DE102007015064A1

DE102007015064A1 - Nockenwellenversteller und Verfahren zur Einstellung einer Begrenzungsstellung für einen Nockenwellenversteller

Info

Publication number: DE102007015064A1
Application number: DE102007015064A
Authority: DE
Inventors: Steffen Hertrich; Lothar Schmitt
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-02
Also published as: US7874273B2; US20080236528A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller (1), bei welchem über ein Begrenzungselement (11) eine Begrenzung einer Verstellung des Nockenwellenverstellers erfolgt. Erfindungsgemäß ist das Begrenzungselement (11) über eine Exzentrizität mit dem zugeordneten Bauelement (3), insbesondere einem Innenrotor, verbunden. Über eine exzentrische Verstellung des Begrenzungselementes kann eine Anpassung der Position des Begrenzungselementes in Umfangsrichtung je nach den Fertigungsgegebenheiten im Toleranzbereich erfolgen. Hierdurch wird die Montage des Nockenwellenverstellers vereinfacht und die erzielbare Genauigkeit der Begrenzungsstellung verbessert.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller mit einem Begrenzungselement zur Begrenzung der Relativbewegung zwischen zwei Bauelementen des Nockenwellenverstellers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren, mittels dessen eine Einstellung einer Begrenzungsstellung von zwei Bauelementen erfolgen kann, welche zur Veränderung eines Stellwinkels eines Nockenwellenverstellers relativ zueinander bewegt werden.
Hintergrund der Erfindung
Für moderne Brennkraftmaschinen, die Einsatz in Kraftfahrzeugen finden, ist eine Beeinflussung der Steuerzeiten, insbesondere der Ein- und Auslasszeiten, der Brennkraftmaschine wünschenswert. Hierzu finden Nockenwellenversteller Einsatz, die einer Beeinflussung der relativen Drehwinkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dienen, wodurch die Steuerzeiten der Brennkraftmaschine betriebsabhängig beeinflusst werden können. Dies ist beispielsweise vorteilhaft hinsichtlich der Gestaltung der Leistungsentfaltung, der Drehmomentcharakteristik, der Abgaswerte, des Verbrauchs und/oder der Schallemission der Brennkraftmaschine.
Für Nockenwellenversteller gibt es unterschiedliche Bauformen, beispielsweise Nockenwellenversteller mit integriertem Getriebe, beispielsweise einem ein- oder mehrstufigen, gleichförmig oder ungleichförmig übersetzten Drei-Wellen-Getriebe, einem Mehrgelenkgetriebe oder Koppelgetriebe, ein Taumelscheibengetriebe, ein Exzentergetriebe, ein Planetengetriebe, ein Wellgetriebe, Kurvenscheibengetriebe, Kombinationen der vorgenannten Getriebearten. Eine beispielhafte alternative Bauform eines Nockenwellenverstellers stellt ein solcher in Flügelzellenbauweise oder in Axialkolbenbauweise dar, bei denen eine Stellbewegung über ein Hydraulikmedium erzeugt wird. Weitere mögliche Bauformen sind insbesondere solche mit Schwenkflügeln oder Segmentflügeln.
Sämtliche vorgenannten Ausgestaltungen eines Nockenwellenverstellers können im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Ein Stellwinkel des Nockenwellenverstellers wird hierbei durch eine Relativbewegung zweier zueinander bewegter Bauelemente des Nockenwellenverstellers erzeugt. Während es sich bei einer derartigen Relativbewegung durchaus um eine translatorische oder gekrümmte Bewegung handeln kann, wird im Folgenden beispielhaft Bezug genommen auf eine rotatorische Relativbewegung von als Außenrotor und Innenrotor ausgebildeten Bauelementen, wie diese insbesondere für einen Nockenwellenversteller in Flügelzellenbauweise Einsatz finden.
