DE19645688C2

DE19645688C2 - Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19645688C2
Application number: DE19645688A
Authority: DE
Inventors: Andreas Straus; Jochen Auchter; Johannes Meyer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; INA Schaeffler KG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2016-11-07
Also published as: US5794578A; JPH10141020A; DE19645688A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige Vorrichtung ist gattungsbildend aus der DE 40 24 057 C1 vor bekannt. Diese weist ebenfalls eine innerhalb ihres Abtriebselements verlaufen de Ölführungshülse auf. Am Außen- und Innenmantel dieser Hülse ist jeweils ein Kanal zur Zuführung von Hydraulikmittel vor je eine Stirnseite des Verstell kolbens der Vorrichtung angeordnet (siehe Fig. 1a). Vor einer Verbindung dieser Vorrichtung mit der Nockenwelle wird die Ölführungshülse an einem Axialansatz des Abtriebselements befestigt und ragt über einen Großteil ihrer Länge mit einem Überstand Ü₂ über den Axialansatz hinaus (siehe Fig. 5 dieser Anmeldung). Soll nun eine derartige Vorrichtung gemeinsam mit ihrer Ölführungshülse und weiteren wesentlichen Steuertriebsbauteilen zwischen eine äußere und eine erste Stirnwand eines Zylinderkopfes senkrecht eingeführt werden, so bereitet dies, aufgrund des großen Überstandes Ü_ges der Ölführungs hülse mit Axialansatz, erhebliche Probleme. Diese rühren daher, daß nur ein stark begrenzter Bauraum zwischen der äußeren und ersten Zylinderkopfwan dung zur Verfügung steht und für das axiale Einführen der Vorrichtung mit Ölzuführhülse und Axialansatz sich ein erheblicher Schwenkraum als erforder lich erweisen würde.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln eine Montagemöglichkeit für diese Vorrichtung erreicht werden kann, so daß sie mit weite ren Steuertriebsteilen in Kassettenbauweise zwischen eine äußere und eine erste Zylinderkopfwandung ohne Inanspruchnahme eines wesentlich vergrößerten axialen Bauraums eingeführt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst, wobei zweckmäßige Konkretisierungen der Erfindung Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 7 sind und Anspruch 8 sich auf ein vorteilhaftes Verfahren zum Verschrauben einer Vorrichtung mit der Noc kenwelle bezieht.

Dadurch, daß die axial die Vorrichtung überstehende Ölführungshülse mit dem Schraubmittel verbunden ist, ist der axiale Überstand der gesamten Vorrichtung lediglich auf den in Fig. 1 mit Ü₃ gekennzeichneten Überstand reduziert. Der Abstand zwischen der äußeren und der ersten Zylinderkopfwandung braucht hierdurch nicht gegenüber bisherigen Wandungen erhöht werden, so daß die Vorrichtung mit den beschreibungseinleitend genannten weiteren Steuertriebs teilen kassettenartig senkrecht zwischen die genannten Wandungen gesetzt werden kann. Es erfolgt zu diesem Zeitpunkt lediglich eine Zentrierung des Überstandes Ü₃ gegenüber der Nockenwelle. Erst nachdem die Vorrichtung mit den weiteren Teilen von oben in den Zylinderkopf gebracht wurde, wird das Schraubmittel durch eine entsprechende Aussparung der äußeren Zylinderkopf wandung und die Bohrung des Abtriebselements geführt und mit der Nocken welle derartig verschraubt, daß das Abtriebselement mit der Nockenwelle verdrehfest verspannt ist.

Die Erfindung bezieht sich nach ihrem Hauptanspruch auf eine Vielzahl von denkbaren Nockenwellenverstellvorrichtungen, wie beispielsweise Drehkolben- oder Drehflügelversteller, Radialkolbenversteller bzw. Axialkolbenversteller, wird jedoch hier der Einfachheit halber lediglich am Beispiel eines Axialkolben verstellers näher beschrieben.

