DE102004041430A1

DE102004041430A1 - Nockenwellenversteller

Info

Publication number: DE102004041430A1
Application number: DE102004041430A
Authority: DE
Inventors: Lutz Grunow
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-03-09
Also published as: JP2008510919A; US20070234986A1; WO2006024416A1; US7581316B2

Abstract

Ein Nockenwellenversteller (1) für eine Brennkraftmaschine weist ein Gehäuse (3), welches zwei seitliche Deckelabschnitte (4, 5) und einen zwischen den Deckelabschnitten (4, 5) angeordneten, mittleren Mantelabschnitt (6) aufweist, und einen in dem Gehäuse (3) angeordneten Rotor (10) auf. Der Mantelabschnitt (6) ist durch einen aus einem Rohr (13) als Halbzeug gezogenen, abgelängten Profilabschnitt gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.

Ein gattungsgemäßer Nockenwellenversteller und ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung des Gehäuses desselben sind aus der DE 101 48 687 A1 bekannt. Hierbei wird das Gehäuse und/oder der Rotor durch Extrudieren, d.h. durch Strangpressen, einer Aluminiumlegierung hergestellt.

Nachteiligerweise handelt es sich hierbei jedoch um ein relativ teures Verfahren, welches darüber hinaus den Nachteil aufweist, dass es nur bei einer relativ eingeschränkten Anzahl an Werkstoffen eingesetzt werden kann.

Weitere Nockenwellenversteller sowie Verfahren zu deren Herstellung sind beispielsweise in der DE 199 55 507 A1 , der DE 198 17 319 C2 oder der WO 00/52308 A1 beschrieben. Die Gehäuse dieser Nockenwellenversteller können beispielsweise als Sinter-, Schmiede- oder Gussteile ausgebildet sein. In jedem Fall erfordert dies jedoch einen relativ hohen Aufwand bei der Herstellung dieser Nockenwellenversteller. Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen ist deren meist sehr hohes Gewicht sowie die teilweise aufwändige Montage der einzelnen Abschnitte des Gehäuses.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für einen derartigen Nockenwellenversteller zu schaffen, welche einfach und kostengünstig sind und dabei eine hohe Zuverlässigkeit bieten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Eine verfahrensgemäße Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen von Anspruch 12.

Dadurch, dass erfindungsgemäß der Mantelabschnitt des Gehäuses durch einen aus einem Rohr als Halbzeug gezogenen, abgelängten Profilabschnitt gebildet ist, ergibt sich ein gewichtsmäßig äußerst leichtes Gehäuse für einen Nockenwellenversteller. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in sehr einfacher Weise durchgeführt werden, wobei die Innenkontur des Mantelabschnitts durch das Ziehverfahren eine derartige Maßhaltigkeit und Oberflächenrauhigkeit erhält, dass keine weitere Bearbeitung des Gehäuses mehr erforderlich ist. Nach dem Ziehen ist lediglich ein Ablängen des Rohrs auf die für das Gehäuse erforderliche Länge des Mantelabschnitts notwendig. Insgesamt ergibt sich somit vorteilhafterweise ein sehr kostengünstiger Nockenwellenversteller.

Ein sogenannter Flügelrotor kann in dem Gehäuse des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers aufgenommen werden, wenn der Mantelabschnitt wenigstens zwei Ausbuchtungen aufweist.

Wenn des weiteren die beiden Deckelabschnitte mittels mehrerer Verbindungselemente miteinander verbunden sind, so kann sowohl der Mantelabschnitt des Gehäuses als auch der darin angeordnete Rotor unabhängig von den zur Verbindung der beiden Deckelabschnitte verwendeten Verbindungselemente konstruiert werden. Hierbei können die Verbindungselemente al ternativ außerhalb oder innerhalb des Mantelabschnitts verlaufen.