Eine einseitige Begrenzung, spielbehaftete Festlegung oder spielfreie Festlegung des Freiheitsgrades für die Relativbewegung kann über ein Begrenzungselement erfolgen. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen fest mit einem Bauelement verbundenen Zapfen, Pin, Vorsprung oder ähnliches handeln, welcher in einer Nut des anderen Bauelementes geführt ist und für die gewünschte Begrenzungsstellung zur Anlage an ein Nutende des anderen Bauelementes kommt. Problematisch ist hierbei eine gewünschte Vorgabe der Begrenzungs stellung unter Beachtung der Fertigungstoleranzen für die Bauelemente, die Nut und die Position des Begrenzungselementes. Erschwerend kann hinzukommen, dass in der Umgebung der Begrenzungsstellung oder in der Begrenzungsstellung selbst ein zusätzliches Verriegelungselement zum Einsatz kommen soll, welches mit einem oder ohne ein Restspiel den Nockenwellenversteller arretieren soll, beispielsweise bei Einbrüchen der Versorgung mit einem Hydraulikmedium, wie diese in der zeitlichen Umgebung des Abschaltens oder Startens der Brennkraftmaschine, und/oder für eine Arretierung in einer Betriebsstellung "früh" oder "spät" des Nockenwellenverstellers, insbesondere in definierten Betriebssituationen der Brennkraftmaschine.
In DE 198 60 418 A1 ist erkannt worden, dass eine vorhandene Begrenzung der Stellbewegung für einen Nockenwellenversteller in Flügelzellenbauweise durch Anschlag der Flügel an die radial orientierten Begrenzungswände der Arbeitskammern unzureichend ist, insbesondere wenn ein Nockenwellenversteller mit im Wesentlichen unveränderter Bauform Einsatz finden soll für unterschiedliche Brennkraftmaschinen, bei denen unterschiedliche maximale und minimale Stellwinkel und Verriegelungspositionen gewünscht sind. Demgemäß wird vorgeschlagen, an einem Bauelement einen Anschlagbolzen oder einen Passstift vorzusehen, der durch eine Presspassung oder durch eine Übergangspassung in einer Grundbohrung befestigt oder lose geführt ist. Ebenfalls vorgeschlagen wird, den Anschlagbolzen und die Grundbohrung mit einem Gewinde auszubilden und den Anschlagbolzen in der Grundbohrung zu verschrauben oder auch den Anschlagbolzen in der Grundbohrung zu verschweißen. In dem anderen Bauelement ist eine Winkelbegrenzungsnut vorgesehen, welche für unterschiedliche Einsatzfälle des Nockenwellenverstellers unterschiedliche Größen besitzen kann, insbesondere sich über unterschiedliche Umfangswinkel erstrecken kann. Zusätzlich ist ein Verriegelungspin vorgesehen, der sich bei Druckbeaufschlagung mit dem Hydraulikmedium unterhalb eines Schwellwertes durch eine Feder in einer Verriegelungsstellung durch zwei fluchtende Bohrungen der Bauelemente erstreckt, während für einen Hydraulikdruck oberhalb des vorgenannten Schwellwertes der Verriegelungspin aus einem Bauelement heraus in das andere Bauelement verschoben wird. Für den Fall eines Einsatzes sowohl eines Begrenzungselementes in Form eines Anschlagbolzens in einer Winkelbegrenzungsnut als auch eines Verriegelungspins ist zusätzlich zu den zuvor erwähnten Toleranzen zu beachten, dass eine Verriegelungsstellung in einem exakt vorgegebenen Intervall des durch Anschlagbolzen und Winkelbegrenzungsnut vorgegebenen Bereich liegt. Beispielsweise muss eine Verriegelung für eine Endlage, also für die Anlage des Anschlagbolzens an der Winkelbegrenzungsnut erfolgen, so dass das Ende der Winkelbegrenzungsnut, die Position des Anschlagbolzens und die Bohrungen, in denen der Verriegelungspin geführt ist, exakt zueinander ausgerichtet sein müssen.
