DE102010008004A1

DE102010008004A1 - Stator-Deckel-Einheit und Nockenwellenversteller

Info

Publication number: DE102010008004A1
Application number: DE201010008004
Authority: DE
Inventors: Olaf 90425 Boese
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2011-08-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stator-Deckel-Einheit (1) für einen Nockenwellenversteller (31), umfassend einen Stator (3) mit einer Anzahl sich radial nach innen erstreckender Stege (9), von denen wenigstens ein Steg (9) mit einer Flügelanschlagsfläche (11) ausgebildet ist, sowie einen Verriegelungsdeckel (5), der mit dem Stator (3) verbunden ist, wobei der Verriegelungsdeckel (5) im Bereich der Stege (9) abgesenkte Vertiefungen (15) aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Nockenwellenversteller (31) mit einer derartigen Stator-Deckel-Einheit (1), in welcher ein Rotor (33) mit einer Anzahl sich radial nach außen erstreckender Rotorflügel (35) positioniert ist. Eine Stator-Deckeleinheit (1) dient als Teil eines Nockenwellenverstellers (31) der Betätigung einer Nockenwelle, wodurch Gaswechselventile in einem Verbrennungsmotor betätigt und so dessen Leistung erhöht werden kann.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Stator-Deckel-Einheit, umfassend einen Stator mit einer Anzahl sich radial nach innen erstreckender Stege, von denen wenigstens ein Steg mit einer Flügelanschlagsfläche ausgebildet ist, sowie einen Verriegelungsdeckel, der mit dem Stator verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Nockenwellenversteller mit einer derartigen Stator-Deckel-Einheit. Eine Stator-Deckel-Einheit wird üblicherweise in einem Nockenwellenversteller verwendet, um die Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors im Betrieb zu unterstützen.
Hintergrund der Erfindung
Eine Stator-Deckel-Einheit der vorgenannten Art wird als mittlerweile gängiges Bauteil in neueren Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Sie ist Teil eines Nockenwellenverstellers und dient somit der Betätigung einer Nockenwelle, beziehungsweise der an der Nockenwelle angebrachten Nocken. Durch die Nocken einer durch eine Kurbelwelle in Drehung versetzten Nockenwelle können Gaswechselventile in einem Verbrennungsmotor betätigt werden. Über die Anordnung und die Form der Nocken sind die Steuerzeiten der Gaswechselventile gezielt festlegbar. Eine Anpassung der Ventilöffnungszeiten über einen Nockenwellenversteller erlaubt eine Effizienzsteigerung des Verbrennungsmotors, die insbesondere als Leistungsgewinn und durch Treibstoffersparnis zum Tragen kommen. Aus diesem Grund werden bei Nockenwellenverstellern bzw. den einzelnen Komponenten eines Nockenwellenverstellers immer weiter Verbesserungen angestrebt.
Ein Nockenwellenversteller besteht üblicherweise aus einem Stator, einem Verriegelungsdeckel, einen im Stator positionierten Rotor und einen Dichtdeckel. Der Stator ist im eingebauten Zustand drehfest mit einer Kurbelwelle verbunden, wohingegen der Rotor drehfest mit einer Nockenwelle verbunden ist. Insgesamt wird durch den Einsatz eines Nockenwellenverstellers eine gezielte Drehung der Nockenwelle gegenüber dem Stator in einem vorbestimmten Winkelbereich ermöglicht. Damit kann die Phasenlage der Nocken gegenüber der Kurbelwelle innerhalb gewisser Grenzen verändert werden.
Die Herstellung der vorgenannten Komponenten eines Nockenwellenverstellers ist jedoch häufig mit einem hohen Fertigungsaufwand verbunden. Beispielsweise muss der Stator nach der Fertigung (zum Beispiel als Sinterteil) einem Nachbearbeitungsprozess zur konkreten Festlegung der Flügelanschlagsflächen unterzogen werden. Insbesondere bei einer kombinierten Stator-Deckel-Einheit müssen die schwer erreichbaren Kontaktstellen zwischen Stegen, Statorwand und Verriegelungsdeckel von Materialüberstand befreit werden. Die Entfernung des Materials wird beispielsweise mittels eines Fräsvorgangs vorgenommen, der den Zeitaufwand und die Kosten für die Herstellung weiter erhöht.
