AT524196A1 - Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenverstellers - Google Patents

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AT524196A1
AT524196A1 ATA50707/2020A AT507072020A AT524196A1 AT 524196 A1 AT524196 A1 AT 524196A1 AT 507072020 A AT507072020 A AT 507072020A AT 524196 A1 AT524196 A1 AT 524196A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenverstellers (1) umfassend einen Stator (6) und einen relativ zum Stator (6) verdrehbaren Rotor (7), wobei der Stator (6) und der Rotor (7) mit ersten Planflächen (33, 35) an einer ersten Stirnfläche (34, 36) und mit zweiten Planflächen (39, 40) an einer zweiten Stirnfläche, die in einer Axialrichtung (21) betrachtet der ersten Stirnfläche (34, 36) gegenüberliegend ausgebildet wird, hergestellt werden; wobei der Rotor (7) und/oder der Stator (6) nach einem pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt wird, wobei die ersten Planflächen (33, 35) oder die zweiten Planflächen (39, 40) des Stators (6) und des Rotors (7) geschliffen oder finiert werden, und die jeweils anderen Planflächen (39, 40 oder 33, 35) der ersten und zweiten Planflächen (33, 35, 39, 40) des Stators (6) und des Rotors (7) kalibriert und ungeschliffen belassen werden.

Description

zahnung des Stators.
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überliegend angeordnet ist.
Zudem betrifft di Erfindung einen einstückigen Rotor für eine Nockenwellenversteller aus einem Sinterwerkstoff, umfassend einen Rotorgrundkörper, der von einer radial äußeren Mantelfläche radial nach außen vorragende Flügel aufweist, wobei der Rotor erste Planflächen an einer ersten Stirnfläche und zweite Planflächen an einer zweiten Stirnfläche aufweist, die in einer Axialrichtung betrachtet der ersten
Stirnfläche gegenüberliegend angeordnet ist.
Der Erfindung betrifft auch einen Nockenwellenversteller, insbesondere hydraulischer Nockenwellenversteller, umfassend einen Stator und einen Rotor, wobei der
Rotor zumindest teilweise innerhalb des Stators angeordnet ist.
Nockenwellenversteller dienen bekanntlich der Anpassung der Ventilöffnungszeiten, um damit eine höhere Effizienz eines Verbrennungsmotors zu erreichen. Sie sind in verschiedensten Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Ein hydraulischer Nockenwellenversteller umfasst einen Stator, in dem ein Rotor angeordnet ist. Der Rotor ist drehfest mit der Nockenwelle verbunden. Der Stator, der mit der Kurbelwelle verbunden ist, weist radial nach innen vorragende Stege auf, die Anschlagflächen für die Flügel des Rotors bilden. Somit kann der Rotor
nur in einem vordefinierten Winkelbereich relativ zum Stator verdreht werden.
Es ist in diesem Zusammenhang auch bekannt, zumindest Teile eines Nockenwellenverstellers aus Sinterwerkstoffen pulvermetallurgisch herzustellen. So beschreibt z. B. die DE 10 2013 226 445 A1 einen Nockenwellenversteller für eine Verbrennungskraftmaschine nach dem Flügelzellentyp, mit einem Stator und ei-
nem relativ zu dem Stator verdrehbaren, aus mehreren miteinander verbundenen
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metrisch eingestellt ist.
Die DE 10 2013 015 677 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit hochgenauer radialer Präzision, wobei das Sinterteil aus wenigstens einem ersten Sinterfügeteil und einem zweiten Sinterfügeteil hergestellt wird, und wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst: Fügen des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteil, Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision, aufweisend ein Verformen von wenigstens einem Radialverformungselement, das bevorzugt an einer Fügekontaktzone angrenzend positioniert ist, wobei das Verformen des Radialverformungselements wenigstens mittels eines Kalibrierwerkzeugs bewirkt wird und zumindest im Wesentlichen als plastische
Verformung des Radialverformungselements erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Herstellung eines
hydraulischen Nockenwellenverstellers zu vereinfachen.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, bei dem vorgesehen ist, dass die ersten Planflächen oder die zweiten Planflächen des Rotors und des Stators geschliffen oder finiert werden, und dass die jeweils anderen Planflächen der ersten und zweiten Planflächen des Rotors und des Stators
kalibriert und ungeschliffen belassen werden.
Weiter wird die Aufgabe bei dem eingangs genannten Stator dadurch gelöst, dass die ersten Planflächen oder die zweiten Planflächen des Stators geschliffen oder finiert sind, und dass die jeweils anderen Planflächen der ersten und zweiten Plan-
flächen des Stators kalibriert und ungeschliffen sind.
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flächen des Rotors kalibriert und ungeschliffen sind.
Die Aufgabe wird auch mit dem eingangs genannten Nockenwellenversteller ge-
löst, bei dem der Stator und/oder der Rotor erfindungsgemäß ausgebildet sind.
Bisher war es üblich, bei derartigen Nockenwellenverstellern zur Einhaltung der Toleranzen sowohl Stator als auch Rotor beidseitig zu schleifen. Zum Unterschied dazu sieht das Verfahren nach der Erfindung eine nur einseitige Schleifbehandlung bzw. Finierbehandlung vor. Von Vorteil ist dabei, dass durch die Vermeidung des Schleifens der zweiten Planflächen ein zeitaufwändiger und/oder kostenintensiver Arbeitsschritt eingespart werden kann. Überraschenderweise ist es für die Einhaltung der in Hinblick auf die geforderten Spaltmaße zwischen Rotor und Stator erforderlichen engen Toleranzen und damit das Leckage-Verhalten nicht not-
wendig ist, die Planflächen auf beiden Stirnflächen zu schleifen.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Rotor und der Stator auf einer gemeinsamen Spannvorrichtung angeordnet und die zu schleifenden Planflächen gemeinsam geschliffen werden. Es kann damit ein aufeinander abgestimmtes Stator-Rotor-Set für einen Nockenwellenversteller bereitgestellt werden, womit die Toleranzen der Bauteilpaarung weiter reduziert werden können. Zudem kann damit auch die Bearbeitungszeit für die Herstellung
des Nockenwellenverstellers verkürzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass am Stator und/oder am Rotor auf der Seite der nicht zu schleifenden Planflächen drei Auflageelemente ausgebildet werden. Es ist damit möglich, die Exaktheit
der Ebenheit der geschliffenen Planflächen einfacher bereitzustellen.