Die vorgenannten Probleme können dazu führen, dass für einen vormontierten Versteller während der Montage des Nockenwellenverstellers ein Ausmessen der vorliegenden Summentoleranzen erfolgen muss. Je nach Ergebnis wird dann ein passender Anschlagstift zugepaart. Dies erfordert eine aufwändige Methodik während der Montage mit hohen Investitionen, erhöhten Anforderungen an eine Messtechnik und Präzision, erhöhten Werkzeugkosten und Taktzeitverlusten. Allerdings ist selbst bei einer derartigen aufwändigen Zupaarung die herstellbare Toleranz nach unten begrenzt. Eine weitere Verringerung der erzielbaren Toleranzbänder lässt sich nur durch Erhöhung des Aufwandes und eventuell ein Aussortieren erreichen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nockenwellenversteller vorzuschlagen, bei dem der Einfluss von Fertigungstoleranzen auf eine Stellwinkelvorgabe oder -begrenzung vermindert ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Einstellung einer Begrenzungsstellung zwischen zwei relativ zueinander bewegten Bauelementen eines Nockenwellenverstellers vorzuschlagen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Vorschlag der Erfindung wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass nicht ein definierter, fester Anschlagbolzen ungeachtet der tatsächlichen gefertigten Ist-Maße innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches Einsatz finden muss. Vielmehr schlägt die Erfindung vor, dass ein Begrenzungselement Einsatz findet, welches mindestens eine Exzentrizität besitzt. Die Exzentrizität kann gezielt genutzt werden, um etwaige Fertigungstoleranzen auszugleichen. Ebenfalls denkbar ist, dass über die Exzentrizität eine Anpassung baugleicher Nockenwellenversteller an unterschiedliche Brennkraftmaschinen und unterschiedliche erforderliche Begrenzungsstellungen erfolgt.
Für die Ausgestaltung und Nutzung der Exzentrizität gibt es unterschiedliche Möglichkeiten:
Einerseits kann das Begrenzungselement selber eine exzentrische Außenkontur in der Art eines Nockens aufweisen, so dass für unterschiedliche Winkelstellungen des Begrenzungselementes gegenüber dem Bauelement, mit welchem dieses verbunden ist, unterschiedliche radiale Erstreckungen des Begrenzungselementes zur Wirkung kommen können. Im einfachsten Fall kann durch eine derartige Exzentrizität eine Toleranz für die Länge einer gefertigten Winkelbegrenzungsnut ausgeglichen werden – ist die Winkelbegrenzungsnut zu lang ausgebildet, wird die Exzentrizität des Begrenzungselementes derart genutzt, dass ein breiterer Bereich des Begrenzungselementes in Umfangsrichtung mit den Anschlägen der Winkelbegrenzungsnut in Wirkverbindung tritt- und umgekehrt.