Um hier Kosten und Bearbeitungsaufwand zu reduzieren, ist es der Anmelderin bekannt, die Ecken der Flügelanschlagsflächen einer Stator-Deckel-Einheit freizustellen. Bei einer derartigen Ausgestaltung werden die für einen Fräser zuvor schwer erreichbaren Ecken der Flügelanschlagsfläche zur Statorwand vermieden, und die verbleibenden Ecken durch die Freistellung für eine Nachbearbeitung leichter zugänglich gemacht. Einzig eine Nachbearbeitung der Flügelanschlagsflächen an den vorderen Teilen der sich radial nach innen erstreckenden Stegen muss in diesem Fall vorgenommen werden.
Doch auch diese Möglichkeit ist immer noch mit einem relativ hohen Bearbeitungsaufwand verknüpft. Zwar ist der Aufwand aufgrund der freigestellten Ecken gegenüber einer Ausführung mit nicht freigestellten Ecken verringert, allerdings muss an den vorderen, wenn auch leichter zu erreichenden Teilen der Flügelanschlagsflächen immer noch überstehendes Material entfernt werden, um eine korrekte Funktion des Nockenwellenverstellers zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung
Es ist demnach eine erste Aufgabe der Erfindung, eine weiter verbesserte Stator-Deckel-Einheit anzugeben, die kostengünstig und mit verringertem Aufwand gefertigt werden kann, ohne dass dabei ihre Funktionsfähigkeit verschlechtert wird.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Nockenwellenversteller mit einer dementsprechenden Stator-Deckel-Einheit anzugeben.
Lösung der Aufgabe
Die erste Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Stator-Deckel-Einheit mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1.
Demnach umfasst die Stator-Deckel-Einheit für einen Nockenwellenversteller einen Stator mit einer Anzahl sich radial nach innen erstreckender Stege, von denen wenigstens ein Steg mit einer Flügelanschlagsfläche ausgebildet ist, und einen Verriegelungsdeckel, der mit dem Stator verbunden ist. Hierbei ist vorgesehen, dass der Verriegelungsdeckel im Bereich der Stege abgesenkte Vertiefungen aufweist.
In einem ersten Schritt berücksichtigt die Erfindung die Tatsache, dass die Nachbearbeitung einer Stator-Deckel-Einheit in einem Nockenwellenversteller notwendig ist, wenn eine verlässliche Funktion gewährleistet werden soll. Der Aufwand der Nachbearbeitung ist jedoch aufgrund der Komplexität des Bauteils und der daraus resultierenden Vielzahl der zu bearbeitenden Flächen und Ecken hoch und die Fertigung somit kostenintensiv.
Unter Berücksichtigung dessen erkennt die Erfindung in einem zweiten Schritt, dass durch abgesenkte Vertiefungen, die im Bereich der Stege im Verriegelungsdeckel eingebracht sind, die Nachbearbeitung der Stator-Deckel-Einheit effektiv reduziert werden kann. Bei der Herstellung einer derartigen Stator-Deckel-Einheit können entstehende Materialüberstände in den Ecken bzw. an den Kontaktstellen zwischen den Stegen und dem Verriegelungsdeckel stehenbleiben, da sie sich innerhalb der Vertiefungen befinden. Der Flügel eines Rotors kann somit über die Vertiefungen streifen, ohne dass seine Bewegung behindert oder gar gestoppt wird.
Im eingebauten Zustand können die Flügel eines Rotors somit ohne eine zeitintensive Nachbearbeitung der Flügelanschlagsflächen bis an diese heran reichen, so dass die sichere und störungsfreie Funktion einer Stator-Deckel-Einheit bzw. eines Nockenwellenverstellers gewährleistet werden kann.
Überraschenderweise kann somit trotz bislang eigentlich störendem Materiaüberstand auf eine aufwändige Nachbearbeitung verzichtet werden.
Der Stator kann unterschiedlich dimensioniert sein. Die Dimensionierung hängt insbesondere von der Größe der Nockenwelle ab, zu deren Betätigung der Stator benötigt wird. Der Stator ist drehfest mit einer Kurbelwelle verbunden. Er weist zwischen den Stegen gebildete Kammern auf. Die Stege sind an der Innenwandung des Stators angebracht. Im eingebauten Zustand ist innerhalb des Stators ein Rotor gehalten, der eine Anzahl von Flügeln aufweist, die in den Kammern des Stators positioniert sind. Die Stege im Stator erlauben einen begrenzten Drehwinkel des Rotors. Durch die Flügel werden zwischen den Stegen eine linke und eine rechte Druckkammer gebildet. Zur Ansteuerung des Rotors werden die Druckkammern mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt oder entleert.