Eine besonders gute Klemmung der beiden seitlichen Deckelabschnitte und somit eine entsprechend gute Dichtheit des Gehäuses ist gegeben, wenn in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Verbindungselemente unmittelbar benachbart zu den Ausbuchtungen angeordnet sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Dabei zeigen:
1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers;
2 einen Schnitt nach der Linie II-II aus 1; und
3 einen Schritt bei einem Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für den erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Nockenwellenversteller 1, welcher dafür vorgesehen ist, die Drehwinkellage einer Nockenwelle 2 gegenüber einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer ebenfalls nicht dargestellten Brennkraftmaschine zu verstellen. Der Nockenwellenversteller 1 kann beispielsweise in einer Form ausgebildet sein, wie sie in der DE 199 55 507 A1 oder der DE 198 17 319 C2 beschrieben und daher nachfolgend nicht näher erläutert ist. Die Klemmung des Nockenwellenverstellers 1 an der Nockenwelle 2 kann mittels einer nicht dargestellten Zentralschraube erfolgen.
Der Nockenwellenversteller 1 weist ein Gehäuse 3 auf, welches wiederum zwei seitliche Deckelabschnitte 4 und 5 sowie einen zwischen den Deckelabschnitten 4 und 5 angeordneten, mittleren Mantelabschnitt 6 aufweist. Hierbei ist der der Nockenwelle 2 zugewandte Deckelabschnitt 4 mit einem Kettenrad 7 versehen, welches die Integration des Nockenwellenverstellers 1 in einen Kettentrieb der Brennkraftmaschine ermöglicht. Die beiden Deckelabschnitte 4 und 5 sind mittels mehrerer, außerhalb des Mantelabschnitts 6 verlaufender, im vorliegenden Fall als Schrauben ausgebildeter Verbindungselemente 8 miteinander verbunden, um das Gehäuse 3 dicht verschließen zu können. In nicht dargestellter Weise könnten die Verbindungselemente 8 auch innerhalb des Mantelabschnitts 6 verlaufen.
Wie aus der Darstellung gemäß 2 deutlich wird, ist der Mantelabschnitt 6 im Querschnitt profiliert und weist im vorliegenden Fall drei Ausbuchtungen 9 auf, so dass er geeignet ist, einen beispielsweise als Sinter- oder Schmiedeteil ausgebildeten Rotor 10 mit drei Flügeln 11 aufzunehmen. Gegebenenfalls könnte der Rotor 10 auch eine andere Anzahl an Flügeln 11 aufweisen, beispielsweise zwei oder vier. Der Mantelabschnitt 6 müsste dann mit einer entsprechenden Anzahl an Ausbuchtungen 9 versehen sein. In 2 ist des weiteren zu erkennen, dass wenigstens eine der Ausbuchtungen 9, im vorliegenden Fall zwei, derart ausgebildet ist, dass sie gemeinsam mit einem der Flügel 11 des Rotors 10 eine Kammer 12 für Hydraulikflüssigkeit bildet. Aufgrund des nachfolgend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung des Mantelabschnitts 6 verläuft die Wandung desselben in diesem Bereich schräg, d.h. mit einem Winkel gegenüber dem Flügel 11. Um eine möglichst gute Abdichtung des Gehäuses 3 zu erzielen, sind die Verbindungselemente 8 jeweils unmittelbar benachbart zu den Ausbuchtungen 9 angeordnet, wobei jeder Ausbuchtung 9 jeweils zwei Verbindungselemente 8 zugeordnet sind.
Der Mantelabschnitt 6 ist durch einen aus einem Rohr 13 als Halbzeug gezogenen, abgelängten Profilabschnitt gebildet.
Hierbei kann sowohl ein nahtlos gezogenes als auch ein geschweißtes Rohr als Halbzeug für den Mantelabschnitt 6 verwendet werden. Zu bevorzugen ist, dass als Material für das Rohr 13 Stahl verwendet wird, da dies eine ausreichende Festigkeit bei relativ geringer Wandstärke aufweisen kann und somit eine geringe Baugröße ermöglicht.
3 zeigt in einer sehr schematischen Darstellung den Schritt der Herstellung des Mantelabschnitts 6 aus dem zunächst runden Rohr 13, wobei das Rohr 13 mittels eines innerhalb desselben angeordneten Dorns 14 und einer das Rohr 13 umgebenden Matrize 15 kalt gezogen wird. Das Trennen bzw. Ablängen des Mantelabschnitts 6, um dessen gewünschte Länge zu erhalten, kann nach dem Ziehen beispielsweise durch Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, Sägen, Schleifen oder ein anderes geeignetes Bearbeitungsverfahren erfolgen. Bei Bedarf ist es des weiteren möglich, den Mantelabschnitt 6 mit einem zusätzlichen Verfahrensschritt auf die gewünschte Länge zu bringen.

Claims

Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, welches zwei seitliche Deckelabschnitte und einen zwischen den Deckelabschnitten angeordneten, mittleren Mantelabschnitt aufweist, und mit einem in dem Gehäuse angeordneten Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelabschnitt (6) durch einen aus einem Rohr (13) als Halbzeug gezogenen, abgelängten Profilabschnitt gebildet ist.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelabschnitt (6) wenigstens zwei Ausbuchtungen (9) aufweist.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Deckelabschnitte (4,5) mittels mehrerer Verbindungselemente (8) miteinander verbunden sind.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (8) unmittelbar benachbart zu den Ausbuchtungen (9) angeordnet sind.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (8) außerhalb des Mantelabschnitts (6) verlaufen.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (8) innerhalb des Mantelabschnitts (6) verlaufen.
Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (13) ein nahtlos gezogenes Rohr ist.
Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (13) ein geschweißtes Rohr ist.
Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelabschnitt (6) aus Stahl besteht.
Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Deckelabschnitte (4,5) ein Kettenrad (7) aufweist.
Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der. Ausbuchtungen (9) derart ausgebildet ist, dass sie gemeinsam mit einem Flügel (11) des Rotors (10) eine Kammer (12) für Hydraulikflüssigkeit bildet.
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine, wobei zwei seitliche Deckelabschnitte mit einem zwischen den Deckelabschnitten angeordneten, mittleren Mantelabschnitt verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelabschnitt (6) aus einem Rohr (13) als Halbzeug gezogen und abgelängt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (13) mittels eines Dorns (14) und einer Matrize (15) kalt gezogen wird.