Nach einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen werden, dass die Aufla-
geelemente einstückig mit dem Stator bzw. dem Rotor ausgebildet werden. Mit an-
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der beiden Bauteile reduziert werden kann. Insbesondere ist diese Vorgangsweise bei Sinterbauteilen von Vorteil, da die Ausbildung der Auflageelemente bereits mit
der Herstellung des Grünlings ausgebildet werden können.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung kann vorgesehen werden, dass die Auflageelemente aus einem beim Zusammenbau des Nockenwellverstellers plastifizierbarem Werkstoff hergestellt werden, und/oder dass die Auflageelemente aus einem polymerbasiertem Werkstoff hergestellt werden. Mit diesen Ausführungsvarianten kann der Aufwand zum Entfernen der Auflageelemente nach dem Planschleifen reduziert werden, da die Auflageelemente entweder soweit zusammengedrückt bzw. plastifiziert werden können, dass sie im Betrieb des Nockenwellenverstellers nicht mehr stören, oder da die Entfernung der Auflageelemente mit relativ geringem Energieeinsatz bzw. u.U. sogar automatisch (sofern selbstabreibende Polymersystem-Beschichtungen eingesetzt werden) erfolgen
kann.
Zur weiteren Verbesserung der Ebenheit des geschliffenen Planflächen kann gemäß einer anderen Ausführungsvariante vorgesehen werden, dass die Auflageelemente noppenförmig ausgebildet werden, womit die Auflagefläche der Auflageele-
mente, beispielsweise auf einer Bearbeitungsmaschine, reduziert werden kann.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen werden, dass der Stator mit einem Deckel des Nockenwellenverstellers einteilig hergestellt wird bzw. ist. Es ist damit nicht nur eine Reduzierung der Anzahl der Bauteile, aus denen der Nockenwellenversteller besteht, möglich, sondern kann damit der Stator auch die Anlagefläche für den Rotor während des Planschleifens
bereitstellen.
Es kann nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung auch vorgesehen
werden, dass der Stator und/oder der Rotor vor dem Schleifen kalibriert werden.
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reduziert werden kann.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen werden, dass Übergänge zwischen den ungeschliffenen Planflächen und Mantelflächen beim Kalibrieren scharfkantig ausgebildet werden. Hierbei wirkt das Kalibrieren unterstützend. Die Endbearbeitung dieser Flächen kann damit mittels Bürsten erfolgen, womit die Grate entfernt werden. Aufgrund der Scharfkantigkeit der genannten Übergänge kann eine zu große Abrundung der Kanten und damit ein zu hohes Spaltmaß zwischen Stator und Rotor einfacher vermieden werden, womit
die Bauteilbearbeitung an sich einfacher gestaltet werden kann.
Nach weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung kann vorgesehen werden, dass der Abstand der ersten zu den zweiten Planflächen des Stators eine Toleranz zwischen 10 um und 25 um aufweist, und/oder dass der Abstand der ersten zu den zweiten Planflächen des Rotors eine Toleranz zwischen 8 um und 25 um aufweist. Es kann damit ein Nockenwellenversteller mit relativ geringem Spaltmaß
zwischen Stator und Rotor zur Verfügung gestellt werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden
Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Verbrennungsmotor;
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem hydraulischen Nockenwellenversteller im
Längsschnitt;
Fig. 3 den Stator und den Rotor des Nockenwellenverstellers nach Fig. 2 in
Schrägansicht;
Fig. 4 den Stator und den Rotor des Nockenwellenverstellers nach Fig. 2 in
Ansicht von vorne;
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Fig. 6 die gemeinsame Anordnung eines Stators und eines Rotors in einer Spannvorrichtung;
Fig. 7 eine Ausführungsvariante eines Rotors;
Fig. 8 eine Ausführungsvariante eines Stators.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-
angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Verbrennungsmotor 1 dargestellt. Zu sehen sind ein hydraulischer Nockenwellenversteller 2 und ein Antriebsrad 3. Der Nockenwellenversteller 2 weist an seinem äußeren Umfang eine Stirnverzahnung 4 auf. Ebenso weist das Antriebsrad 3 an seinem äußeren Umfang eine Stirnverzahnung 5 auf. Die beiden Stirnverzahnungen 4, 5 stehen in kämmenden Eingriff mit-
einander.
Die Stirnverzahnung 4 des Nockenwellenverstellers 2 kann auch für den Eingriff
einer Steuerkette oder einem Antriebsriemen (nicht dargestellt) ausgebildet sein.
Prinzipiell ist diese Ausbildung von hydraulischen Nockenwellenverstellern 2 aus dem Stand der Technik bekannt, sodass sich weitere Ausführungen dazu erübri-
gen.
Wie aus den Fig. 2-4 zu ersehen ist, weist der Nockenwellenversteller 2 einen Stator 6 und einen Rotor 7 auf. In den Fig. 3 und 4 wurde dabei auf die Darstellung einer in Fig. 1 ersichtlichen stirnseitigen Abdeckungen 8 des Nockenwellenverstel-
lers 2 verzichtet.
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voneinander beabstandet am Statorgrundkörper 9 angeordnet.
Innerhalb des Stators 6 — wie bereits erwähnt wurde auf die Darstellungen der Abdeckungen 8 (Fig. 1) verzichtet — ist der Rotor 7 vollständig angeordnet bzw. zumindest teilweise angeordnet. Der Rotor 7 weist einen (ringförmigen) Rotorgrundkörper 14 auf. An einer äußeren Mantelfläche 15 dieses Rotorgrundkörpers 14 sind Flügel 16 ausgebildet bzw. angeordnet, die sich von der Mantelfläche 15 beginnend radial nach außen erstrecken. Im zusammengebauten Zustand des Nockenwellenverstellers 2 sind diese Flügel 16 zwischen den Stegen 11 des Stators 6 angeordnet. Seitenflächen 17 der Stege 11 bilden dabei die Anschlagflächen für
die Flügel 16 des Rotors 7, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist.