Die Stege des Stators können mit Flügelanschlagsflächen ausgebildet sein, an denen die Flügel eines Rotors anschlagen können. Es besteht die Möglichkeit, einen oder auch mehrere Stege des Stators mit Flügelanschlagsflächen auszugestalten. Die weiteren Stege des Stators, deren Wände nicht als Flügelanschlagsflächen ausgebildet sind, dienen dann insbesondere der Begrenzung der Kammern, bzw. der Druckkammern.
Mit dem Stator ist ein Verriegelungsdeckel verbunden, der die Druckkammern bzw. den Innenraum auf einer Seite begrenzt. Die Vertiefungen im Verriegelungsdeckel sind im Bereich der Stege ausgebildet und gegenüber dem sonstigen Niveau des Verriegelungsdeckels abgesenkt. Die Vertiefungen sind insbesondere direkt an der Kontaktstelle zwischen dem Steg und dem Verriegelungsdeckel ausgebildet. Durch die Vertiefungen kann bei der Herstellung an diesen Stellen entstandener Materialüberstand verbleiben. Ein solcher Materialüberstand befindet sich nur in den abgesenkten Vertiefungen des Verriegelungsdeckels und somit nicht auf dem sonstigen Niveau des Verriegelungsdeckels, über den der Rotor bzw. dessen Rotorflügel streichen. Der Materialüberstand hat somit keinerlei störende Wirkung und eine Nachbearbeitung der Vertiefungen ist nicht mehr notwendig.
Die Vertiefungen sind bevorzugt unmittelbar bei der Fertigung des Verriegelungsdeckels eingebracht. Beispielsweise kann der Verriegelungsdeckel in einem Urform-Verfahren, wie einem Spritzgießverfahren oder durch einen Sinterprozess gefertigt werden. Dazu wird eine Form verwendet werden, bei welcher die Vertiefungen bereits berücksichtigt sind. Zur Einbringung der Vertiefungen ist somit kein zusätzlicher Fertigungsschritt notwendig.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Stator-Deckel-Einheit einteilig gefertigt. Durch die einteilige Fertigung kann der Herstellungsprozess verkürzt und die Kosten gesenkt werden. Zusätzliche Befestigungsmittel oder Montageschritte zur Verbindung des Stators mit dem Verriegelungsdeckel sind nicht nötig. Die Stator-Deckel-Einheit kann ebenfalls in einem leicht zu handhabenden Herstellungsprozess, wie zum Beispiel dem bereits erwähnten Spritzgießen oder Sintern gefertigt werden. Weiterhin bietet die einteilige Fertigung den Vorteil, dass bei einer Beaufschlagung der Kammer bzw. der Druckkammern mit Öl eine hohe Dichtigkeit gewährleistet ist.
Zusätzlich werden durch die einteilige Fertigung die Bauteiltoleranzen gering gehalten. Da jeder Fertigungsprozess nur eine endliche Fertigungsgenauigkeit hat, weist jedes gefertigte Bauteil kleine Abweichungen von der gewünschten Geometrie auf. Durch ein mehrstufiges Fertigungsverfahren addieren sich geometrische Abweichungen der einzelnen Bauteile und der gesamte Fehler wird größer. Bei einer einteiligen Fertigung sind demnach nur die Toleranzen oder Fehler eines einzigen Bauteils, also der Stator-Deckel-Einheit, zu berücksichtigen. Im Gegensatz hierzu würde bei einem Zusammenbringen eines separaten Stators und eines separaten Verriegelungsdeckels ein größerer Fehler für die Stator-Deckeleinheit resultieren.
Bevorzugt erstrecken sich die Vertiefungen jeweils als ein Ringabschnitt in Umfangsrichtung von einem Steg weg. Hierdurch sind die Vertiefungen an den Stellen ausgebildet, an denen ein Rotorflügel an einen Steg, bzw. an die am Steg ausgebildete Flügelanschlagsfläche anschlägt. Die Form entspricht hierbei der gegebenen Rotationssymmetrie.
