DE102010013928A1

DE102010013928A1 - Rotoreinheit für einen Nockenwellenversteller sowie Nockenwellenverstellsystem

Info

Publication number: DE102010013928A1
Application number: DE201010013928
Authority: DE
Inventors: Jürgen Weber; Stefan SCHELTER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2011-10-06

Abstract

Eine Rotoreinheit (40) für einen Nockenwellenversteller (4) umfasst einen Rotor (2) mit einem Nabenteil (8) und einer Anzahl von radialen Flügeln (10) sowie eine Zentralschraube (42) zum Befestigen des Rotors (2) an einer Nockenwelle (26). Im Nabenteil (8) ist eine einen Innenumfang (12) des Nabenteils (8) bildende Zentralbohrung (14) zur Aufnahme der Zentralschraube (42) vorgesehen. Im Nabenteil (8) sind außerdem erste und zweite Radialkanäle (62, 68) vorgesehen, die an einem Außenumfang (16) des Nabenteils (8) beidseitig der Flügel (19) münden. Der Durchmesser des Rotors 2 ist im Hinblick auf eine gewichtsreduzierte Ausgestaltung der Rotoreinheit (40) klein ausgebildet, indem eine der Nockenwelle (26) zugewandte hintere Stirnseite (6) des Rotors (2) nutfrei ausgestaltet ist und nur Einlässe (18, 20) für mindestens einen kurzen und mindestens einen langen Axialkanal (58, 64) aufweist. Dabei ist der mindestens eine kurze Axialkanal (58) mit einem mit den ersten Radialkanälen (62) kommunizierenden Ölverteilungsraum (60) zwischen dem Innenumfang (12) des Nabenteils (8) und der Zentralschraube (42) verbunden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Rotoreinheit für einen Nockenwellenversteller, umfassend einen Rotor mit einem Nabenteil und einer Anzahl von radialen Flügeln sowie eine Zentralschraube zum Befestigen des Rotors an einer Nockenwelle, wobei im Nabenteil eine den Innenumfang bildende Zentralbohrung zur Aufnahme der Zentralschraube vorgesehen ist und wobei im Nabenteil erste und zweite Radialkanäle vorgesehen sind, die an einem Außenumfang des Nabenteils beidseitig der Flügel münden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Nockenwellenverstellsystem umfassend einen Nockenwellenversteller mit einer solchen Rotoreinheit.
Hintergrund der Erfindung
In Brennkraftmaschinen, insbesondere in benzinbetriebenen Kraftfahrzeugmotoren, werden zur Betätigung der so genannten Gaswechselventile Nockenwellen eingesetzt. Die Nocken der Nockenwellen liegen für gewöhnlich an Nockenfolgern an, beispielsweise Tassenstößeln, Schlepphebeln oder Schwinghebeln. Wird eine Nockenwelle in Drehung versetzt, so wälzen die Nocken auf den Nockenfolgen ab, die wiederum die Gaswechselventile betätigen. Durch die Lage und die Form der Nocken sind somit sowohl die Öffnungsdauer als auch die Öffnungsamplitude, aber auch die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile festgelegt.