Die Anzahl der Flügel 16 des Rotors 7 richtet sich nach der Anzahl der Stege 11
des Stators 6, sodass im konkreten Fall also vier Flügel 16 vorhanden sind.
Die Stege 11 definieren hydraulische Arbeitsräume 18. Je ein Arbeitsraum 18 wird in der Umfangsrichtung 13 von zwei Stegen 11 begrenzt. Durch die Flügel 16, die zwischen den Stegen 11 angeordnet sind, werden die Arbeitsräume 18 jeweils durch einen Flügel 16 des Rotors 7 in eine erste Arbeitskammer 19 und eine zweite Arbeitskammer 20 unterteilt. Über das in diese Arbeitskammern 19, 20 einleitbare Fluid kann die relative Stellung des Rotors 7 zum Stator 6 verändert werden, wie das an sich bekannt ist, sodass hierzu auf den einschlägigen Stand der
Technik verwiesen sel.
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ders ausgeführt sein.
Der Rotor 7 ist also innerhalb des Stators 6 relativ in der Umfangsrichtung 13 drehbeweglich (verschwenkbar) zum Stator 6 angeordnet, wobei der Weg der Verdrehbarkeit (Verschwenkbarkeit) durch die Stege 11 begrenzt wird. Der Nockenwellenversteller 2 arbeitet somit nach dem Schwenkmotorprinzip. Von einer Kette oder einem Riementrieb oder dem Antriebsrad 3 angetrieben verstellt der Nockenwellenversteller 2 die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile gegenüber der antreibenden Welle, wie zum Beispiel der Kurbelwelle, zu einem früheren oder späteren Zeitpunkt, um auf den Verbrennungsablauf in der Verbrennungskraftmaschine Einfluss zu nehmen. Hierbei wird durch die Befüllung mit einem geeigneten Hydraulikmedium, der sich zwischen Rotor 7 und Stator 6 des Nockenwellenverstellers 2 bildenden gegenläufigen Arbeitskammern 19, 20 die Nocken-
welle entweder in Richtung "Früh" oder in Richtung "Spät" verstellt.
Zumindest teilweise innerhalb einer in einer Axialrichtung 21 verlaufenden bzw. durch den Rotor 7 insbesondere durchgehenden Aufnahme 22 (Ausnehmung) des Rotors 7, also zumindest teilweise von dem Rotor 7 umgeben, ist ein Steuerventil
23 (auch als Zentralventil bezeichenbar), angeordnet.
Eine Ausführungsvariante des Steuerventils 23 ist in Fig. 5 dargestellt. Dieses Steuerventil 23 weist mehrere konische oder zylinderförmige Abschnitte 24-26 mit Durbrüchen 27 (Bohrungen) auf, durch die Hydraulikflüssigkeit je nach Stellung eines Kolbens 28 den Arbeitskammern 19, 20 zugeführt bzw. davon abgeführt wird. Ein Kreislauf für die Hydraulikflüssigkeit (insbesondere ein Öl) ist in Fig. 2 mit Pfei-
len 29 angedeutet. Der Kolben 28 kann beispielsweise magnetisch betätigt werden bzw. sein.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass sich die Arbeitsräume 18, und damit auch die Arbeitskammern 19, 20, radial nach innen von einer Oberfläche 30 des
Rotorgrundkörpers 14 (ins-besondere von dessen Mantelfläche 15) und radial
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nach außen von einer Oberfläche 31 des Statorgrundkörpers 9 (insbesondere von
dessen Mantelfläche 10) begrenzt werden.
Weiter können an den Flügeln 16 Dichtungen angeordnet sein, die einen Abstand zwischen den Flügeln 16 und der Oberfläche 30 (insbesondere der Mantelfläche 10) im Betrieb des hydraulischen Nockenwellenverstellers 2 abdichten. Diese Dichtungen können teilweise innerhalb der Flügel 16 angeordnet sein, wozu die
Flügel 16 Schlitze aufweisen können, wie dies in Fig. 4 strichliert angedeutet ist.
Die Zuführung der Hydraulikflüssigkeit zu den Arbeitskammern 19, 20 kann über
eine Nockenwelle 32 erfolgen, an der der Nockenwellenversteller 2 angeordnet ist.
Generell können zur Führung der Hydraulikflüssigkeit in Bauteilen des Nockenwellenverstellers 2 bzw. der Nockenwelle 32 entsprechende Kanäle bzw. Leitungen
vorgesehen bzw. ausgebildet sein.
Der Rotor 7 ist bevorzugt ein einstückiges Bauteil, bevorzugt Sinterbauteil, sodass also die Flügel 16 mit dem Rotorgrundkörper 14 einen einzigen, integralen Bauteil,
insbesondere Sinterbauteil, bilden.
Ebenso ist der Stator 6 bevorzugt ein einstückiges Bauteil, bevorzugt Sinterbau-
teil.
Für weitere Einzelheiten zu hydraulischen Nockenwellenverstellern 2, die nicht im Zusammenhang mit der Erfindung stehen, sei auf den einschlägigen Stand der
Technik verwiesen.
Die Herstellung des Rotors 7 erfolgt bevorzugt mit einer pulvermetallurgischen
Methode. Dieses Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:
- Bereitstellung eines ersten Pulvers zur Herstellung des Rotors 7 in einem Formhohlraum einer Form;
- Pressen des ersten Pulvers zu einem Rotorgrünling in der Form;
- gegebenenfalls Grünbearbeitung des Rotorgrünlings;
- Sintern des Rotorgrünlings;
- materialabtragendes Nachbearbeiten des Rotors;
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Auch der Stator 6 ist bevorzugt ein einstückiges Bauteil, insbesondere ein Sinterbauteil (also aus einem Sinterwerkstoff nach einem pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt), sodass also die Stimverzahnung 4 und die Stege 11 mit dem Grundkörper 9 einen einzigen, integralen Bauteil, insbesondere Sinterbauteil, bil-
den. Dieses Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:
- Bereitstellen eines zweiten Pulvers zur Herstellung des Stators 6 in einem Formhohlraum einer Form;
- Pressen des zweiten Pulvers zu einem Statorgrünling in der Form;
- gegebenenfalls Grünbearbeitung des Statorgrünlings;
- Sintern des Statorgrünlings;
- materialabtragendes Nachbearbeiten des Stators 6;
- gegebenenfalls Härtung der Stirnverzahnung 4 des Stators 6.