Vorteilhafterweise erstreckt sich der jeweilige Ringabschnitt vom Steg weg in Umfangsrichtung maximal bis zur Breite eines Rotorflügels. Im eingebauten Zustand eines Rotors wird hierdurch insbesondere ein Kurzschluss zwischen den Druckkammern verhindert, die sich jeweils rechts und links von einem Flügel befinden. Bei den so gewählten Abmessungen kann kein Öl von einer Druckkammer über den Flügel hinweg in eine zweite fließen und es ist somit zu jedem Zeitpunkt die Funktion des Nockenwellenverstellers sicher gewährleistet.
Bevorzugt haben die Vertiefungen in radialer Richtung im Wesentlichen die gleiche radiale Länge wie die Stege. Hierdurch kann insbesondere gewährleistet werden, dass ein Rotorflügel, der in radialer Richtung bis an die Innenwandung des Stators bzw. der Stator-Deckel-Einheit reicht, an keiner Stelle durch einen Materialüberstand in seiner Bewegung gehindert ist.
Durch die Ausbildungen der Vertiefungen nur im Bereich der Stege bzw. insbesondere im Bereich der Flügelanschlagsflächen bleibt eine ausreichende Stabilität der Stator-Deckel-Einheit gewährleistet. Insbesondere im sich radial nach innen den Stegen anschließenden Teil des Verriegelungsdeckels, der im eingebauten Zustand der Stator-Deckel-Einheit eine Nockenwelle umschließt, wird die Materialdicke den Anforderungen entsprechend beibehalten.
Üblicherweise müssen die Radien, also der Materialüberstand an den Kontaktstellen zwischen den Stegen bzw. den Flügelanschlagsflächen und dem Verriegelungsdeckel, entfernt werden, um den reibungslosen Betrieb eines Nockenwellenverstellers zu gewährleisten. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gehen die Stege, insbesondere die Flügelanschlagsflächen, jeweils über Radien in die Vertiefungen über. Mit anderen Worten werden die Radien bewusst beibehalten. Diese Radien befinden sich, wie bereits erwähnt, innerhalb der Vertiefungen und ragen nicht über das Niveau des Verriegelungsdeckels hinaus. Dementsprechend haben sie keinerlei nachteilige Auswirkungen auf die Funktion der Stator-Deckel-Einheit. Mit anderen Worten kann üblicherweise störender Materialüberstand aus dem Herstellungsprozess der Stator-Deckel-Einheit stehen bleiben. Aufgrund der stabilisierenden Wirkung der Radien wird damit sogar die Belastbarkeit bzw. die Haltbarkeit der Stator-Deckel-Einheit erhöht. Überraschenderweise kann also durch den Verbleib der Radien in den Vertiefungen nicht nur der Herstellungsprozess einfacher und kostengünstiger gestaltet, sondern auch die Stabilität und damit die Dauerhaltbarkeit einer Stator-Deckel-Einheit effektiv erhöht werden.
Vorteilhafterweise ist im Verriegelungsdeckel eine Kulisse zur drehfesten Verriegelung eines Rotors umfasst. Durch das Verriegeln über eine Kulisse können Stator und Rotor in einer optimalen Position insbesondere für den Start oder Leerlauf eines Motors gehalten werden. Die Kulisse ist innerhalb einer Kammer bzw. einer Druckkammer in Form einer Ausnehmung im Verriegelungsdeckel ausgebildet, in die ein Kolben zur Verriegelung greifen kann. Durch die Kulisse kann somit die Stator-Deckel-Einheit mit einem Rotor formschlüssig mechanisch verbunden sein. Der Kolben greift hierbei insbesondere durch ein Loch im Rotor und hält den Rotor fest in einer vorgesehenen Position. Die Position der Kulisse ist dabei insbesondere durch den Herstellungsprozess festgelegt. Sie muss innerhalb der Verriegelungspiels liegen, damit der Kolben in die Ausnehmung eingreifen kann. Durch ein Fräsen an den Stegen, also im Falle einer notwendigen Nachbearbeitung der Flügelanschlagsflächen, könnte sich beispielsweise die Position der Kulisse zur Anschlagsfläche verändern. Das könnte bedeuten, dass im eingebauten Zustand die Verriegelung eines Rotors mit einer Stator-Deckel-Einheit nicht mehr korrekt möglich ist. Vorliegend ist eine Nachbearbeitung der Flügelanschlagsflächen der Stator-Deckel-Einheit nicht nötig. Somit wird kein zusätzlicher Fehler erzeugt. So bleibt die Toleranzkette bezüglich des Abstands zwischen den Flügelanschlagsflächen und der Kulisse unbeeinflusst.