Die Winkelverschiebung der Nockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle zur Erzielung optimierter Steuerzeiten für verschiedene Drehzahl- und Lastzustände wird als Nockenwellenverstellung bezeichnet. Eine konstruktive Variante eines Nockenwellenverstellers arbeitet beispielsweise nach dem sogenannten Schwenkmotorprinzip. Hierbei sind ein Stator und ein Rotor vorgesehen, die koaxial liegen und relativ zueinander beweglich sind. Der Stator und der Rotor bilden zusammen Hydraulik- oder Druckkammern. Ein Kammerpaar ist hierbei jeweils von Stegen des Stators begrenzt und durch einen jeweiligen Flügel des Rotors in zwei zueinander gegenläufige Kammern unterteilt, deren Volumina durch eine Relativ-Drehbewegung des Rotors zum Stator gegenläufig verändert werden. In der maximalen Verstellposition liegt der jeweilige Flügel an einem der randseitigen Stege des Stators an. Die Relativ-Drehbewegung des Rotors erfolgt durch eine Verstellung des Flügels, indem ein Hydraulikmedium, wie z. B. Öl, über Radialkanäle in die Kammern eingeleitet wird und den Flügel wegdrückt. Mit der Verstellung des Rotors wird die an den Rotor befestigte Nockenwelle beispielsweise Richtung Früh, d. h. einem früheren Öffnungszeitpunkt der Gaswechselventile, verstellt. Mit Verstellung des Rotors in entgegengesetzter Richtung wird die Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle Richtung Spät, d. h. einem späteren Öffnungszeitpunkt der Gaswechselventile, verstellt. Das Hydraulikmedium wird dabei z. B. über eine zentrale Ölzuführung, die durch eine Zentralbohrung zur Aufnahme einer Zentralschraube zur Befestigung des Rotors an der Nockenwelle gebildet ist, in die Radialkanäle eingeleitet. Die Radialkanäle münden auf beiden Seiten des jeweiligen Flügels, so dass das Hydraulikmedium in die jeweilige Kammer geführt wird.
Um eine gute Verteilung des Öls vor den Radialkanälen zu ermöglichen, ist in der Regel an der Stirnseite des Rotors oder der Nockenwelle eine umlaufende oder unterbrochene ringförmige Nut vorgesehen. Eine solche Nut ist z. B. aus der DE 103 55 502 A1 zu entnehmen. Aufgrund der Nut ist die Auflagefläche zwischen dem Rotor und der Nockenwelle verkleinert, was zu einer Erhöhung der Flächenpressung beim Anziehen der Zentralschraube und somit zu einer Reduzierung der Dauerfestigkeit des Rotors führt. Diesem Problem wird entgegengewirkt, indem z. B. der Querschnitt des Rotors radial vergrößert wird. Dies führt jedoch zu einer Gewichts- bzw. Kostenzunahme.
In der EP 0 806 550 B1 ist eine Nockenwelle beschrieben, in der sich axial mehrere Kanälen erstrecken. Ein zentraler Kanal der Nockenwelle fluchtet mit einer Zentralbohrung eines Rotors. Im Rotor ist eine Vielzahl von ersten Kanälen ausgebildet, die sich radial erstrecken und deren ein Ende mit der Zentralbohrung und deren anderes Ende mit ersten Druckkammern zwischen dem Rotor und einem den Rotor umschließenden Gehäuseelement kommuniziert. Koaxial um den zentralen Kanal sind in der Nockenwelle weitere axiale Kanäle ausgebildet. Im Rotor sind entsprechend zweite Kanäle vorgesehen, die sich teilweise axial und teilweise radial erstrecken. Somit kommunizieren die zweiten Kanäle im Rotor sowohl mit den weiteren axialen Kanälen in der Nockenwelle als auch mit radial um den Rotor angeordneten zweiten Druckkammern.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor für einen Nockenwellenversteller anzugeben, der einen möglichst kleinen Durchmesser hat.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Rotoreinheit für einen Nockenwellenversteller nach Anspruch 1. Demnach umfasst die Rotoreinheit einen Rotor sowie eine Zentralschraube zum Befestigen des Rotors an einer Nockenwelle. Der Rotor weist ein Nabenteil und eine Anzahl von radialen Flügeln auf. Im Nabenteil ist eine einen Innenumfang des Nabenteils bildende Zentralbohrung zur Aufnahme der Zentralschraube vorgesehen. Im Nabenteil sind außerdem erste und zweite Radialkanäle vorgesehen, die an einem Außenumfang des Nabenteils beidseitig der Flügel münden. Eine der Nockenwelle zugewandte hintere Stirnseite des Rotors ist nutfrei ausgestaltet und weist Einlässe für mindestens einen kurzen und mindestens einen langen Axialkanal auf. Der mindestens eine kurze Axialkanal ist dabei mit einem mit den ersten Radialkanälen kommunizierenden Ölverteilungsraum zwischen dem Innenumfang des Nabenteils und der Zentralschraube verbunden.
Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein Nockenwellenverstellsystem umfassend einen Nockenwellenversteller mit einer derartigen Rotoreinheit sowie einer Nockenwelle, wobei die Nockenwelle an einer der Rotoreinheit zugewandten vordere Stirnseite insbesondere kreisförmige Auslässe von nockenwellenseitigen Ölkanälen aufweist, die mit den Einlässen am Rotor fluchten. Die in Bezug auf die Rotoreinheit nachstehend aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auf das Nockenwellenverstellsystem zu übertragen.
Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass eine radiale Vergrößerung des Nabenteils, nicht mehr erforderlich ist und somit der Rotor einen möglichst kleinen Durchmesser aufweist, wenn an der hinteren Stirnseite des Nabenteiles keine ringförmige Nut vorgesehen ist. Anstelle der stirnseitigen Nut erfolgt die Ölverteilung zumindest eines Ölteilstroms im ringförmigen Ölverteilungsraum zwischen dem Rotor und der Zentralschraube. Der Durchmesser des Schaftes der Zentralschraube ist derart gewählt, dass zwischen dem Schraubenschaft und dem Innenumfang des Rotors ein ringförmiger Spalt gebildet ist, in dem das Öl verteilt wird, um in die ersten Radialkanäle eingeleitet zu werden.
Das Öl wird über den mindestens einen Axialkanal von der Stirnseite, d. h. vom Anschluss an die Nockenwelle, zum Ölverteilungsraum gefördert. In Bezug auf die Stirnseite ist es hierbei erforderlich nur die Einlässe für das Öl auszubilden, die mit den entsprechenden Auslässen an der Nockenwelle fluchten. Eine ringförmige Nut ist weder am Rotor noch an der Nockenwelle vorgesehen.
Der mindestens eine kurze Axialkanal, der einen Einlass an der Stirnseite des Rotors mit dem radial angeordneten Ölverteilungsraum verbindet, hat dabei insbesondere einen axialen sowie einen radialen Teilabschnitt, wobei der radiale Teilabschnitt radial nach innen zum Innenumfang des Rotors und somit zur Zentralbohrung führt. Insgesamt wird ein Ölteilstrom, um eine der Kammern zu erreichen, zuerst über den Einlass axial in den Rotor eingeleitet, anschließend fließt er über den kurzen Axialkanal axial und radial bis er den Ölverteilungsraum „unterhalb” dem Rotor erreicht hat und schließlich wird er über die ersten Radialkanäle radial nach außen in die Kammer gefördert.
Da an der hinteren Stirnseite nur Einlässe vorgesehen sind, wird die Auflagefläche rotorseitig geringfügiger reduziert als im Falle einer umlaufenden stirnseitigen Nut. Eine radiale Vergrößerung des Nabenteils im Bereich seines Außenumfangs, damit es die Flächenpressung aufnehmen kann, ist nicht erforderlich und das Nabenteil bzw. der Rotor wird mit einem möglichst kleinen Durchmesser ausgebildet. Dies führt zu einer Gewichts- und Materialersparnis, so dass der Rotor kostengünstiger hergestellt wird.
Die Herstellung des kurzen Axialkanals wird wesentlich vereinfacht, indem der axiale Teilabschnitt und der radiale Teilabschnitt des kurzen Axialkanals durch eine einzige Aussparung im Material des Rotors gebildet sind. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist somit der kurze Axialkanal radial zum Ölverteilungsraum offen und als radialer Durchbruch ausgebildet. Von der hinteren Stirnseite aus gesehen bildet hierbei der Einlass des mindestens einen kurzen Axialkanals einen radialen Schlitz, der sich von der Zentralbohrung nach außen erstreckt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist im Rotor axial beabstandet von dem Ende des mindestens einen kurzen Axialkanals eine insbesondere ringförmige Ölverteilungsnut ausgebildet, die mit den zweiten Radialkanälen kommuniziert und über den mindestens einen langen Axialkanal mit den Einlässen an der hinteren Stirnseite verbunden ist. Die Ölverteilungsnut wird insbesondere durch Fräsen oder Drehen im Rotor ausgebildet. Dadurch, dass sie beabstandet vom radialen Durchbruch und somit von der hinteren Stirnseite angeordnet ist, sind keine Veränderungen an der hinteren Stirnseite erforderlich. Ein zweiter Ölteilstrom, der zu den weiteren Kammern gefördert wird, gelangt somit über den langen Axialkanal in die Ölverteilungsnut und wird von dort aus in die mehreren zweiten Radialkanäle eingeleitet.