Als Befestigungsmittel der Ölführungshülse am Schraubmittel kann ein ringähn liches Teil dienen, welches als separater Körper ausgeführt ist und an einer vorrichtungsseitigen Stirnseite der Ölführungshülse befestigt ist. Vorteilhaft besitzt dieses ringähnliche Teil Durchbrechungen bzw. Bohrungen, durch welche entlang eines Innenmantels der Ölführungshülse geleitetes Hydraulik mittel mittelbar vor eine der Stirnseiten des Verstellkolbens geleitet werden kann. Es ist jedoch auch denkbar, das ringähnliche Teil als sich stirnseitig von der Ölführungshülse radial nach innen erstreckenden und einteilig mit der Ölführungshülse ausgebildeten Kragen herzustellen, welcher die entsprechen den Hydraulikmitteldurchlässe aufweist. Auch ist es zur Erzielung des erfin dungsgemäßen Vorteils nicht zwingend notwendig, das ringähnliche Teil stirnseitig der Ölführungshülse zu befestigen. Denkbar wäre es auch, die Ölfüh rungshülse direkt auf der Schraube zu befestigen und somit auf das ringförmige Teil zu verzichten.

Weitere Unteransprüche beziehen sich auf die zweckmäßige Ausbildung der Ölpfade in der Vorrichtung, ausgehend von Radialbohrungen in der Nockenwel le. Auch wenn der Verstellkolben in lediglich eine Verstellrichtung über hydrau lisches Mittel beaufschlagbar ausgestaltet sein soll, erweisen sich die im Haupt anspruch aufgezeigten erfindungsgemäßen Mittel als sinnvoll. Der geringe Überstand des Abtriebselements, welcher in der Durchmessererweiterung der Nockenwelle angeordnet ist, zentriert hervorragend und ohne wesentliche axiale Bauraumvergrößerung die Vorrichtung gegenüber der Nockenwelle.

Schließlich beschreibt in Konkretisierung der Erfindung der Anspruch 8 ein zweckmäßiges Verfahren zum Verschrauben der Vorrichtung mit der Nocken welle. Auch für eine Demontage der Vorrichtung mit Steuertrieb erweist es sich als sinnvoll, wenn die Ölführungshülse mit der Schraube verbunden bleibt, da ansonsten der kassettenartig eingesetzte Steuertrieb mit Verstellvorrichtung sich nach dem Verbleib der Ölführungshülse nur schwerlich senkrecht aus dem Zylinderkopf entfernen läßt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Ölführungshülse;

Fig. 2-4 Gestaltungsvarianten des ringähnlichen Teils mit Öffnung und

Fig. 5 den als gattungsbildend herangezogenen Stand der Technik mit Ölführungshülse, welche mit dem Abtriebselement für den Montagefall verbunden ist.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1, wie sie der Fachwelt an sich bekannt ist. Die Vorrichtung 1 besteht aus einem mit einer Nockenwelle 13 über ein Antriebs mittel in Verbindung stehenden Antriebsrad 2, welches hohlzylindrisch ausge bildet ist und radial innen in ein Antriebselement 3 übergeht. Das Antriebs element 3 besitzt einen Axialansatz 4 mit einer ersten außenliegenden und schräg ausgeführten Verzahnung 5. Mit der Verzahnung 5 in Eingriff ist ein innenliegender komplementär verzahnter Abschnitt 6 eines über ein hydraulisches Mittel axial verschiebbaren Verstellkolbens 7. Der Verstellkolben 7 wiederum besitzt einen weiteren, außenliegenden verzahnten Abschnitt 8, der mit einer radial innenliegenden Verzahnung 9 eines Abtriebselements 10 kommuniziert. Das Abtriebselement 10 ist über einen Kopf 11 eines Schraubmittels 12 mit der Nockenwelle 13 verspannt und somit verdrehfest verbunden. Eine Zuleitung von hydraulischem Mittel vor eine Stirnseite 14 oder 15 des Verstellkolbens 7 bewirkt über die Verzahnungen 5, 9 bzw. Abschnitte 6, 8 eine Relativverdre hung von Antriebsrad 2 zur Nockenwelle 13 mit den der Fachwelt bekannten verbrennungsmotorischen Vorteilen.