Die Entriegelung eines Kolbens, der in eine Kulisse eingreift, erfolgt üblicherweise hydraulisch. Hierzu erstreckt sich in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die der Kulisse benachbarte Vertiefung bis in die Kulisse hinein. Da bereits Vertiefungen im Verriegelungsdeckel vorhanden sind, können diese somit bereits für eine Beaufschlagung des durch die Kulisse gebildeten Druckraums mit Öl verwendet werden. Beim Start des Verbrennungsmotors wird im Druckraum Druck aufgebaut. Der Kolben, der die Stator-Deckel-Einheit im verriegelten Zustand an dem Flügel des Rotors festhält, wird hochgedrückt. Die Verbindung zwischen Stator und Rotor ist gelöst. Um die Kulisse mit Öl zu befüllen wird somit bereits ein Teil der Vertiefung genutzt. Somit entfällt ein zusätzlicher Bearbeitungsschritt, wie das nachträgliche Einbringen einer separaten Nut, und es können zusätzliche Kosten eingespart werden.
Die zweite Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Nockenwellenversteller mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 9.
Demnach umfasst der Nockenwellenversteller eine Stator-Deckel-Einheit entsprechend den vorgenannten Ausgestaltungen, in welcher ein Rotor mit einer Anzahl sich radial nach außen erstreckender Rotorflügel positioniert ist.
Der Rotor ist bei einem Nockenwellenversteller in der Stator-Deckel-Einheit angebracht. Der Rotor ist drehfest mit der Nockenwelle verbunden und wird über die Bewegung des Stators gedreht. Die sich radial nach außen erstreckenden Rotorflügel befinden sich im eingebauten Zustand zwischen den Kammern, die durch die sich radial nach innen erstreckenden Stege des Stators begrenzt werden. Die Kammern werden durch die Rotorflügel in zwei Druckkammern unterteilt. Der Rotor weist insbesondere Ölkanäle in seinem Grundkörper auf, durch die Öl zum hydraulischen Betrieb des Nockenwellenverstellers in die Druckkammern der Stator-Deckel-Einheit gepumpt werden können. Durch das Verdrehen des Rotors gegenüber dem Stator kann die Phasenlage der Nockenwelle bzw. der Nocken und damit die Öffnungszeiten der Ventile in einem Motor gesteuert werden. Der mögliche Verdrehwinkel des Rotors ist insbesondere abhängig von der Größe der Druckkammer ebenso wie von der Breite der Flügel, bzw. vom Verhältnis der beiden zueinander.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung entspricht die Breite eines Rotorflügels mindestens der Größe einer Vertiefung in Umfangsrichtung. Hierdurch kann kein Öl unerwünscht über die Vertiefungen von einer Druckkammer in eine zweite Druckkammer gelangen und so zum Kurzschluss zwischen den Druckkammern führen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen, wobei die für die Stator-Deckel-Einheit genannten Vorteile sinngemäß übertragen werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Stator-Deckel-Einheit in einer Aufsicht,
2 die Stator-Deckel-Einheit gemäß 1 in einer dreidimensionalen Darstellung,
3 einen Nockenwellenversteller mit einer Stator-Deckel-Einheit gemäß den 1 und 2 und einem eingebauten Rotor in einer Aufsicht, Gleiche Komponenten in den einzelnen Ausführungsbeispielen erhalten nachfolgend dieselben Bezugszeichen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In 1 ist eine Stator-Deckel-Einheit 1 mit einem Stator 3 und einem Verriegelungsdeckel 5 in einer Aufsicht zu sehen. Die Stator-Deckel-Einheit 1, die auch als ein sogenannter Statortopf bezeichnet wird, ist einteilig mittels eines Sinterverfahrens gefertigt. Hierdurch wird neben einer einfachen Herstellung die Dichtigkeit der Stator-Deckel-Einheit 1 gewährleistet und die Fehlertoleranzen verringert. Die Stator-Deckel-Einheit 1 kann drehfest mit einem von einer Kurbelwelle angetriebenen Antriebsrad verbunden sein, was in 1 nicht gezeigt ist.
Der Stator 3 bildet vier Kammern 7, die durch sich radial nach innen erstreckende Stege 9 voneinander getrennt sind. Zwei der Stege 9 des Stators 3 bzw. die jeweiligen Stegwände sind als Flügelanschlagsflächen 11 ausgebildet. An den Flügelanschlagsflächen 11 können die Flügel eines in 1 nicht gezeigten Rotors anschlagen und somit die Position einer Nockenwelle bestimmen.