Unter einer Exzentrizität im Sinne der Erfindung ist jedes Bauelement oder jede Gruppe von Bauelementen zu verstehen, bei der über eine Rotation des oder eines Bauelementes um eine Rotationsachse stufig oder stufenlos eine Kon taktfläche des Begrenzungselementes ihren Abstand von der Rotationsachse verändert. Mögliche beispielhafte Ausgestaltungsformen sind

– eine Exzenterwelle mit zwei gleichen oder unterschiedlichen kreisförmigen Querschnitten, deren Mittelpunkte zueinander parallel zur Längsachse versetzt sind,
– ein Mehrkantprofil,
– ein Polygonprofil oder
– ein Bolzen mit Kurvenscheibe.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist (alternativ oder kumulativ) das Begrenzungselement über die Exzentrizität mit dem zugeordneten Bauelement verbunden. Dies bedeutet, dass infolge der Verbindung über die Exzentrizität je nach Verdrehung des Begrenzungselementes das Begrenzungselement, beispielsweise mit einer zylindrischen Anschlag-Mantelfläche, an unterschiedlichen Positionen in Umfangsrichtung platziert werden kann. Eine derartige Platzierung kann während der Montage entsprechend der jeweils vorgefundenen toleranzbedingten Fertigung erfolgen. Im Gegensatz zu der eingangs erwähnten "Zupaarung" eines Begrenzungselementes, beispielsweise eines Anschlagbolzens, ist über die Exzentrizität eine stufenlose, besonders feinfühlige Einstellmöglichkeit gegeben, die eine beliebige exakte Positionierung ermöglicht. Als weiterer Vorteil ist abweichend zu der eingangs genannten aufwändigen Methodik mit einem exakten Ausmessen und einem anschließenden Zupaaren lediglich eine winkelsensitive Montage des Begrenzungselementes mit dem zugeordneten Bauelement erforderlich.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besitzt das über die Exzentrizität mit dem Bauelement verbundene Begrenzungselement einen Anschlag, bei welchem es sich beispielsweise um eine in eine Winkelbegrenzungsnut hineinragende zylinderförmige Mantelfläche handeln kann. Das Begrenzungselement ist fest mit dem zugeordneten Bauelement verbunden. Für die Vorgabe einer Begrenzungsstellung kommt der Anschlag, beispielsweise die zylinderförmige Mantelfläche, zur Anlage an eine Gegenfläche des anderen Bauelementes, bei der es sich beispielsweise um das Ende einer Winkelbegrenzungsnut handeln kann.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Begrenzungselement einen ersten und einen zweiten Längsabschnitt aufweist, wobei der zweite Längsabschnitt im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich dessen Längsachse ausgebildet ist und der erste Längsabschnitt an einem axialen Ende des zweiten Längsabschnitts angeordnet ist und eine Exzentrizität bezüglich der Längsachse des zweiten Längsabschnitts aufweist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der zweite Längsabschnitt zumindest teilweise in einem der relativ zueinander bewegten Bauteile aufgenommen ist und der erste Längsabschnitt in eine an dem anderen Bauteil ausgebildeten Kulisse eingreift.
Für eine feste Verbindung zwischen dem Begrenzungselement und dem zugeordneten Bauelement sind beliebige Verbindungsmöglichkeiten denkbar. Bei einer gewünschten Schweißverbindung zwischen Begrenzungselement und Bauelement muss das Begrenzungselement vor Erstellung der Verschweißung winkelexakt ausgerichtet werden und unter Umständen vorfixiert werden. Unter Umständen ist auch ein Verschrauben zwischen Begrenzungselement und Bauelement möglich, wobei diese feste Verschraubung für unterschiedliche Winkelausrichtungen möglich sein muss. Ebenfalls denkbar ist es, für die Verbindung zwischen Bauelement und Begrenzungselement eine Presspassung einzusetzen, sofern diese Presspassung in der gewünschten Winkelstellung zur Wirkung kommt. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung findet zunächst zwischen Begrenzungselement und Bauelement eine lose Passung, eine Übergangspassung oder eine leichte Presspassung Einsatz, die die Verschwenkung der Exzentrizität noch zulässt. In der gewünschten Winkelausrichtung des Begrenzungselementes erfolgt dann ein Verstemmen, über welches die feste Verbindung herbeigeführt oder vervollständigt wird.