Dank des Ölverteilungsraums und der Ölverteilungsnut ist die Anzahl der Axialkanäle insbesondere kleiner als die der Radialkanäle. Beispielsweise sind bei fünf Druckkammern mindestens fünf erste und fünf zweite Radialkanäle erforderlich, die jeweils in eine der zueinander gegenläufigen Unterkammern münden. Da das Öl sich in dem Ölverteilungsraum bzw. in der Ölverteilungsnut um den Innenumfang des Rotors verteilt, sind keine fünf, sondern z. B. zwei Durchbrüche für den ersten Ölteilstrom und zwei lange Axialkanäle für den zweiten Ölteilstrom erforderlich, um das Öl ins Inneren des Rotors einzuleiten. Somit ist die Anzahl der Einlässe an der hinteren Stirnseite möglichst klein, so dass eine große Auflagefläche zur Anbindung an die Nockenwelle zur Verfügung steht und eine radiale Vergrößerung der Stirnseite unnötig ist. Außerdem ist der Rotor mit möglichst wenigen Axialkanälen versehen, so dass er sich durch eine hohe Festigkeit auszeichnet.
Bevorzugt weist die Zentralschraube einen Dichtkragen auf, mit dem sie auf dem Innenumfang des Nabenteils aufliegt und die Ölverteilungsnut abdichtet. Der Dichtkragen, der als einen Rundschaft ohne Gewinde ausgebildet ist, schließt die zur Zentralbohrung hin offene Seite der Ölverteilungsnut und dichtet dabei die Ölverteilungsnut gegenüber der Zentralbohrung und somit gegenüber dem Ölverteilungsraum. Die Zentralschraube wird daher nicht nur zur Befestigung des Rotors an der Nockenwelle eingesetzt, sondern ihre Funktion wird durch eine Dichtfunktion ergänzt, die durch den Dichtkragen ermöglicht ist.
Eine ausreichende mechanische Festigkeit des Rotors wird gewährleistet, indem die Ölverteilungsnut vorzugsweise zwischen 2 mm und 5 mm tief, insbesondere 3–4 mm tief ist. Dies bedeutet, dass sich die Ölverteilungsnut in Bezug auf den Innenumfang des Nabenteils zwischen 2 mm und 5 mm radial nach außen erstreckt. Durch diese Ausgestaltung der Ölverteilungsnut wird ermöglicht, dass der mindestens eine lange Axialkanal auf einer ausreichenden Höhe über dem innenumfang verläuft, so dass die Wandung zwischen ihm und der Zentralbohrung dick genug ist, um einen störungsfreien Betrieb der Rotoreinheit zu gewährleisten. Bevorzugt verläuft der mindestens eine lange Axialkanal auf einer Höhe von mind. 1 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 3 mm über dem Innenumfang des Nabenteils.
Im Hinblick auf eine gute Ölzuführung sind zwei lange Axialkanäle vorgesehen, die insbesondere gegenüberliegend angeordnet sind. Durch die gegenüberliegende Anordnung der zwei langen Axialkanäle, die in die Ölverteilungsnut münden, liegt eine besonders gute Verteilung des Öls in der Ölverteilungsnut.
Zweckdienlicherweise sind zwei kurze Axialkanäle vorgesehen. Die Anzahl und Anordnung der kurzen Axialkanäle, sowie die der langen Axialkanäle hängen insbesondere von der Anordnung der korrespondierenden Ölkanäle in der Nockenwelle ab.