Das Grünbearbeiten bzw. das materialabtragende Nachbearbeiten des Stators 6 und/oder des Rotors 7 kann beispielsweise durch Schleifen, Läppen, Hohnen, etc.
erfolgen.
Das Härten der Stirnverzahnung 4 kann beispielsweise durch Induktivhärten, Ab-
schreckhärten, Einsatzhärten, etc., erfolgen.
Das Sintern des Stators 6 und/oder des Rotors 7 kann ein- oder mehrstufig ausgeführt sein. Weiter kann es bei einer Temperatur zwischen 700 °C und 1300 °C für eine Zeitspanne von beispielsweise 10 Minuten bis 120 Minuten durchgeführt
werden.
Da die pulvermetallurgische Herstellung von Sinterbauteilen an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist, sei zur Vermeidung von Wiederholungen dazu auf
den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.
Der Stator 6 weist erste Planflächen 33 auf, die auf einer ersten Stirnfläche 34 des Stators 6 ausgebildet sind. Ebenso weist der Rotor 7 erste Planflächen 35 auf, die auf einer ersten Stirnfläche 36 des Rotors 7 ausgebildet sind. Die ersten Planflä-
chen 33 des Stators 6 sind im Rahmen der Toleranzen fluchtend zu den ersten
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Planflächen 35 des Rotors 7 angeordnet, wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4
zu ersehen ist.
Die ersten Planflächen 33 des Stators 6 sind auf den Stegen 11 und bei der dargestellten Ausführungsvariante auf einem Ringsteg 37 des Statorgrundkörpers 9 ausgebildet, wobei sich diese ersten Planflächen 33 des Stators 6 bei der dargestellten Ausführungsvariante zumindest über die gesamten Stirnflächen der Stege 11 und des Ringsteges 37 erstrecken. Die ersten Planflächen 33 des Stators 6 können sich aber auch nur über einen Teil dieser Flächen erstrecken, beispiels-
weise wenn die Stege 11 eine Abstufung aufweisen.
Die ersten Planflächen 35 des Rotors 7 sind auf den Flügeln 16 und bei der dargestellten Ausführungsvariante auf den Stirnflächen 36 eines Hohlzylinders 38 des Rotorgrundkörpers 14 (bzw. der den Rotorgrundkörper 14 bildet) ausgebildet, wobei sich diese ersten Planflächen 35 des Rotors 7 bei der dargestellten Ausführungsvariante zumindest über die gesamten Stirnflächen der Flügel 16 und des Hohlzylinders 38 erstrecken. Die ersten Planflächen 35 des Rotors 7 können sich aber auch nur über einen Teil dieser Flächen erstrecken, beispielsweise wenn die
Flügel 16 oder der Hohlzylinder 38 eine Abstufung aufweisen.
Den ersten Planflächen 33, 35 des Stators 6 bzw. Rotors 7 in der Axialrichtung 21 gegenüberliegend weisen der Stator 6 zweite Planflächen 39 und der Rotor 7 zweite Planflächen 40 auf. Die zweite Planflächen 39 des Stators 6 sind auf zweiten Stirnflächen des Stators 6 und die zweiten Planflächen 39 des Rotors 7 sind auf zweiten Stirnflächen des Rotors 7 ausgebildet. Die zweiten Stirnflächen des Stators 6 und des Rotors 7 liegen der ersten Stirnfläche 34 des Stators 6 und der ersten Stirnfläche 36 des Rotors 7 in der Axialrichtung 21 gegenüber und begrenzen den Statorgrundkörper 9 bzw. den Rotorgrundkörper 14 auf deren zweiten Seite. Auch diese zweiten Planflächen 39 des Stators 6 sind im Rahmen der Toleranzen fluchtend zu den zweiten Planflächen 40 des Rotors 7 angeordnet. Sie können die gesamten zweiten Stirnflächen des Stators 6 bzw. des Rotors 7 bilden, oder nur einen Teil davon. Die zweiten Planflächen 39 des Stators 6 und die zwei-
ten Planflächen 40 des Rotors 7 liegen insbesondere dichtend (im Rahmen der
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Toleranzen) an einer Abdeckung 41 des Nockenwellenverstellers 2 an, die mit
dem Stator 6 verbunden, beispielsweise verschraubt, ist.
Es ist vorgesehen, dass die ersten Planflächen 33, 35 oder die zweiten Planflächen 39, 40 des Stators 6 und des Rotors 7 geschliffen oder finiert werden bzw. sind, und dass die jeweils anderen Planflächen 39, 40 oder 33, 35 der ersten und zweiten Planflächen 33, 35, 39, 40 des Stators 6 und des Rotors 7 kalibriert und ungeschliffen belassen werden. Vorzugsweise werden ausschließlich die ersten Planflächen 33, 35 oder die zweiten Planflächen 39, 40 des Stators 6 und des Ro-
tors 7 geschliffen oder finiert.
Mit anderen Worten werden die Dichtflächen des Stators 6 und des Rotors 7 nur
auf einer Seite (in der Axialrichtung 21 betrachtet) geschliffen.
Das Schleifen bzw. Finieren der ersten Planflächen 33, 35 oder der zweiten Planflächen 39, 40 des Stators 6 und des Rotors 7 kann mit herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Schleifvorrichtungen bzw. Finiervorrichtungen erfolgen. Insbesondere wird mit dem Schleifen bzw. Finieren dieser Flächen eine Oberflächenrauhigkeit Rz nach DIN EN ISO 4287 von kleiner 16 um, insbeson-
dere zwischen 1 um und 14 um, hergestellt.
Das Kalibrieren der jeweils anderen Planflächen 39, 40 oder 33, 35 des Stators 6 und des Rotors 7 kann ebenfalls mit bekannt Kalibriervorrichtungen erfolgen, beispielsweise mit einer Kalibriermatrize. Beim Kalibrieren wird das gesinterte Bauteil in bzw. mit einem Kalibrierwerkzeug einem hohen Druck ausgesetzt, sodass Bauteilungenauigkeiten aufgrund der Präzision der Kalibriermatrize abgeschwächt bzw. beseitigt werden können. Insbesondere wird mit dem Kalibrieren dieser Flächen eine Oberflächenrauhigkeit Rz nach DIN EN ISO 4287 von kleiner 30 um,
insbesondere zwischen 4 um und 28 um hergestellt.
Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann dabei vorgesehen werden, dass der Stator 6 und/oder der Rotor 7 vor dem Schleifen kalibriert wird oder
werden, insbesondere in einer Kalibriermatrize einer Presse.
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In Fig. 6 ist eine Ausführungsvariante des Verfahrens dargestellt. Es ist möglich, dass der Stator 6 und der Rotor 7 getrennt voneinander geschliffen werden. Nach dieser Ausführungsvariante ist jedoch vorgesehen, dass der Rotor 7 und der Stator 6 auf einer Spannvorrichtung 42 angeordnet werden und die zu schleifenden Planflächen 33, 35 oder 39, 40 gemeinsam geschliffen werden. Dabei wird eine Schichtdicke 43 des Rotors 7 und des Stators 6 an diesen Planflächen 33, 35 oder 39, 40 entfernt. Diese Schichtdicke 43 kann beispielsweise zwischen 1 um und 80 um betragen. Um das Abtragen des Materials des Stators 6 und des Rotors 7 in diesem Umfang zu ermöglichen, wird zumindest diese Schichtdicke 43 bei der Herstellung des Stators 6 und des Rotors 7 berücksichtigt, d.h. diese beiden Bauteile werden um zumindest diese Schichtdicke 43 höher (in der Axialrichtung 21
betrachtet) hergestellt.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, kann nach einer Ausführungsvariante des Nockenwellenverstellers 2 vorgesehen sein, dass sich die Nockenwelle 32 bis in den Stator 6 hinein erstreckt. Um dies zu ermöglichen, weist der Rotor 7 eine geringere Höhe in der Axialrichtung 21 auf, als der Stator 6. Für das Schleifen bzw. Finieren der Planflächen 33, 35 oder 39, 40 kann dabei vorgesehen sein, dass die Spannvorrichtung 42 einen Vorsprung 44 aufweist, der den Rotor 7 relativ zum Stator 6 so weit erhöht anordnet, dass die genannte Schichtdicke 43 auch vom Rotor 7 abgetragen werden kann und somit auch bei dieser Ausführungsvariante des Nockenwellenverstellers 2 das gemeinsame Schleifen von Stator 6 und Rotor 7 mög-
lich ist.
Von Vorteil ist es bei der Ausführungsvariante des gemeinsamen Schleifens von Stator 6 und Rotor 7, wenn diese beiden Bauteile in der Folge auch gemeinsam verpackt und an den Endabnehmer als Set geliefert werden, da der Stator 6 und der Rotor 7 durch das gemeinsame Schleifen besser aufeinander abgestimmt wer-
den können.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsvariante des Rotors 7 dargestellt. Bei dieser Ausführungsvariante sind auf dem Rotorgrundkörper 14 mehrere Auflageelemente 45
vorgesehen.
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Während des Pulverpressens können auf dem Grünling für den Rotor 7 auf den nicht zu schleifenden ersten oder zweiten Planflächen 34 oder 40 und diese in der Axialrichtung 21 überragend auch zumindest drei Auflageelemente 45 ausgebildet werden. Vorzugsweise werden genau drei Auflageelemente 45 ausgebildet. Es können aber auch mehr als drei Auflageelemente 45 ausgebildet werden, bei-
spielsweise vier, fünf, sechs, etc.
Zur Ausbildung der Erhebungen auf dem Grünling wird insbesondere ein Stempel zum Pressen des Pulvers verwendet, der an den Stellen der Auflageelemente 45
entsprechende Vertiefungen aufweist.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, sind die Auflageelemente 45 nicht auf einer Linie, d.h. nicht auf einer Geraden angeordnet. Vielmehr werden die Auflageelemente 45 im Falle von drei Auflageelementen 45 gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet bzw. ausgebil-
det, d.h. um jeweils 120 ° versetzt zueinander.
Es ist weiter bevorzugt, wenn die Auflageelemente 45 auf gleicher radialer Höhe auf den Planflächen 35, 40 angeordnet werden, wie dies ebenfalls aus Fig. 7 er-
sichtlich ist.
Prinzipiell können die Auflageelemente 45 an jeder geeigneten Stelle auf den
Planflächen 35, 40 oder auch auf dem Rotorgrundköper 14 angeordnet werden.
Die Auflageelemente 45 können zylinderförmig ausgebildet sein. Sie können aber auch eine andere Form aufweisen, insbesondere halbkugelförmig oder kugelkalottenförmig oder quaderförmig oder pyramidenförmig, etc. Bevorzugt sind sie nop-
penförmig ausgebildet.
Bevorzugt weisen alle Auflageelemente 45 des Rotors 7 die gleiche Form auf. Es ist aber auch möglich Mischvarianten vorzusehen, dass also beispielsweise ein Teil der Auflageelemente 45 zylinderförmig und der Rest kugelkalottenförmig aus-
gebildet ist. Anderer Mischvarianten sind ebenfalls denkbar.
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Die Auflageelemente 45 erstreckt/erstrecken sich also über zumindest einen Teilbereich der jeweiligen Planfläche 35 oder 40 des Rotors, wobei diese vorzugsweise eine relative kleine Fläche einnehmen, sodass auch von Auflagepunkten gesprochen werden kann. Die Auflageelemente 45 können dazu jeweils eine maximale Querschnittsfläche aufweisen, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 1
mm? bis 10 mm?®, in der Axialrichtung betrachtet.
Die Auflageelemente 45 können mit einer maximalen Höhe hergestellt werden, gemessen ab der jeweiligen Planfläche 35 oder 40 des Rotors, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 1 um bis 30 um, insbesondere aus einem Bereich von 2
um bis 20 um.
Die Auflageelemente 45 können auch zumindest annähernd leistenförmig ausgebildet sein, sodass sie also eine größere Länge als Breite aufweisen, wenngleich
dies nicht die bevorzugte Ausführungsvariante ist.