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist durch ein Verfahren zur Einstellung einer Begrenzungsstellung zwischen zwei für eine Veränderung eines Stellwinkels eines Nockenwellenverstellers relativ zueinander bewegten Bauelementen gemäß Patentanspruch 4 gegeben. Bei einem derartigen Verfahren werden zunächst die Bauelemente in eine Soll-Begrenzungsstellung gebracht. Hierzu kommt eine Einstellhilfe zum Einsatz, bei der es sich um ein gezielt zu diesem Zweck ausgebildetes Werkzeug, einen Passbolzen oder ähnliches handeln kann. Das Begrenzungselement ist über eine Exzentrizität mit einem der Bauelemente verbunden. In der Soll-Begrenzungsstellung, die durch die Einstellhilfe gesichert ist, erfolgt eine Verdrehung des Begrenzungselementes, so dass sich vorzugsweise die Position eines Anschlages in Umfangsrichtung mit der Verdrehung an ein Ende der Winkelbegrenzungsnut annähert. Die Verdrehung wird derart ausgeführt, dass sich am Ende der Verdrehung das Begrenzungselement in einem vordefinierten Abstand von einer Gegenfläche des anderen Bauelementes befindet. Beispielsweise kann die Verdrehung beendet werden, wenn eine zylinderförmige Anschlagfläche des Begrenzungselementes an einer Gegenfläche des anderen Bauelementes anliegt, die in diesem Fall als Ende einer Winkelbegrenzungsnut ausgebildet sein kann.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anschließend an die Verdrehung des Begrenzungselementes der Freiheitsgrad für eine Verdrehung des Begrenzungselementes beseitigt, so dass das Begrenzungselement dauerhaft in der gewählten Winkelstellung verbleibt. Wie zuvor erwähnt kann die Beseitigung des Freiheitsgrades durch beliebige Befestigungsmaßnahmen erfolgen, beispielsweise durch ein Verstemmen.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Vorschlag handelt es sich bei der Einstellhilfe um einen Stufenpin, welcher in eine Ausnehmung für ein Verriegelungselement eingeführt wird. Durch die Gestaltung der Durchmesser des Stufenpins kann ein gewünschtes Spiel vorgegeben werden, welches im Betrieb des Nockenwellenverstellers zwischen der durch das Begrenzungselement vorgegebenen Winkellage und den Winkellagen, in denen ein Verriegelungsele ment wirksam werden kann, vorhanden ist. Hierbei können durchaus Durchmesser zum Einsatz kommen, die von dem Durchmesser des später eingesetzten Verriegelungspins abweichen.
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.
1 zeigt einen teilweise geschnittenen Nockenwellenversteller in räumlicher Darstellung, wobei vor der Montage des Begrenzungselementes ein Stufenpin in eine Bohrung für ein Verriegelungselement eingesetzt ist.
2 zeigt den Nockenwellenversteller gemäß 1 in entsprechender räumlicher Darstellung, wobei ein Begrenzungselement mit dem Nockenwellenversteller montiert ist.
3 zeigt den Nockenwellenversteller gemäß 2 in einer veränderten räumlichen Ansicht.
4 zeigt einen Nockenwellenversteller in teilgeschnittener, 1 und 2 entsprechender räumlicher Darstellung, wobei die Einstellhilfe in Form des Stufenpins beseitigt ist und ein Verriegelungselement in der dafür vorgesehenen Bohrung angeordnet ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung findet Einsatz für einen Nockenwellenversteller 1 beliebiger Bauart, bei der eine Veränderung eines Stellwinkel des Nockenwellenverstellers 1 mit der Relativbewegung von zwei Bauelementen 2, 3 einhergeht. Bei einer derartigen Relativbewegung kann es sich um eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung handeln. In den 1 bis 4 wird beispielhaft auf einen Nockenwellenversteller in Flügelzellenbauweise Bezug genommen, ohne dass dies eine Einschränkung des Einsatzbereiches der vorliegenden Erfindung darstellen soll. Das grundsätzliche Funktionsprinzip eines Nockenwellenverstellers 1 in Flügelzellenbauweise ist einer Vielzahl von Druckschriften der Anmelderin, beispielsweise DE 198 60 418 A1 , beschrieben.
