blechs 38 gegenüber dem Abstützelement 19 ist durch den Formschluss zwischen Ausnehmungen 41, 42 und Fortsätzen 43, 44 gegeben. Die Kreisringfläche 39 des Blechs 38 erstreckt sich gerade so weit radial nach außen, dass die Stirnfläche 27 des Pins 24 lediglich teilweise von dem Blech 38 abgedeckt ist und ein Teilbereich 37 frei bleibt, wie auch aus 10 ersichtlich ist. An dem Bund 20 ist außenliegend der Federfußpunkt 18 die Torsionsfeder 16 abgestützt. Der Gehäusedeckel 5 wird schließlich mit Befestigungsschrauben 12 an der Scheibe 6 festgeschraubt, so dass die Torsionsfeder 16 in der innenliegend gebildeten, abgedichteten Kammer 10 aufgenommen ist.
Das Dichtblech 11 ist vorzugsweise aus einem 0,2 mm dicken, vorgummierten Blech aus Federstahl ausgestanzt. Eine Integration der zusätzlichen Lasche 35 in das Dichtblech 11 kann durch eine Anpassung im Stanzwerkzeug realisiert werden. Die gummierte Oberfläche der Lasche 35 kann bei ausreichender Dauerfestigkeit als Schlag- und Schalldämpfung als Anschlag für den Pin 24 benutzt werden. Falls eine Dauerfestigkeit der gummierten Oberfläche nicht gegeben ist, kann diese Gummischicht im Kontaktbereich durch entsprechende Fertigungsverfahren, beispielsweise Sandstrahlen, entfernt werden. Damit kann ein Sauberkeitsrisiko durch abgeplatzte Gummireste vermieden werden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit einem Dichtblech 11 zeichnet sich durch eine hohe Dauerfestigkeit der spiralförmigen Torsionsfeder 16 sowie des Pins 24 aus und stellt eine robuste und leicht herstellbare Lösung dar, die gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen kostenneutral ist.
Durch geeignete Formvorgaben für das Dichtblech 11 oder das Blech 38, insbesondere Ausnehmungen 41, 42, 45 und Fortsätze 43, 44 kann ein fehlerfreie Montage durch einfaches Einlegen ohne zusätzliche Justierungen oder Einstellungen möglich gemacht werden. Das Blech 38 kann vorzugsweise aus einem 0,1 ... 0,5 mm dicken gehärteten Federblech ausgestanzt und/oder umgeformt werden. Der Außendurchmesser des Blechs 38 ist so ausgelegt, dass eine Überdeckung von 50% bis ca. 70% der Stirnfläche 27 des Pins 24 verbleibt. Eine gehärtete Oberfläche des Blechs 38 soll bei ausreichender Dauerfestigkeit als Schlag- und Schalldämpfung als Anschlag für den Pin 24 benutzt werden. Dadurch wird auch eine Kerbwirkung des Pins 24 an der Torsionsfeder 16 vermieden. Eine Zentrierung des Blechs 38 findet mit einer Übergangspassung an dem Abstützelement 19 statt, wofür der Bund 40 des Blechs 38 eingesetzt wird. Ebenfalls möglich ist alternativ eine Zentrierung des Blechs 38 an dem Gehäusedeckel 5. Alternative Zentriermöglichkeiten sind ebenfalls möglich.
Möglich ist weiterhin, dass die Ausnehmungen 41, 42 und Fortsätze 43, 44 entfallen, insbesondere in dem Fall, dass aus Funktionssicht eine Verdrehung des Blechs 38 im Betrieb gewünscht ist, um Verformungen und Verschleiß an dem Blech 38 regelmäßig zu verteilen, wodurch eine Dauerfestigkeit des Blechs 38 verbessert werden kann. Bei dem Abstützelement 19 handelt es sich vorzugsweise um ein tiefgezogenes Blechteil. Das Gewicht des Blechs 38 kann im einstelligen Gramm-Bereich liegen.

1: Nockenwellenversteller
2: Antriebsrad
3: Stator
4: Gehäuse
5: Gehäusedeckel
6: Scheibe
7: Längsachse
8: Rotor
9: Zentralschraube
10: Kammer
11: Dichtblech
12: Befestigungsschraube
13: Gewindebohrung
14: Dichtelement
15: Verschlusselement
16: Torsionsfeder
17: Federfußpunkt (radial außen)
18: Federfußpunkt (radial innen)
19: Abstützelement
20: Bund
21: Steg
22: Mantelfläche
23: Steg
24: Pin
25: Ausnehmung (für Pin Rotor)
26: Ausnehmung (für Pin Scheibe)
27: Stirnfläche
28: Sicke
29: Teilbereich radial außen
30: Teilbereich radial innen
31: Teilsicke innen
32: Teilsicke außen
33: Befestigungsbohrung
34: zentr. Ausnehmung Dichtblech
35: Lasche
36: Anlagefläche
37: freier Teilbereich Pin
38: Blech
39: Kreisringfläche
40: Bund
41: Ausnehmung
42: Ausnehmung
43: Fortsatz
44: Fortsatz
45: Ausnehmung
46: Positionslasche

