DE102010011818A1

DE102010011818A1 - Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010011818A1
Application number: DE201010011818
Authority: DE
Inventors: Jürgen Weber
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2011-09-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine mit einem aus einem Statoraußenteil 1a und einem Statorinnenteil 1b zusammengefügten den Antrieb bildenden Stator 1 sowie einem unter Bildung von Druckkammern zu dem Stator 1 verdrehbaren Rotor 3, wobei der Stator 1, der Rotor 3 und die Druckkammern stirnseitig des Nockenwellenverstellers mittels jeweils eines Deckels 5a, 5b zur Umgebung dichtend abgedeckt sind. Erfindungsgemäß wird ein zur Umgebung öldichter Nockenwellenhersteller für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, der kosten- und gewichtsoptimiert ausgebildet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass der Stator auf beiden gegenüberliegenden Stirnseiten dichtend mit den Deckeln 5a, 5b verbunden ist, dass der Stator 1 auf beiden gegenüberliegenden Stirnseiten 4a, 4b jeweils eine umlaufende und einen Dichtring 11a, 11b aufnehmende Nut 10a, 10b aufweist und dass zumindest eine Nut 10a, 10b im Fügebereich 9 zwischen dem Statoraußenteil 1a und dem Statorinnenteil 1b angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine mit einem aus einem Statoraußenteil und einem Statorinnenteil zusammengefügten den Antrieb bildenden Stator sowie einem unter Bildung von Druckkammern zu dem Stator verdrehbaren Rotor, wobei der Stator, der Rotor und die Druckkammern stirnseitig des Nockenwellenverstellers mittels jeweils eines Deckels zur Umgebung dichtend abgedeckt sind.
Stand der Technik
Ein derartiger Nockenwellenverstelller für eine Brennkraftmaschine ist aus der DE 10 2004 062 071 A1 bekannt. Dabei ist dieser Nockenwellenversteller mit einem Zahnkranz versehen, der in nicht dargestellter Weise in geeigneter Form von einem mit dem Zahnkranz zusammenwirkenden Zahnriemen angetrieben wird. Die Verstellung der Nockenwelle relativ zu der Antriebsvorrichtung erfolgt durch die Verdrehung eines mit der Nockenwelle verbundenen Rotors in dem Nockenwellenversteller zu einem mit dem Zahnkranz verbundenen Stator. Dazu weist der Rotor außenseitige flügelartige radiale Fortsätze auf, die in in dem Statorinnenteil eingelassene Druckkammern hineinragen. Durch eine entsprechende Beaufschlagung der Druckkammern mit Hydraulikfluid, insbesondere Motoröl, kann der Stator zu dem Rotor drehverstellt werden. Dadurch wird die entsprechend der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine vorzunehmende Nockenwellenverstellung vorgenommen. Der Antrieb durch einen Zahnriemen macht es erforderlich, den Nockenwellenversteller öldicht auszubilden. Schwerpunktmäßig beschäftigt sich der Gegenstand dieses Dokuments damit, eine besonders gute Anbindung des aus Kunststoff hergestellten Statoraußenteils mit dem aus Metall hergestellten Statorinnenteils herzustellen.
Aufgabenstellung
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen zur Umgebung öldichten Nockenwellenhersteller für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, der kosten- und gewichtsoptimiert ausgebildet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Stator auf beiden gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils eine umlaufende und einen Dichtring aufnehmende Nut aufweist, wobei zumindest eine Nut im Fügebereich zwischen dem Statoraußenteil und dem Statorinnenteil angeordnet ist. Der Stator ist somit auf beiden gegenüberliegenden Stirnseiten dichtend mit den Deckeln verbindbar. Die Anordnung zumindest einer Nut in dem Fügebereich zwischen dem Statoraußenteil und dem Statorinnenteil ermöglicht es, diese Nut bei der Herstellung bzw. Bearbeitung des jeweiligen Bauteils quasi kostenneutral herzustellen. Grundsätzlich kann eine Nut aber auch in zumindest einem der beiden Deckel angeordnet sein. Auch kann es vorgesehen sein eine Nut sowohl in dem Stator als auch damit zusammenwirkend in zumindest einem der Deckel anzuordnen. Bevorzugt sind aber auf beiden gegenüberliegenden Stirnseiten die Nuten in dem Fügebereich eingelassen. Dies stellt die wirtschaftlich günstigste Lösung dar.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Nut durch eine Ausnehmung in dem Statoraußenteil und/oder dem Statorinnenteil gebildet. Hierbei kann eine Auswahl der jeweiligen Anordnung nach einer herstellungsoptimierten oder gewichtsoptimierten Vorgabe, beispielsweise wenn das Statoraußenteil und das Statorinnenteil aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, erfolgen. Die Platzierung der Nut zwischen dem Statoraußenteil und dem Statorinnenteil bringt Raum- und Gewichtsvorteile, da auf eine zusätzliche Zwischenwand im Flankenbereich beziehungsweise Fügebereich verzichtet werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die Flanken der Nut eine positive oder negative Schräge auf. Eine positive Schräge ermöglicht das einfache und unproblematische Einlegen eines Dichtrings, während eine negative Schräge der Flanken einen Hinterschnitt bilden, in dem der Dichtring insbesondere bei der Montage verliersicher einsetzbar ist. Natürlich ist es auch möglich, die Nuten ohne Schrägen auszuführen. Im Rahmen der Erfindung ist es schließlich auch möglich, die Nuten als Formschluss für die Anbindung einer abdichtenden Beschichtung (beispielsweise einer Polymer-Beschichtung) an den Stirnseiten des Stators zu benutzen, die beispielsweise durch Aufvulkanisieren, Beschichten oder Aufkleben hergestellt werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind das Statoraußenteil und das Statorinnenteil kraftschlüssig und/oder formschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Hier erfolgt eine Auswahl wiederum in geeigneter Weise nach dem Material, aus dem die einzelnen Teile gefertigt sind. Hierbei sind