Bei einem Nockenwellenversteller 1 in Flügelzellenbauweise ist ein Außenrotor von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben, beispielsweise über ein Zugmittel wie eine Kette. Relativ zu dem Außenrotor um zueinander fluchtende Rotationsachsen verdrehbar ist ein Innenrotor, welcher drehfest mit einer dem Nockenwellenversteller zugeordneten Nockenwelle verbunden ist. Zwischen Außenrotor und Innenrotor sind Arbeitskammern gebildet, durch welche sich in radialer Richtung Flügel des Innenrotors erstrecken, die stirnseitig an einer inneren Mantelfläche des Außenrotors unter Abdichtung anliegen. Die Flügel unterteilen die Arbeitskammern in gegenüberliegend angeordnete und entgegengesetzt wirkende Teilarbeitskammern, welche zur Herbeiführung der gewünschten Stellbewegung gezielt mit einem Hydraulikmedium beaufschlagt werden können. Für das in den 1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Bauelement 2 um den Außenrotor, während das Bauelement 3 den Innenrotor des Nockenwellenverstellers 1 in Flügelzellenbauweise bildet.
Die Bauelemente 2, 3 besitzen parallel zur Rotationsachse orientierte Bohrungen 4, 5, durch welche sich in montiertem Zustand des Nockenwellenverstellers 1 ein Verriegelungspin 20 erstreckt. Während der Montage des Nockenwellenverstellers wird in einem ersten, in 1 dargestellten Montageschritt in die Bohrungen 4, 5 eine Einstellhilfe 6 eingesetzt, bei der es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Stufenpin 7 handelt. Der Stufenpin 7 besitzt einen ersten Durchmesserbereich 8, im Bereich dessen sich auch die Bohrung 4 des Bauelementes 2 erstreckt, sowie einen zweiten Durchmesserbereich 9 im Bereich des zweiten Bauelementes 3 in der in 1 skizzierten Montageposition. Durch die Einstellhilfe 6 in Form des Stufenpins 7 wird die relative Winkellage zwischen dem Bauelement 2 und dem Bauelement 3 spielfrei oder mit einem geringen, tolerierbaren Spiel vorgegeben.
In einem anschließenden, in 2 dargestellten Verfahrensschritt wird in eine Bohrung 10, die beispielsweise den Bohrungen 4, 5 diametral gegenüberliegt oder bei beliebigem Umfangswinkel angeordnet sein kann, ein Begrenzungselement 11 eingesetzt. Das Begrenzungselement 11 besitzt einen ersten Längsabschnitt 12, welcher in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Kopf ausgebildet ist. Der erste Längsabschnitt 12 erstreckt sich im Bereich einer Kulisse 13, beispielsweise einer Aussparung oder Umfangsnut oder Winkelbegrenzungsnut. Der erste Längsabschnitt 12 besitzt stirnseitig eine Angriffsfläche 14 für ein Werkzeug, hier einen Sechskant. Der erste Längsabschnitt 12 verfügt über eine zylindrische Mantelfläche 15.
Neben dem ersten Längsabschnitt 12 besitzt das Begrenzungselement 11 ei nen zweiten Längsabschnitt 16, der für das dargestellte Ausführungsbeispiel als Passabschnitt mit zylinderförmiger Mantelfläche ausgebildet ist und der sich in der in 2 skizzierten montierten Stellung durch die Bohrung 10 erstreckt. Die Längsachsen der Längsabschnitte 12, 16 sind parallel zueinander orientiert, aber zueinander um eine Exzentrizität E versetzt. Die Exzentrizität E kann beispielsweise 10 bis 50 μm, 50 bis 100 μm, 100 bis 200 μm, 200 bis 500 μm oder 500 bis 1500 μm betragen. Die Exzentrizität hat zur Folge, dass für eine Rotation des zweiten Längsabschnittes 16 in der Bohrung 10, veranlasst durch eine Betätigung der Angriffsfläche 14 durch ein geeignetes Werkzeug, der erste Längsabschnitt 12 mit der Exzentrizität um die Längsachse des zweiten Längsabschnittes 16 rotiert.