Die Geometrie des Durchbruchs an der hinteren Stirnseite des Rotors ist an die der kreisförmigen Auslässe in der Nockenwelle angepasst, indem in einer bevorzugten Variante der radiale Durchbruch eine U-Form mit einem an seinem radial äußeren Ende ausgebildeten Halbkreis ausweist. Der Radius des Halbkreises entspricht insbesondere dem Radius des korrespondierenden kreisförmigen Auslasses in der Nockenwelle.
Die Herstellung der Durchbrüche wird deutlich erleichtert, indem bevorzugt der Rotor ein in einem Sinterprozess hergestellter Sinterkörper ist und die Aussparungen bereits im Sinterprozess ausgebildet sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
1 in einer perspektivischen Ansicht eine hintere Stirnseite eines Rotors für einen Nockenwellenversteller,
2 in einer perspektivischen Ansicht einen Rotor und eine Nockenwelle,
3 eine Draufsicht auf die hintere Stirnseite eines Nockenwellenverstellers mit einem Rotor gemäß 1,
4 einen Axialschnitt des Rotors durch die Ebene A-A gemäß 3,
5 einen Querschnitt des Rotors durch die Ebene B-B gemäß 4,
6 einen ersten Axialschnitt durch ein Nockenwellenverstellsystem, und
7 einen zweiten Axialschnitt durch das Nockenwellenverstellsystem gemäß 6.
Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In den 1 und 3 ist ein Rotor 2 für einen Nockenwellenversteller 4 dargestellt. Aus beiden Figuren ist eine hintere Stirnseite 6 des Rotors 2 ersichtlich. Der Rotor 4 weist ein Nabenteil 8 auf, an dem mehrere sich radial erstreckende Flügel 10 angeordnet sind. Das Nabenteil 8 umfasst einen Innenumfang 12, der durch eine kreisrunde Zentralbohrung 14 definiert ist, sowie einen Außenumfang 16, um den die Flügel 10 angeordnet sind.
An der hinteren Stirnseite 6 sind Einlässe 18, 20 für hier nicht näher gezeigte Axialkanäle ausgebildet. Weiterhin ist gemäß 1 auf der hinteren Stirnseite 6 eine Bohrung 22 vorgesehen, in welche ein Stift 24, der in 2 gezeigt ist, einführbar ist. Der Stift 24 ist ein sogenannter Timing-Pin und im Zusammengebauten Zustand des Nockenwellenverstellers wird mit seiner Hilfe die Winkellage des Rotors 2 gegenüber einer Nockenwelle 26 eingestellt, indem der Stift 24 in eine Aufnahme 28 an der Nockenwelle 26 greift.
Wie aus 2 ersichtlich, weist die Nockenwelle 26 eine vordere Stirnseite 20 auf, in der kreisförmige Auslässe 32, 24 von in der Nockenwelle 26 verlaufenden Ölkanälen 36, 38 (siehe 6 und 7), weiterhin als nockenwellenseitige Ölkanäle bezeichnet, ausgebildet sind. Durch die nockenwellenseitigen Ölkanäle 36, 38 wird ein Hydraulikmedium, insbesondere ein Öl, zum Rotor 2 transportiert. Zu jedem Auslass 32, 34 an der vorderen Stirnseite 30 der Nockenwelle 26 korrespondiert ein Einlass 18, 20 an der hinteren Stirnseite 6 des Rotors 2, wobei die Einlässe 18, 20 und die Auslässe 32, 34 fluchtend sind.
Der Rotor 2 ist Teil einer Rotoreinheit 40, die außerdem eine Zentralschraube 42 umfasst (siehe 6 und 7). Mit Hilfe der Zentralschraube 42 wird der Rotor 2 an der Nockenwelle 26 fest montiert. Zusammen mit einem Außenstator 44, der in den 4 bis 7 gezeigt ist, bildet der Rotor 2 einen Nockenwellenversteller 4 für eine Drehwinkelverstellung der Nockenwelle 26. Der Nockenwellenversteller 4 und die Nockenwelle 26 werden hier als ein Nockenwellenverstellsystem 46 bezeichnet. Der Rotor 2 ist konzentrisch und schwenkbar zum Stator 44 angeordnet. Zwischen dem Stator 44 und dem Rotor 2 sind Druckkammern ausgebildet, die durch die Flügel 10 des Rotors 2 in zwei zueinander gegenläufige Unterkammern, weiterhin einfach erste und zweite Kammern 48a, 48b genannt, unterteilt sind (siehe 5). Die ersten und zweiten Kammern 48a, 48b sind in axialer Richtung durch zwei Seitendeckel 50, 52 verschlossen. Die beiden Seitendeckel 50, 52 sind mittels Schrauben 54 drehfest mit dem Stator 44 verbunden. Die Kammern 48a, 48b sind in Umfangsrichtung durch radiale Stege 56 des Stators 44 begrenzt. Die Flügel 10 und somit der Rotor 2 werden relativ zum Stator 4 verstellt, indem Öl in eine der zueinander gegenläufigen Kammern 48a, 48b eingeleitet wird.