Generell können die Ausführungen zu den Auflageelementen 45 auch auf den Stator 6 angewendet werden, sodass also auch der Stator 6 auf den nicht zu schleifenden Planflächen 33 oder 39 derartige Auflageelemente 45 aufweisen
kann.
Neben dieser einstückigen Ausführungsvariante der Auflageelemente 45 mit dem Rotor 7 bzw. dem Stator 6 besteht nach weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung aber auch die Möglichkeit, diese gesondert, insbesondere nach dem Sintern des Rotors 7 und/oder des Stators 6 auf diesem/diesen anzuordnen. Dazu können die Auflageelemente 45 beispielsweise aus einer Folie hergestellt sein und auf die jeweiligen Planflächen 33, 35 oder 39, 40 aufgeklebt werden. Die Auflageelemente 45 können auch als gesonderte Elemente auf den Rotor 7 und/oder den Stator 6
aufgesintert bzw. auf andere Art und Weise damit verbunden werden.
Nach einer anderen Ausführungsvariante können die Auflageelemente 45 als partielle Beschichtung oder Bedruckung aus einem polymerbasiertem Werkstoff hergestellt werden bzw. sein. Beispielsweise können die Auflageelemente 45 aus ei-
nem Polyamidharz hergestellt werden, in dem zumindest ein Festschmierstoff, wie
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z.B. Graphit oder Molybdändisulfid, enthalten sein kann. Das Harz wird nach oder während des Aufbringens auf die entsprechenden Flächen gehärtet, beispielsweise thermisch oder mittels UV-Strahlung. Diese Ausführungsvariante der Auflageelemente 45 hat den Vorteil, dass die Auflageelemente 45 relativ einfach wieder vom Stator 6 und/oder vom Rotor 7 entfernt werden können, bzw. u.U. sogar
selbsttätig abgehen.
Die Auflageelemente 45 werden nämlich nach dem Schleifen oder Finieren der ersten oder zweiten Planflächen 33, 34, 39, 40 des Stators 6 und/oder des Rotors 7 wieder entfernt. Mit den Auflageelementen 45 kann somit nicht nur die Ebenheit der zu schleifenden Flächen besser hergestellt werden. Es ist damit auch möglich, den Fügespalt zwischen dem Stator 6 und dem Rotor 7 einzustellen bzw. herzu-
stellen.
Die Entfernung kann beispielsweise mittels spanender Methoden oder durch Bürs-
ten, etc., erfolgen.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen werden, dass die Auflageelemente 45 aus einem beim Zusammenbau des Nockenwellverstellers 2 plastifizierbarem Werkstoff hergestellt werden. Plastifizierbar bedeutet dabei, dass die Auflageelemente 45 eine plastische Verformbarkeit aufweisen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Auflageelemente 45 aus einem weicheren Werkstoff hergestellt werden als der Rest des Stators 6 oder des Rotors 7. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es auch möglich, die Auflageelemente 45 mit Hohlräumen herzustellen, beispielsweise mit Poren, die beim plastischen Verformen zumindest teilweise zusammengedrückt werden. Dazu können die Auflageelemente 45 aus einem Sinterwerkstoff hergestellt werden. Wie bereits ausgeführt, besteht bevorzugt jedoch der gesamte Stator 6 oder Rotor 7 aus dem Werk-
stoff, aus dem die Auflageelemente 45 hergestellt werden.
Durch die plastische Verformbarkeit ist es möglich, dass die Auflageelemente 45 zumindest teilweise verdrückt werden, womit der Aufwand zu deren Abtragung
von den Planflächen 33, 35, 39, 30 reduziert werden kann.
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Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Auflageelemente 45 zur Abstützung des Stators 6 und/oder des Rotors 7 auf einer Auflagefläche, insbesondere einer Auflagefläche der Spannvorrichtung 42, während des Schleifens bzw. Finierens der Planflächen 33, 35 oder 39, 40 dienen.
Wie bereits erwähnt, weist der Nockenwellenversteller 2 auf beiden Seiten (an den axialen Stirnflächen) eine Abdeckung 8, 41 auf, mit der die Arbeitsräume 18 in der Axialrichtung 21 abgeschlossen werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann dabei vorgesehen werden, dass der Stator 6 mit einem Deckel, d.h. mit einer der Abdeckungen 41, des Nockenwellenverstellers 2 einteilig hergestellt wird bzw. ist, wie dies aus Fig. 8 zu ersehen ist. Diese Ausbildung ist insbesondere von Vorteil, wenn der Stator 6 aus einem Sinterwerkstoff nach einem pulvermetallurgischem hergestellt wird, da damit auch komplexere Formen
einfacher herstellbar sind.
Von Vorteil ist bei dieser Ausführungsvariante auch, dass der Stator 6 damit auch als Auflagefläche für die Auflageelemente 45 eingesetzt werden kann, indem die Auflageelemente 45 beim gemeinsamen Schleifen von Stator 6 und Rotor 7 an der Abdeckung 41 aufliegen, und insbesondere gegen diese gespannt, werden kön-
nen.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens kann vorgesehen werden, dass Übergänge zwischen den ungeschliffenen Planflächen 33, 35 oder 39, 40 und Mantelflächen 10 oder 15 des Stators 6 und/oder des Rotors 7 beim Kalibrieren scharfkantig ausgebildet werden. Die beim Kalibrieren gebildeten Grate
werden anschließend bevorzugt mittels Bürsten entfernt.
Nach dem beschriebenen Verfahren kann ein einstückiger Stator 6 für eine Nockenwellenversteller 2 aus einem Sinterwerkstoff hergestellt werden, umfassend einen Statorgrundkörper 9, der eine äußere Stirnverzahnung 5, eine radial innere Mantelfläche 10 und von der radial inneren Mantelfläche 10 radial nach innen vorragende, voneinander in Umfangsrichtung 13 des Statorgrundkörpers 9 beabstandete Stege 11 aufweist, wobei der Stator 6 erste Planflächen 33 an einer ersten
Stirnfläche 34 und zweite Planflächen 39 an einer zweiten Stirnfläche aufweist, die
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in der Axialrichtung 21 betrachtet der ersten Stirnfläche 34 gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die ersten Planflächen 33 oder die zweiten Planflächen 39 des Stators 6 geschliffen oder finiert sind, und die jeweils anderen Planflächen 39 oder 40 der ersten und zweiten Planflächen 33, 40 des Stators 6 kalibriert und unge-
schliffen sind.