Die Kulisse 13 besitzt endseitige Gegenflächen 17, 18, die in 3 zu erkennen sind. Über die Exzentrizität führt eine Verdrehung des Begrenzungselementes 11 zu einer maximalen Verlagerung der Mantelfläche 15 für eine Verdrehung um 180° um das Doppelte der Exzentrizität. Mit einer derartigen Verdrehung wird die Mantelfläche 15 zur Anlage an die Gegenfläche 18 gebracht, so dass der der Gegenfläche 18 zugewandte Teil der Mantelfläche 15 einen Anschlag 19 des Begrenzungselementes 11 in dem ersten Längsabschnitt 12 bildet. Hierzu ist die Exzentrizität derart gewählt, dass mögliche Toleranzen bei der Fertigung der beteiligten Bauelemente des Nockenwellenverstellers 1 durch die Verdrehung des Begrenzungselementes 11 ausgeglichen werden können. Vorzugsweise entspricht damit die Exzentrizität E zumindest der Hälfte der maximal zu erwartenden Fertigungsabweichung. Eine Beendigung der Verdrehung des Begrenzungselementes 11 kann erfolgen, wenn ein vorgegebener Abstand zwischen Anschlag 19 und Gegenfläche 18 erzielt worden ist, beispielsweise unter Messung durch entsprechende Fühler oder für Herbeiführung eines Anliegens des Anschlages 19 an der Gegenfläche 18. Ebenfalls möglich ist, dass eine Drehmomentüberwachung bei einer Verdrehung des Begrenzungselementes 11 erfolgt, so dass dafür Sorge getragen werden kann, dass sich zwischen Anschlag 19 und Gegenfläche 18 eine vorgegebene Anpresskraft ergibt.
Hieran abschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt das Begren zungselement 11 gegenüber dem Bauelement 3 fixiert. Hierzu kann ein Verstemmen des Begrenzungselementes 11 in der Bohrung 10 erfolgen, wobei auch ein Rändel oder ein ähnlicher Formschluss am Schaft des Begrenzungselementes 11 die Verdrehsicherung im Bauelement 3 herbeiführen und gewährleisten kann.
Ist das Begrenzungselement 11 gegenüber dem Bauelement 3 fixiert, so wird in einem anschließenden Verfahrensschritt die Einstellhilfe 6, hier der Stufenpin 7, aus den Bohrungen 4, 5 entfernt.
Hieran anschließend wird gemäß 4 ein an sich bekannter Verriegelungspin 20 in die Bohrungen 4, 5 eingesetzt, welcher in an sich bekannter Weise über eine Feder 21 abgestützt ist und im Betrieb des Nockenwellenverstellers 1 in an sich bekannter Weise durch Beaufschlagung mit einem Hydraulikdruck aus der in 4 dargestellten Verriegelungsstellung bewegbar ist.
Durch die Wahl der Durchmesser des Stufenpins 7 in dem Durchmesserbereich 9 kann einerseits gewährleistet werden, dass der Stufenpin 7 feste Aufnahme in der Bohrung 5 findet. Der Durchmesser des Durchmesserbereiches 8 ist geeignet dimensioniert, um passgenaue Aufnahme in der Bohrung 4 des Bauelementes 2 zu finden, so dass die Montagestellung gemäß den 1 bis 3 spielfrei oder mit einem definierten Spiel vorgegeben ist. Hierbei können die Durchmesser der Durchmesserbereiche 8, 9 durchaus größer sein als der Durchmesser des Verriegelungspins 20, wenn im Betrieb des Nockenwellenverstellers 1 gewünscht ist, dass zwischen Verriegelungspin 20 und den Bohrungen 4, 5 ein definiertes Spiel vorhanden ist, welches mit der Differenz der Durchmesser der Durchmesserbereiche 8, 9 und dem Durchmesser des Verriegelungspins 20 korrelliert. Anstelle der Bohrung 4 kann eine radiale Ausbuchtung vorgesehen sein, in welcher der Durchmesserbereich 8 des Stufenpins 7 spielfrei aufgenommen ist. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist das Begrenzungselement 11 fest mit dem Bauelement 3 verbunden. In kinematischer Umkehr ist es selbstverständlich ebenfalls möglich, dass das Begrenzungselement 11 fest mit dem Bauelement 2 verbunden ist und sich zwischen zwei Gegenflächen 17, 18 des Bauelementes 3 bewegt zur Begrenzung eines maximalen Stellwinkels.