Im Verriegelungsdeckel 5 sind bereits bei der Herstellung der Stator-Deckel-Einheit 1 im Bereich der Stege 9 Vertiefungen 15 eingebracht. Die Vertiefungen 15 sind jeweils in Form eines Ringabschnitts 16 ausgebildet. Sie erstrecken sich jeweils in Umfangsrichtung von den Stegen 9 weg.
In den Vertiefungen 15 kann ein Materialüberstand, wie zum Beispiel bei der Herstellung entstehende Radien, die in 1 nicht zu sehen sind, vorhanden sein, ohne dass die Funktionsfähigkeit der Stator-Deckel-Einheit 1 behindert oder eingeschränkt ist. Die Radien ragen nicht über das Niveau des Verriegelungsdeckels 5 hinaus, so dass sie die Bewegung eines Rotorflügels nicht stören. Aus diesem Grund können bei der Herstellung entstandene Radien in den Vertiefungen 15 verbleiben, wodurch neben der Verringerung von Herstellungskosten und Aufwand die Stabilität und Dauerhaltbarkeit der Stator-Deckel-Einheit 1 erhöht wird.
Die Stator-Deckel-Einheit 1 weist eine Kulisse 17 in Form einer runden Ausnehmung 19 auf. Die Ausnehmung 19 ist benachbart zu einer Vertiefung 15 eingebracht. In die Ausnehmung 19 kann ein in 1 nicht gezeigter Kolben eingreifen, der der drehfesten Verriegelung des Stators 3 mit einem Rotor dient. Der Rotor ist vorliegend nicht zu sehen, kann jedoch der 3 entnommen werden.
Von der Ausnehmung 19 führt eine Nut 21 bis hin zur Vertiefung 15. Die Nut 21 ist als Teil der Vertiefung 15 ausgebildet und ebenfalls bereits im Rahmen der Fertigung der Stator-Deckel-Einheit 1 eingebracht. Über diese Nut 21 kann Öl aus der Vertiefung 15 bis unterhalb des Kolbens gedrückt werden. Die Nut 21 dient somit der Versorgung der Kulisse 17 mit Öl, um ein Anheben des Kolbens und somit eine hydraulische Entriegelung des Rotors zu ermöglichen.
In 2 ist die Stator-Deckel-Einheit 1 gemäß 1 in einer dreidimensionalen Darstellung mit dem Stator 3 und dem Verriegelungsdeckel 5 zu sehen. Deutlich sind nun die Vertiefungen 15 zu erkennen, die sich im Verriegelungsdeckel 5 befinden. Die Ausbildung der Vertiefungen 15 als Ringabschnitte, die sich in Umfangsrichtung von den Stegen 9 weg erstrecken, ist deutlich erkennbar. Die Vertiefungen 15 sind an den Kontaktstellen zwischen den Stegen 9 und dem Verriegelungsdeckel 5 eingebracht und haben in radialer Richtung die gleiche Länge wie die Stege 9. Dies gewährleistet, dass ein Rotorflügel, der in radialer Richtung bis an die Innenwandung der Stator-Deckel-Einheit 1 reicht, an keiner Stelle durch einen Materialüberstand in seiner Bewegung gehindert wird. Eventuell während des Herstellungsprozesses verbleibende Radien verbleiben störungsfrei in den Vertiefungen 15 und stabilisieren die Stator-Deckel-Einheit 1 zusätzlich.
3 zeigt einen Nockenwellenversteller 31 mit einer Stator-Deckel-Einheit 1 gemäß den 1 und 2. In der Stator-Deckeleinheit 1 ist ein Rotor 33 mit vier Flügeln 35 eingesetzt. Die Flügel 35 des Rotors 33 befinden sich jeweils in einer Kammer 7. Diese wird von den Flügeln 35 in jeweils zwei einzelne Druckkammern 37, 39 oder Hydraulikbereiche getrennt, die sich dann jeweils rechts bzw. links von dem Flügel 35 befinden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Druckkammern 7 nur in der Kammer 7 eingezeichnet, in der an den Stegen 9 auch die Flügelanschlagsflächen 11 ausgebildet sind. Der Rotor 33 hat Ölkanäle zum Beaufschlagen der Druckkammern 37, 39 mit Öl, wobei diese Kanäle nicht zu erkennen sind, da sie sich im Inneren des Körpers des Rotors 33 befinden.