Da Öl in jeweils eine der zueinander gegenläufigen Kammern 48a, 48b eingeleitet wird, sind im Nockenwellenversteller 46 zwei Ölteilströme vorgesehen, die unabhängig voneinander angesteuert und zumindest innerhalb des Rotors 2 nicht miteinander vermischt werden. Ein nicht näher gezeigter erster Ölteilstrom wird gemäß 6 über die nockenwellenseitigen Ölkanäle 38, die Auslässe 34 an der Nockenwelle 26 und die Einlässe 20 in den Rotor 2 eingeleitet. Dieser Ölteilstrom gelangt über kurze Axialkanäle 58 zu einem ringförmigen Ölverteilungsraum 60, der radial durch die Zentralschraube 42 und den Innenumfang 12 des Nabenteils 8 begrenzt ist. Da der Ölverteilungsraum 60 zwischen der beiden Komponenten der Rotoreinheit 40, und nicht im Rotorkörper ausgebildet ist, ist die hintere Stirnseite des Rotors 2 nutfrei ausgestaltet. Dies bedeutet, dass im Bereich der Zentralbohrung 14 keine umlaufende Nut vorgesehen ist, welche die Fläche der hinteren Stirnseite 6 verringern würde, sondern die Zentralbohrung 14 weist entlang einer axialen Achse A einen konstanten Durchmesser auf.
Die kurzen Axialkanäle 58 sind radial zum Ölverteilungsraum 60 hin offen und bilden somit radiale Durchbrüche. Bei einer Draufsicht auf die hintere Stirnseite 6 des Rotors 2 (siehe z. B. 1 und 3) bilden die Durchbrüche 58 eine Art radiale Schlitze, die sich von der Zentralbohrung 14 radial nach außen erstrecken. Die beiden Durchbrüche 58 sind dabei in diesem Ausführungsbeispiel nicht gegenüberliegend angeordnet, sondern schließen einen Winkel von ca. 165° bis 175° zueinander. Die Durchbrüche 58 sind U-förmig ausgestaltet, wobei die Kontur an ihrem Grund einem Halbkreis entspricht. Dieser Halbkreis weist im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Durchmesser der kreisförmigen Auslässe 34, mit denen die Einlässe 20 bzw. die Durchbrüche 58 fluchten.
Zwischen dem Innenumfang 12 und dem Außenumfang 16 des Nabenteils 8 erstrecken sich mehrere Radialkanäle, weiterhin als erste Radialkanäle 62 bezeichnet, welche in die ersten Kammern 48a münden. Jeder der ersten Kammern 48a ist ein erster Radialkanal 62 zugeordnet. Somit wird das Öl, welches in den Ölverteilungsraum 60 eingeleitet ist, von dort aus über die ersten Radialkanäle 62 in die ersten Kammern 48a transportiert. Dank dem Ölverteilungsraum 60 sind somit weniger kurze Axialkanäle bzw. Durchbrüche 58 als erste Radialkanäle 62 erforderlich, so dass eine hohe mechanische Festigkeit und Stabilität des Rotors 2 gewährleistet ist.