1: Nockenwellenversteller
2: Bauelement
3: Bauelement
4: Bohrung
5: Bohrung
6: Einstellhilfe
7: Stufenpin
8: Durchmesserbereich
9: Durchmesserbereich
10: Bohrung
11: Begrenzungselement
12: erster Längsabschnitt
13: Kulisse
14: Angriffsfläche
15: Mantelfläche
16: zweiter Längsabschnitt
17: Gegenfläche
18: Gegenfläche
19: Anschlag
20: Verriegelungspin
21: Feder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19860418 A1 [0007, 0028]

Claims

Nockenwellenversteller mit a) zwei für eine Veränderung eines Stellwinkels des Nockenwellenverstellers relativ zueinander bewegten Bauelementen (2, 3) und b) einem Begrenzungselement (11), über welches eine zumindest in eine Stellrichtung des Nockenwellenverstellers wirkende Begrenzung der Relativbewegung zwischen den beiden Bauelementen (2, 3) herbeiführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass c) das Begrenzungselement (11) eine Exzentrizität besitzt.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (11) – mit einem Anschlag (19) ausgebildet ist, – fest mit dem Bauelement (3) verbunden ist und – zur Vorgabe einer Begrenzungsstellung einseitig mit dem Anschlag (19) zur Anlage an eine Gegenfläche (18) des anderen Bauelementes (2) kommt.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Verbindung zwischen Begrenzungselement (11) und Bauelement (3) über ein Verstemmen herbeigeführt ist.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (11) einen ersten und einen zweiten Längsabschnitt (12, 16) aufweist, wobei der zweite Längsabschnitt (16) im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich dessen Längsachse ausgebildet ist und der erste Längsabschnitt (12) an einem axialen Ende des zweiten Längsabschnitts (16) angeordnet ist und eine Exzentrizität bezüglich der Längsachse des zweiten Längsabschnitts (16) aufweist.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Längsabschnitt (16) zumindest teilweise in einem der relativ zueinander bewegten Bauteile (2, 3) aufgenommen ist und der erste Längsabschnitt (12) in eine an dem anderen Bauteil (2, 3) ausgebildeten Kulisse (13) eingreift.
Verfahren zur Einstellung einer Begrenzungsstellung zwischen zwei für eine Veränderung eines Stellwinkels eines Nockenwellenverstellers relativ zueinander bewegten Bauelementen (2, 3), insbesondere für einen Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Vorgabe einer Soll-Begrenzungsstellung durch eine Einstellhilfe (6), b) Verdrehung eines Begrenzungselementes (11), welches über eine Exzentrizität mit einem Bauelement (3) verbunden ist, bis sich das Begrenzungselement (11) in einem vordefinierten Abstand von einer Gegenfläche (18) des anderen Bauelementes (2) befindet oder zur Anlage an diese kommt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an die Verdrehung des Begrenzungselementes (11) der Freiheitsgrad für eine Verdrehung des Begrenzungselementes (11) beseitigt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellhilfe (6) ein Stufenpin (7) ist, welcher in eine Ausnehmung (Bohrungen 4, 5) für ein Verriegelungselement (20) eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spiel zwischen dem Begrenzungselement (11) und der Gegenfläche (18) oder zwischen dem Verriegelungselement (20) und der Ausnehmung (Bohrung 4, 5) durch den Durchmesser des Stufenpins (7) vorgegeben wird.