Das Schraubmittel 12 ist durch eine zentrische Bohrung 16, ausgehend von einer nockenwellenfernen Stirnseite 17 der Vorrichtung 1, geführt und an seinem Außenmantel 18 von einer Ölführungshülse 19 konzentrisch umschlossen. Diese Ölführungshülse 19 liegt einenends dich tend gegenüber der Bohrung 16 und anderenends dichtend in einer Bohrung 20 der Nockenwelle 13 an. Dabei definiert die Ölführungshülse 19 an ihrem Außen- und Innenmantel 21, 22 je einen ersten und zweiten ringförmig ausge bildeten Pfad 23, 24 für das hydraulische Mittel zur Zuleitung vor die Stirn seiten 14, 15 des Verstellkolbens 7. Der erste Pfad 23 wird über eine die Nockenwelle 13 an ihrem einen Ende 25 schneidende Radialbohrung 26 mit dem hydraulischen Mittel beaufschlagt. Vorrichtungsseitig ist dabei der erste Pfad 23 durch eine Ringfläche 27 eines Absatzes 28 des Abtriebselements 10 begrenzt und führt im Bereich dieser Ringfläche 27 über eine das Abtriebs element 10 radial schneidende Bohrung 29 vor die erste Stirnseite 14 des Verstellkolbens 7.

Der zweite Pfad 24 wird im Bereich des einen Endes 25 über eine weitere Radialbohrung 30 durch die Nockenwelle 13 versorgt. Die Ölführungshülse 19 ist im Abschnitt ihrer vorrichtungsseitigen Stirnseite 31 an ihrem Innenmantel 22 mit einem ringähnlichen Teil 32 versehen und über dieses Teil 32 auf dem Schraubmittel 12 befestigt. Dabei besitzt das ringähnliche Teil 32 umfangsver teilte Öffnungen 33 (siehe auch Fig. 2 bis 4), die nach Fig. 4 beispiels weise als Bohrungen und nach den Fig. 2, 3 als Materialausnehmungen hergestellt sein können. Über diese Öffnung 33 kann das hydraulische Mittel aus dem zweite Pfad 24 in einen der Stirnseite 31 in nockenwellenferner Rich tung vorgeordneten Ringraum 34 strömen. Dieser Ringraum 34 ist radial nach innen vom Schraubmittel 12, radial nach außen von der Bohrung 16 des Ab triebselements 10, axial in Nockenwellenrichtung durch die Stirnseite 31 und in der entgegengesetzten Richtung durch den Kopf 11 begrenzt. Ausgehend von diesem Ringraum 34 kann das Hydraulikmittel über eine Bohrung 35, welche das Abtriebselement 10 radial nach außen schneidet, zu der zweiten Stirnseite 15 des Verstellkolbens 7 geleitet werden.

Nach der Erfindung soll die Ölführungshülse 19 mit dem Schraubmittel 12 in der in Fig. 1 gezeigten axialen Zuordnung über das ringähnliche Teil 32 fest verbunden sein. Somit ist die Ölführungshülse 19 während einer Montage der gesamten Vorrichtung 1 an der Nockenwelle 13 nicht impliziter Bestandteil dieser Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 besitzt hierdurch über ihr Abtriebs element 10 im Bereich der Nockenwelle 13 lediglich einen sehr geringen axialen Überstand Ü₃. Aufgrund dieses geringen Überstandes Ü₃ gelingt es, so wie beschreibungseinleitend näher dargelegt, die gesamte Vorrichtung 1 (jedoch ohne Ölführungshülse 19) kassettenartig mit weiteren Steuertriebsteilen wie Antriebskette, Kettenspanner etc. zwischen eine äußere und eine erste Wandung des Zylinderkopfes (nicht dargestellt) senkrecht in diesen einzuführen und dort als Gesamtpaket am Zylinderkopf zu fixieren. Dieses Fixieren erfolgt im Bereich der Vorrichtung 1 über den Überstand Ü₃ des Abtriebselements 10, welcher in einer nockenwellenseitigen Durchmessererweiterung 36 aufgenommen ist.