Die Stege 9, bzw. die Stegwände des Stators 3 erlauben einen begrenzten Drehwinkel des Rotors 33. Die Flügel 35 des Rotors 33 werden in einer bestimmten Position durch einen Anschlag an der als Flügelanschlagsfläche 11 ausgebildeten Stegwand gestoppt. In 3 sind zwei Stege 9 mit jeweils einer Flügelanschlagsfläche 11 ausgebildet. Beide Flügelanschlagsflächen befinden sich innerhalb einer Kammer 7, so dass der Rotorflügel 35 an beiden Seiten der Kammer 7 anschlagen kann.
Die Flügel 35 sind in Umfangsrichtung breiter ausgestaltet als die Vertiefung 15. Durch diese Dimensionierung wird verhindert, dass zwischen den Hydraulikbereichen 37, 39, also den voneinander getrennten Bereichen einer Kammer 7, ein Austausch von Öl stattfindet. Durch einen solchen sogenannten Kurzschluss könnte eine korrekte Funktion des Nockenwellenverstellers 31 nicht gewährleistet werden.
In einem Flügel 35 des Rotors 33 ist ein Loch 41 eingebracht. Ein in 3 nicht gezeigter Kolben greift in einer Verriegelungsposition durch das Loch 41 in die Kulisse 17 im Verriegelungsdeckel 5. So kann der Rotor 33 in einer vorgesehenen Position gehalten werden.
Zur Entriegelung wird beim Start des Verbrennungsmotors über die Nut 21 in der Kulisse 17 Druck aufgebaut. Dadurch wird der Kolben, der die Stator-Deckel-Einheit 1 im verriegelten Zustand an dem Flügel 35 des Rotors 33 festhält, angehoben und der Rotor 33 kann sich in einen bestimmten Verstellwinkel bewegen.
Bezugszeichenliste

1: Stator-Deckel-Einheit
3: Stator
5: Verriegelungsdeckel
7: Kammer
9: Steg
11: Flügelanschlagsfläche
15: Vertiefung
16: Ringabschnitt
17: Kulisse
19: Ausnehmung
21: Nut
31: Nockenwellenversteller
33: Rotor
35: Flügel
37: Druckkammer
39: Druckkammer
41: Loch

Claims

Stator-Deckel-Einheit (1) für einen Nockenwellenversteller (31), umfassend einen Stator (3) mit einer Anzahl sich radial nach innen erstreckender Stege (9), von denen wenigstens ein Steg (9) mit einer Flügelanschlagsfläche (11) ausgebildet ist, sowie einen Verriegelungsdeckel (5), der mit dem Stator (3) verbunden ist, wobei der Verriegelungsdeckel (5) im Bereich der Stege (9) abgesenkte Vertiefungen (15) aufweist.
Stator-Deckel-Einheit (1) nach Anspruch 1, die einteilig gefertigt ist.
Stator-Deckel-Einheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Vertiefungen (15) jeweils als ein Ringabschnitt (16) in Umfangsrichtung von einem Steg (9) weg erstrecken.
Stator-Deckel-Einheit (1) nach Anspruch 3, wobei sich der jeweilige Ringabschnitt (16) vom Steg (9) weg in Umfangsrichtung maximal bis zur Breite eines Rotorflügels (35) erstreckt.
Stator-Deckel-Einheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vertiefungen (15) in radialer Richtung im Wesentlichen die gleiche radiale Länge wie die Stege (9) haben.
Stator-Deckel-Einheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stege (9), insbesondere die Flügelanschlagsflächen (11), jeweils über Radien in die Vertiefungen (15) übergehen.
Stator-Deckel-Einheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Verriegelungsdeckel (5) eine Kulisse (5) zur drehfesten Verriegelung eines Rotors (33) umfasst ist.
Stator-Deckel-Einheit (1) nach Anspruch 7, wobei die der Kulisse (9) benachbarte Vertiefung (15) sich bis in die Kulisse (17) hinein erstreckt.
Nockenwellenversteller (31) mit einer Stator-Deckel-Einheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in welcher ein Rotor (33) mit einer Anzahl sich radial nach außen erstreckender Rotorflügel (35) positioniert ist.
Nockenwellenversteller (31) nach Anspruch 9, wobei die Breite eines Rotorflügels (35) mindestens der Breite einer Vertiefung (15) in Umfangsrichtung entspricht.