wiederum in weiterer Ausgestaltung das Statoraußenteil und/oder das Statorinnenteil aus Kunststoff, Stahl, Sinterstahl, Sinteraluminium, Leichtmetall oder einem Kunststoffmaterial gefertigt. Hier erfolgt wiederum eine Auswahl nach entsprechenden Vorgaben, die beispielsweise durch den Anforderungskatalog an den entsprechenden Nockenwellenversteller gegeben sind. So ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt vorgesehen, dass das Statorinnenteil aus Stahlblech, aus Sintermaterial, wie Sinterstahl und/oder Sinteraluminium oder auch aus faserverstärkten Kunststoffen, wie zum Beispiel Duroplast, herzustellen. Das Statoraußenteil wird bevorzugt aus einem Kunststoff hergestellt und mit dem metallischen Statorinnenteil durch Spritzen, Umspritzen oder Kleben verbunden. Die kostenmäßig günstigste Variante ist normalerweise die Kombination von einem Statorinnenteil aus Stahlblech mit einem Statoraußenteil aus Kunststoff.
In Weiterbildung der Erfindung ist in eine Stirnfläche des Stators zumindest eine Ölnut, insbesondere eine Ölverteilungsnut, eine Ölrücklaufnut mit oder ohne Rückschlagventil oder eine Ölumleitungsnut, eingelassen. Eine solche Ölnut kann wiederum mit nur geringem Aufwand beim Herstellen bzw. Bearbeiten des entsprechenden Bauteils eingearbeitet werden und stellt somit eine kostenneutrale Herstellungsmöglichkeit dar.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Deckel mittels einer Schraubverbindung mit dem Stator verbunden. Dies stellt eine problemlos zu realisierende Verbindungsmöglichkeit dar. Es sind aber auch andere Verbindungsmöglichkeiten, wie beispielsweis Nietverbindungen im Rahmen der Erfindung realisierbar. Weiterhin kann der Stator und/oder der Rotor durch geschlossene oder offene Hohlräume (zu denen auch die Nuten gehören) gewichtsreduziert ausgebildet sein.
Ausführungsbeispiel
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind.
Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller in einem Bereich, in dem ein Rotor in einem Stator geführt ist, im Halblängsschnitt,
2 eine Detailansicht aus 1 und,
3 eine Variante der Detailansicht zu 2.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller in an sich bekannter Bauart. Der Nockenwellenversteller weist einen Stator 1 auf, der aus einem Statoraußenteil 1a und einem Statorinnenteil 1b gebildet ist. Das Statoraußenteil 1a ist bevorzugt einteilig mit einem Antriebsrad 2, das im Ausführungsbeispiel als Riemenverzahnung ausgebildet ist, verbunden. Grundsätzlich kann das Antriebsrad 2 aber auch beispielsweise als Kettenverzahnung ausgebildet sein.
Innerhalb des Stators 1 ist ein Rotor 3 angeordnet, der in geeigneter Weise mit einer nicht dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine über eine Zentralschraube drehfest verbunden ist. Der Rotor 3 weist bevorzugt außenseitige flügelartige radiale Fortsätze auf, die in in dem Statorinnenteil 1b eingelassene Druckkammern hineinragen. Durch eine entsprechende Beaufschlagung der Druckkammern mit Hydraulikfluid kann der Stator 1 zu dem Rotor 3 drehverstellt werden. Dadurch wird die entsprechend der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine vorzunehmende Nockenwellenverstellung vorgenommen.
Der Stator 1 und der Rotor 2 sind auf den beiden gegenüberliegenden Stirnseien 4a, 4b von je einem Deckel 5a, 5b abgedeckt. Die Deckel 5a, 5b sind mittels auf dem Außenumfang des Stators 1, bevorzugt des Statoraußenteils 1a, angeordneter Schraubverbindungen 6 miteinander unter Einschluss des Stators 1 und des Rotors 3 verspannt. Dabei sind die Deckel 5a, 5b dichtend und starr mit dem Stator 1 verschraubt, während der Rotor 3 gegenüber den Deckeln verdrehbar ist. Der Deckel 5b ist als innerer Deckel 5b ausgebildet und weist einen umlaufenden Bund 7 auf, durch die die Nockenwelle in den Nockenwellenversteller eingeführt ist. Da der Deckel 5b relativ zu der Nockenwelle verdrehbar ist, ist der Deckel 5b in geeigneter Weise gegenüber der Nockenwelle beispielsweise durch einen Wellendichtring abgedichtet. Weiterhin wird der Bund 7 vorzugsweise in einem im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordneten weiteren Wellendichtring dichtend geführt.
Der gegenüberliegende Deckel 5a kann als geschlossener Deckel 5a ausgebildet sein oder aber im Bereich der Stirnseite der Nockenwelle eine Montageöffnung 8 aufweisen, durch die eine Befestigungsschraube, die den Rotor 3 mit der Nockenwelle verspannt, einführbar ist. Die Montageöffnung 8 ist dann in geeigneter Weise von einem Verschlussdeckel dicht verschließbar.
Das Statorinnenteil 1b und das Statoraußenteil 1a sind aus Kunststoff, Stahl, Sinterstahl, Sinteraluminium, Leichtmetall oder Kunststoffmaterialien gefertigt, wobei normalerweise unterschiedliche Materialien miteinander durch Trennen, Umformen, Gießen, Spritzen, Umspritzen, Sintern, Stanzpaketieren, Kleben, Schweißen oder Löten verbunden werden.
Im Fügebereich 9 zwischen dem Statoraußenteil 1a und dem Statorinnenteil 1b ist im Ausführungsbeispiel in dem Statoraußenteil 1a auf beiden Stirnseiten je eine L-förmige Ausnehmung eingelassen, die zusammenwirkend mit dem Statorinnenteil 1b jeweils eine Nut 10a, 10b bilden. In diese Nuten 10a, 10b sind als Runddichtringe ausgebildete Dichtringe 11a, 11b eingesetzt. Mit diesen Dichtringen 11a, 11b wird eine öldichte Verbindung der Deckel 5a, 5b mit dem Stator 1 gewährleistet.
Die in 1 und 2 dargestellten Nuten 10a, 10b weisen Flanken 12a mit einer negativen Schräge beziehungsweise einem Hinterschnitt auf, während die Flanken 12b der Nut 10a gemäß 3 eine positive Schräge aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: Stator
1a: Statoraußenteil
1b: Statorinnenteil
2: Antriebsrad
3: Rotor
4a, 4b: Stirnseite
5a, 5b: Deckel
6: Schraubverbindung
7: Bund
8: Montageöffnung
9: Fügebereich
10a, 10b: Nut
11a, 11b: Dichtring
12a, 12b: Flanke