Erst nachdem diese stirnseitigen Motorkomponenten kassettenartig montiert wurden, wird über eine entsprechende Öffnung in der äußeren Zylinderkopf wandung das Schraubmittel 12 mit vormontierter Ölführungshülse 19 durch die Bohrung 16 des Abtriebselements 10 geführt und über den Kopf 11 des Schraubmittels 12 wird das Abtriebselement 10 mit der Nockenwelle 13 verspannt. Hierzu weist die Noc kenwelle 13 ein zu einem Gewinde 37 des Schraubmittels 12 komplementäres Gewinde in ihrer Bohrung 20 auf (nicht dargestellt).

Bezugszahlenliste

1

Vorrichtung

2

Antriebsrad

3

Antriebselement

4

Axialansatz

5

Verzahnung

6

Abschnitt

7

Verstellkolben, Stellglied

8

Abschnitt

9

Verzahnung

10

Abtriebselement

11

Kopf

12

Schraubmittel

13

Nockenwelle

14

Stirnseite

15

Stirnseite

16

Bohrung

17

Stirnseite

18

Außenmantel

19

Ölführungshülse

20

Bohrung

21

Außenmantel

22

Innenmantel

23

Pfad

24

Pfad

25

Ende

26

Radialbohrung

27

Ringfläche

28

Absatz

29

Bohrung

30

Radialbohrung

31

Stirnseite

32

Teil

33

Öffnung

34

Ringraum

35

Bohrung

36

Durchmessererweiterung

37

Gewinde
Ü₃

Überstand Abtriebselement
Ü₁

Überstand Abtriebselement (Stand der Technik)
Ü₂

Überstand Ölführungshülse (Stand der Technik)
Ü_ges

Gesamtüberstand Vorrichtung (Stand der Technik)