Claims

Dichtblech (11) für einen Nockenwellenversteller (1) mit einer in Umfangsrichtung umlaufenden und elastisch verformbaren Sicke (28) und einer zentralen Ausnehmung (34), dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtblech (11) eine sich radial nach innen in die Ausnehmung (34) erstreckende Lasche (35) besitzt, die eine axiale Anlagefläche (36) aufweist für einen Pin (24) zur Festlegung und/oder Begrenzung eines Stellwinkels des Nockenwellenverstellers (1).
Dichtblech (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (28) um eine Befestigungsbohrung (33) herumgeführt ist.
Dichtblech (11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (28) im Bereich der Befestigungsbohrung (33) in zwei Teilsicken (31, 32) verzweigt und die Befestigungsbohrung (33) zwischen den Teilsicken (31, 32) eingeschlossen ist.
Dichtblech (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Dichtblechs (11) zumindest im Bereich der Lasche (35) mit einer Gummierung versehen ist.
Dichtblech (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Dichtblechs (11) im Bereich von Dichtflächen mit einer Gummierung versehen ist, während die Anlagefläche (36) der Lasche (35) ohne Gummierung ausgebildet ist.
Nockenwellenversteller (1) für eine Brennkraftmaschine mit a) einem Stator (3), b) einem relativ gegenüber dem Stator (3) entlang eines Stellwinkels bewegbaren Rotor (8), c) einem Pin (24), der in einer aktivierten Stellung einen Stellwinkel des Nockenwellenverstellers (1) formschlüssig begrenzt oder festlegt, d) einer zwischen Stator (3) und Rotor (8) wirkenden Torsionsfeder (16), e) einem Gehäusedeckel (5), mit dem ein Aufnahmeraum (Kammer 10) für die Torsionsfeder (16) zumindest in axialer Richtung begrenzt ist, f) einem Dichtblech (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, an welches der Gehäusedeckel (5) unter elastischer Verformung der Sicke (28) angepresst ist, g) wobei die Lasche (35) bei dem Umfangswinkel des Pins (24) zumindest teilweise zwischen Torsionsfeder (16) und Pin (24) angeordnet ist.
Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der aktivierten Stellung die Lasche (35) ungefähr 2/3 der Stirnfläche (27) des Pins (24) überdeckt.
Nockenwellenversteller (1) für eine Brennkraftmaschine mit a) einem Stator (3), b) einem relativ gegenüber dem Stator (3) entlang eines Stellwinkels bewegbaren Rotor (8), c) einem Pin (24), der in einer aktivierten Stellung einen Stellwinkel des Nockenwellenverstellers (1) formschlüssig begrenzt oder festlegt, d) einer zwischen Stator (3) und Rotor (8) wirkenden Torsionsfeder (16), e) einem Gehäusedeckel (5), mit dem ein Aufnahmeraum (Kammer 10) für die Torsionsfeder (16) zumindest in axialer Richtung begrenzt ist, f) einem Abstützelement (19), mit dem ein Federfußpunkt (30) der Torsionsfeder (16) gegenüber dem Rotor (8) oder Stator (3) abgestützt ist dadurch gekennzeichnet, dass g) zwischen Torsionsfeder (16) und Pin (24) ein Blech (38) angeordnet ist, ga) welches eine Anlagefläche (36) besitzt, an der der Pin (24) in der aktiven Stellung zur Anlage kommt, bg) an dem Abstützelement (19) abgestützt ist und gc) welches sich von dem Abstützelement (19) in radialer Richtung nach außen erstreckt.
Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelausrichtung des Abstützelements (19) gegenüber dem Stator (3) sowie die Winkelausrichtung des Blechs (38) gegenüber dem Abstützelement (19) formschlüssig vorgegeben ist.
Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelausrichtung des Abstützelements (19) gegenüber dem Stator (3) oder Rotor (8) sowie die Winkelausrichtung des Blechs (38) gegenüber dem Abstützelement (19) über einen Fortsatz (43, 44) des Abstützelements (19) vorgegeben ist.
Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (38) einen ungefähr zylindrischen Bund (40) besitzt, dessen Innenfläche an einer Mantelfläche (22) des Abstützelements (19) anliegt.
Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erstreckung des Blechs (38) derart gewählt ist, dass in aktivierter Stellung das Blech (38) 50 bis 70% der Stirnfläche (27) des Pins (24) überdeckt.