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

DE 102004062071 A1 [0002]

Claims

Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine mit einem aus einem Statoraußenteil (1a) und einem Statorinnenteil (1b) zusammengefügten den Antrieb bildenden Stator (1) sowie einem unter Bildung von Druckkammern zu dem Stator (1) verdrehbaren Rotor (3), wobei der Stator (1), der Rotor (3) und die Druckkammern stirnseitig des Nockenwellenverstellers mittels jeweils eines Deckels (5a, 5b) zur Umgebung dichtend abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1) auf beiden gegenüberliegenden Stirnseiten (4a, 4b) jeweils eine umlaufende und einen Dichtring (11a, 11b) aufnehmende Nut (10a, 10b) aufweist und dass zumindest eine Nut (10a, 10b) im Fügebereich (9) zwischen dem Statoraußenteil (1a) und dem Statorinnenteil (1b) angeordnet ist.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nut (10a, 10b) durch eine Ausnehmung in dem Statoraußenteil (1a) und/oder dem Statorinnenteil (1b) gebildet ist.
Nockenwellenversteller nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Flanken (12a, 12b) der Nut (10a, 10b) eine positive oder negative Schräge zur Festlegung eines Dichtrings und/oder zur formschlüssigen Anbindung einer abdichtenden Beschichtung aufweisen.
Nockenwellenversteller nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Statoraußenteil (1a) und das Statorinnenteil (1b) kraft- und/oder form- oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Nockenwellenversteller nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Statoraußenteil (1a) und/oder das Statorinnenteil (1b) aus Kunststoff, Stahl, Sinterstahl, Sinteraluminium, Leichtmetall oder Kunststoffmaterial gefertigt sind.
Nockenwellenversteller nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Stirnseite (4a, 4b) des Stators (1) zumindest eine Ölnut eingelassen ist.
Nockenwellenversteller nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckel (5a, 5b) mittels einer Schraubverbindung (6) mit dem Stator (1) verbunden sind.