Claims

1. Vorrichtung (1) zum Verändern der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine, wobei die Vorrichtung (1) innerhalb eines Steuertriebs an einer in einem Zylinderkopf gelagerten Nockenwelle (13) angeordnet ist und ein mit der Nockenwelle (13) in Antriebsverbindung stehendes Antriebsrad (2) sowie ein über ein hydraulisches Mittel verlagerbares Stellglied (7) aufweist, das mit einem mit der Nockenwelle (13) verbundenen Abtriebselement (10) kommuniziert, in dessen zentrischer Bohrung (16) einenends eine Ölführungs hülse (19) verläuft, die anderenends in eine Bohrung (20) eines vorrichtungs seitigen Endes (25) der Nockenwelle (13) bzw. eines nockenwellenfesten Bauteiles gesteckt ist und an ihrem Außenmantel (21) gegenüber dem Abtriebs element (10) bzw. der Nockenwelle (13) und/oder an ihrem Innenmantel (22) zumindest einen ersten und/oder zweiten Pfad (23, 24) zur Zuleitung von hydraulischem Mittel vor eine Stirnseite (14 oder 15) des Stellglieds (7) bildet und wobei mittelbar oder unmittelbar die Vorrichtung (1) über das Abtriebs element (10) an der Nockenwelle (13) über ein zentrisches Schraubmittel (12) verdrehfest befestigt ist, welches Schraubmittel (12) von einer nockenwellenfernen Stirnseite (31) der Vorrichtung (1) ausgeht und die Ölführungshülse (19) axial durchragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölführungshülse (19) über wenigstens ein radial nach innen weisendes ringähnliches Teil (32) am Schraubmittel (12) befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringähnliche Teil (32) als separater Körper an einer vorrichtungsseitigen Stirnseite (31) der Ölführungshülse (19) befestigt und mit wenigstens einer in Axialrichtung ver laufenden Öffnung (33) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere um fangsverteilte Öffnungen (33) vorgesehen sind, die wahlweise als Bohrung bzw. geometrisch freie Materialausnehmungen gefertigt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (7) als axial verschiebbarer Verstellkolben hergestellt ist, der mit zwei, bevor zugt gegenläufig schrägverzahnten Abschnitten (6, 8) versehen ist, von denen der erste Abschnitt (6) mit einer korrespondierenden Verzahnung (5) eines mit dem Antriebsrad (2) verbundenen Antriebselements (3) und der zweite Abschnitt (8) mit einer Verzahnung (9) des mit der Nockenwelle (13) verbundenen Ab triebselements (10) kommuniziert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Ringraum (34), der axial nach innen von der Stirnseite (31) der Ölführungshülse (19), axial nach außen von dem Kopf (11) des Schraubmittels (12), radial nach außen von der Bohrung (16) des Abtriebselements (10) und radial nach innen vom Schraub mittel (12) begrenzt ist, von welchem Ringraum (34) aus das hydraulische Mittel über zumindest eine das Abtriebselement (10) radial schneidende Bohrung (35) vor eine Stirnsei te (15) des Stellglieds (7) leitbar ist und welcher Ringraum (34) aus dem zweiten Pfad (24) am Innenmantel (22) der Ölführungshülse (19) über die Öffnung (33) bzw. die Öffnungen mit dem hydraulischen Mittel, ausgehend von einer die Nockenwelle (13) bzw. das nockenwellenfeste Bauteil schneidenden ersten Radialboh rung (30), versorgbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwel le (13) oder das nockenwellenfeste Bauteil eine zweite Radialbohrung (26) aufweist, welche der ersten Radialbohrung (30) axial in Richtung zur Vorrich tung (1) vorgelagert ist und mit dem ersten Pfad (23) am Außenmantel (21) der Ölführungshülse (19) kommuniziert, welcher Pfad (23) axial in Richtung zur Vorrichtung (1) durch eine Ringfläche (27) eines radial nach innen weisenden Absatzes (28) des Abtriebselements (10) begrenzt ist, in dessen Bohrung (16) die Ölführungshülse (19) dichtend anliegt, und in wenigstens eine vor der Ringfläche (27) liegende und das Abtriebselement (10) schneidende Bohrung (29) vor eine weitere Stirnseite (14) des Stellglieds (7) führt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (20) am vorrichtungsseitigen Ende (25) der Nockenwelle (13) oder am nocken wellenfesten Bauteil eine Durchmessererweiterung (36) besitzt, in welcher das Abtriebselement (10) mit einem geringen Überstand (Ü₃) verläuft.

8. Verfahren zum Verschrauben einer Vorrichtung (1) gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 mit der Nockenwelle (13) bzw. mit dem nockenwellenfe sten Bauteil, gekennzeichnet durch
einen ersten Schritt, in welchem die Ölführungshülse (19) mit dem ringähnlichen Teil (32) auf dem Schraubmittel (12) befestigt wird,
einen weiteren Schritt, der dem ersten Schritt vorgeordnet sein kann, in welchem die Vorrichtung (1) mittels des Überstandes (Ü₃) gegenüber der Nockenwelle (13) oder dem nockenwellenfesten Bauteil fixiert wird und
einen folgenden Schritt, bei dem das Schraubmittel (12) mit befestigter Ölführungshülse (19) durch die Bohrung (16) des Abtriebselements (10) geführt, mit seinem Kopf (11) an die Stirnseite (17) des Abtriebselements (10) zumindest mittelbar angelegt und gleichzeitig mit der Nockenwelle (13) bzw. mit dem nockenwellenfesten Bauteil verschraubt wird.