Es ist weiter möglich, mit dem Verfahren einen einstückigen Rotor 7 für eine Nockenwellenversteller 2 aus einem Sinterwerkstoff herzustellen, umfassend einen Rotorgrundkörper 14, der von einer radial äußeren Mantelfläche 15 radial nach auRen vorragende Flügel 16 aufweist, wobei der Rotor 7 erste Planflächen 35 an einer ersten Stirnfläche 36 und zweite Planflächen 40 an einer zweiten Stirnfläche aufweist, die in der Axialrichtung 21 betrachtet der ersten Stirnfläche 36 gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die ersten Planflächen 35 oder die zweiten Planflächen 40 des Rotors 7 geschliffen oder finiert sind, und die jeweils anderen Planflächen 40, 35 der ersten und zweiten Planflächen 35, 40 des Rotors 7 kalib-
riert und ungeschliffen sind.
Bevorzugt sind sowohl der Stator 6 als auch der Rotor 7 des Nockenwellenverstellers 2 als Sinterbauteile ausgebildet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Stator 6 und/oder der Rotor 7 aus einem Vollmaterial, beispielsweise einem
Gusswerkstoff, bestehen.
Bei dem Stator 6 kann der Abstand der ersten zu den zweiten Planflächen 33, 39
eine Toleranz zwischen 10 um und 25 um aufweisen.
Bei dem Rotor 7 kann der Abstand der ersten zu den zweiten Planflächen 35, 40
eine Toleranz zwischen 8 um und 25 um aufweisen.
Nur der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass als Sinterpulver besonders be-
vorzugt metallische Pulver eingesetzt werden.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Nockenwellenverstellers 2 bzw. von Bestandteilen davon, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.
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Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Nockenwellenverstellers 2 bzw. von dessen Elementen diese
nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind.
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Bezugszeichenliste
Verbrennungsmotor Nockenwellenversteller Antriebsrad Stirnverzahnung Stirnverzahnung Stator
Rotor
Abdeckung Statorgrundkörper Mantelfläche
Steg Ausnehmung Umfangsrichtung Rotorgrundkörper Mantelfläche Flügel Seitenfläche Arbeitsraum Arbeitskammer Arbeitskammer Axialrichtung Aufnahme Steuerventil Abschnitt Abschnitt Abschnitt Durchbruch Kolben
Pfeil
Oberfläche
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
Oberfläche Nockenwelle Planfläche Stirnfläche Planfläche Stirnfläche Ringsteg Hohlzylinder Planfläche Planfläche Abdeckung Spannvorrichtung Schichtdicke Vorsprung
Auflageelement
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Claims (15)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines, insbesondere hydraulischen, Nockenwellenverstellers (1) umfassend
- einen Stator (6) mit einem Statorgrundkörper (9), der mit einer äußeren Stirnverzahnung (4), einer radial inneren Mantelfläche (10) und mit von der radial inneren Mantelfläche (10) radial nach innen vorragenden, voneinander in Umfangsrichtung (13) des Statorgrundkörpers (9) beabstandeten Stegen (11) hergestellt wird;
- einen relativ zum Stator (6) verdrehbaren Rotor (7) mit einem Rotorgrundkörper (14), der zumindest teilweise von dem Stator (6) umgeben ist und der mit von einer radial äußeren Mantelfläche (15) radial nach außen vorragenden Flügeln (16) hergestellt wird, sodass zwischen dem Stator (6) und dem Rotor (7) mehrere hydraulische Arbeitsräume (18) ausgebildet werden, welche jeweils durch einen Flügel (16) des Rotors (7) in eine erste Arbeitskammer (19) und eine zweite Arbeitskammer (20) unterteilt werden;
- wobei der Stator (6) und der Rotor (7) mit ersten Planflächen (33, 35) an einer ersten Stirnfläche (34, 36) und mit zweiten Planflächen (39, 40) an einer zweiten Stirnfläche, die in einer Axialrichtung (21) betrachtet der ersten Stirnfläche (34, 36) gegenüberliegend ausgebildet wird, hergestellt werden;
- wobei der Rotor (7) und/oder der Stator (6) nach einem pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt wird oder werden umfassend die Verfahrensschritte:
- Bereitstellung eines ersten Pulvers zur Herstellung des Rotors (7);
- Pressen des ersten Pulvers zu einem Rotorgrünling;
- gegebenenfalls Grünbearbeitung des Rotorgrünlings;
- Sintern des Rotorgrünlings;
- Mmaterialabtragendes Nachbearbeiten des Rotors (7);
- und/oder umfassend die Verfahrensschritte:
- Bereitstellen eines zweiten Pulvers zur Herstellung des Stators (6);
- Pressen des zweiten Pulvers zu einem Statorgrünling;
- gegebenenfalls Grünbearbeitung des Statorgrünlings;
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- Sintern des Statorgrünlings;
- Mmaterialabtragendes Nachbearbeiten des Stators (6);
- gegebenenfalls Härtung der Stirnverzahnung (4) des Stators (6). dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Planflächen (33, 35) oder die zweiten Planflächen (39, 40) des Stators (6) und des Rotors (7) geschliffen oder finiert werden, und dass die jeweils anderen Planflächen (39, 40 oder 33, 35) der ersten und zweiten Planflächen (33, 35, 39, 40) des Stators (6) und des Rotors (7) kalib-
riert und ungeschliffen belassen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (7) und der Stator (6) auf einer gemeinsamen Spannvorrichtung (42) angeordnet und die zu schleifenden Planflächen (33, 35 oder 39, 40) gemeinsam geschliffen
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Stator (6) und/oder am Rotor (7) auf der Seite der nicht zu schleifenden Planflä-
chen (33, 35 oder 39, 40) drei Auflageelemente (45) ausgebildet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageelemente (45) des Stators (6) einstückig mit dem Stator (6) und/oder die Aufla-
geelemente (45) des Rotors (7) einstückig mit dem Rotor (7) ausgebildet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageelemente (45) aus einem beim Zusammenbau des Nockenwellverstellers
(2) plastifizierbarem Werkstoff hergestellt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufla-
geelemente (45) aus einem polymerbasiertem Werkstoff hergestellt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Auflageelemente (45) noppenförmig ausgebildet werden.
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8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (6) mit einem Deckel des Nockenwellenverstellers (2) einteilig her-
gestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der Stator (6) und/oder der Rotor (7) vor dem Schleifen kalibriert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Übergänge zwischen den ungeschliffenen Planflächen (33, 35 oder 39, 40) und Mantelflächen (10, 15) des Stators (6) und/oder des Rotors (7) beim Kalibrie-
ren scharfkantig ausgebildet werden.
11. Einstückiger Stator (6) für einen Nockenwellenversteller (2) aus einem Sinterwerkstoff, umfassend einen Statorgrundkörper (9), der eine äußere Stirnverzahnung (4), eine radial innere Mantelfläche (10) und von der radial inneren Mantelfläche (10) radial nach innen vorragende, voneinander in Umfangsrichtung (13) des Statorgrundkörpers (9) beabstandete Stege (11) aufweist, wobei der Stator (6) erste Planflächen (33) an einer ersten Stirnfläche (34) und zweite Planflächen (39) an einer zweiten Stirnfläche aufweist, die in einer Axialrichtung (21) betrachtet der ersten Stirnfläche (34) gegenüberliegend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Planflächen (33) oder die zweiten Planflächen (39) des Stators (6) geschliffen oder finiert sind, und dass die jeweils anderen Planflächen (40 oder 33) der ersten und zweiten Planflächen (33, 39) des Stators (6) kalibriert und unge-
schliffen sind.
12. Stator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der ersten zu den zweiten Planflächen (33, 39) eine Toleranz zwischen 10 um und
25 um aufweist.
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13. Einstückiger Rotor (7) für einen Nockenwellenversteller (2) aus einem Sinterwerkstoff, umfassend einen Rotorgrundkörper (14), der von einer radial äuReren Mantelfläche (15) radial nach außen vorragende Flügel (16) aufweist, wobei der Rotor (7) erste Planflächen (35) an einer ersten Stirnfläche (36) und zweite Planflächen (40) an einer zweiten Stirnfläche aufweist, die in einer Axialrichtung (21) betrachtet der ersten Stirnfläche (36) gegenüberliegend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Planflächen (35) oder die zweiten Planflächen (40) des Rotors (7) geschliffen oder finiert sind, und dass die jeweils anderen Planflächen (40, 35) der ersten und zweiten Planflächen (35, 40) des Rotors
(7) kalibriert und ungeschliffen sind.
14. Rotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der ersten zu den zweiten Planflächen (35, 40) eine Toleranz zwischen 8 um und
25 um aufweist.
15. Nockenwellenversteller (2), insbesondere hydraulischer Nockenwellenversteller (2), umfassend einen Stator (6) und einen Rotor (7), wobei der Rotor (7) zumindest teilweise, insbesondere zur Gänze, innerhalb des Stators (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (6) entsprechend Anspruch 11
oder 12 und/oder der Rotor (7) entsprechend Anspruch 13 oder 14 ausgebildet ist
oder sind.
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US17/377,913 US20220056819A1 (en) 2020-08-24 2021-07-16 Method for producing a camshaft adjuster
DE102021119442.3A DE102021119442A1 (de) 2020-08-24 2021-07-27 Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenverstellers
CN202110911615.XA CN114082957A (zh) 2020-08-24 2021-08-10 凸轮轴调节器的制造方法、定子和转子以及凸轮轴调节器

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DE (1) DE102021119442A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012102022A1 (de) * 2012-03-09 2013-09-12 Hilite Germany Gmbh Schwenkmotorversteller
DE102017127676A1 (de) * 2017-11-23 2019-05-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller und Verfahren zur Herstellung solch eines Nockenwellenverstellers
DE112017006718T5 (de) * 2017-01-03 2019-09-12 Gkn Sinter Metals, Llc. Rotor und verfahren zur herstellung eines rotors mit angeglichenen oberflächenbereichen zum schleifen

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5612078B2 (ja) * 2009-05-04 2014-10-22 ジーケーエヌ シンター メタルズ、エル・エル・シー 粉末金属部品を接着および接合する方法
DE102009053600B4 (de) * 2009-11-17 2021-07-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor eines Nockenwellenverstellers, Verfahren zum Herstellen eines Rotors sowie Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle eines Motors
DE102010008005A1 (de) * 2010-02-15 2011-08-18 Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 Stator-Deckel-Einheit und Nockenwellenversteller
DE102010003546B4 (de) * 2010-03-31 2016-02-04 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Kombinierte Kettenrad-Stator-Einheit
DE102012208496B4 (de) * 2012-05-22 2013-12-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenverstelleinrichtung
DE102013015677A1 (de) 2013-09-23 2015-03-26 Gkn Sinter Metals Holding Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit hochgenauer radialer Präzision sowie Teilesatz mit Sinterfügeteilen
DE102013226445B4 (de) 2013-12-18 2020-11-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenzentrierung im geteilten Rotor eines hydraulischen Nockenwellenverstellers und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102014219558A1 (de) * 2014-09-26 2016-03-31 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Anbindung eines Nockenwellenverstellers an der Nockenwelle
DE102016125659B4 (de) * 2016-12-23 2020-12-03 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Grünling einer Stator-Deckel-Einheit
DE102017114995B4 (de) * 2017-07-05 2020-11-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rotor für Nockenwellenversteller
DE102017011004A1 (de) * 2017-11-28 2019-05-29 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Nockenwellenphasensteller mit ringartigem Rückschlagventil

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012102022A1 (de) * 2012-03-09 2013-09-12 Hilite Germany Gmbh Schwenkmotorversteller
DE112017006718T5 (de) * 2017-01-03 2019-09-12 Gkn Sinter Metals, Llc. Rotor und verfahren zur herstellung eines rotors mit angeglichenen oberflächenbereichen zum schleifen
DE102017127676A1 (de) * 2017-11-23 2019-05-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller und Verfahren zur Herstellung solch eines Nockenwellenverstellers

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