Ein zweiter Ölteilstrom, der für die zweiten Kammern 48b vorgesehen ist, gelangt gemäß 7 über die nockenwellenseitigen Ölkanäle 36 bzw. Auslässe 32 und die mit den Auslässen 32 fluchtenden Einlässe 18 in den Rotor 2. Im Rotor 2 gelangt das Öl über lange Axialkanäle 64 zu einer ringförmigen Ölverteilungsnut 66 welche beabstandet von den Durchbrüchen 58 am Innenumfang 12 des Nabenteils 8 ausgebildet ist. Der zweite Ölteilstrom fließt somit zuerst in Axialrichtung, bis er die ringförmige Ölverteilungsnut 66 erreicht hat. Von dort aus wird er über zweite Radialkanäle 68 in die zweiten Kammern 48b eingeleitet.
Die Ölverteilungsnut 66 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ca. 3–4 mm tief. Dies bedeutet, dass eine Wandung 70, welche die langen Axialkanäle 64 von der Zentralbohrung 14 trennt und somit einen Kurzschluss zwischen den langen Axialkanälen 64 und dem Ölverteilungsraum 60 verhindert, einige Millimeter dick ist. Die Abdichtung der Ölverteilungsnut 66 erfolgt über die Zentralschraube 42. Für diesen Zweck weist die Zentralschraube 42 einen Dichtkragen 72 auf, der auf dem Innenumfang 12 des Nabenteils 8 aufliegt und dabei die Ölverteilungsnut 66 abdichtet.
Im Rotor 2 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei lange Axialkanäle 64 vorgesehen, die zueinander diametral angeordnet sind. Wie bereits im Zusammenhang mit dem Ölverteilungsraum 60 erläutert, ist somit die Anzahl der langen Axialkanäle 64 kleiner als die der zweiten Radialkanäle 68, die zu den Kammern 48b führen.
Im Hinblick auf eine einfache Herstellung werden die Durchbrüche 58 im selben Herstellungsschritt wie der Rotor 2 gebildet. Der Rotor 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Sinterkörper aus Metall, bei dessen Herstellung die Form der Durchbrüche 58 vorgegeben ist, so dass sie bereits im Grünkörper des Rotors 2 ausgebildet werden.
Die Ölverteilungsnut 66 ist insbesondere durch Fräsen oder Drehen im Nabenteil 8 des Rotors 2 ausgebildet. Die langen Axialkanälen 64 sowie die ersten und zweiten Radialkanäle 62, 68 sind als Bohrungen im Material des Grünkörpers ausgebildet.
Der wesentliche Vorteil des Nockenwellenverstellsystems 46 ist, dass weder an der hinteren Stirnseite 6 des Rotors 2 noch an der vorderen Stirnseite 30 der Nockenwelle 26, die aufeinander aufliegen, ringförmige Nuten vorgesehen sind, sondern die beiden aufeinanderliegenden Stirnseiten 6, 30 sind nur mit Einlässen 18, 20 bzw. Auslässen 32, 34 versehen, welche die Auflagefläche nur geringfügig verringern Eine radiale Vergrößerung der Auflagefläche, um die Flächenpressung bei der Verbindung zwischen dem Rotor 2 und der Nockenwelle 26 aufnehmen zu können, ist somit nicht erforderlich. Der Rotor 2, bei dem die Ölverteilung unterhalb des Nabenteils 8 oder innenseitig im Rotorkörper erfolgt, ist daher besonders klein ausgebildet und ist bei Nockenwellen mit einem Durchmesser von insbesondere unter 25 mm einsetzbar. Der klein ausgebildete Rotor 2 zeichnet sich dabei durch eine gewichtsreduzierte und fertigungsoptimierte Ausgestaltung und somit durch niedrige Herstellungskosten aus.
Bezugszeichenliste

2: Rotor
4: Nockenwellenversteller
6: hintere Stirnseite des Rotors
8: Nabenteil
10: Flügel
12: Innenumfang
14: Zentralbohrung
16: Außenumfang
18, 20: Einlass
22: Bohrung
24: Stift
26: Nockenwelle
28: Aufnahme
30: vordere Stirnseite der Nockenwelle
32, 34: Auslass
36: erster nockenwellenseitiger Ölkanal
38: zweiter nockenwellenseitiger Ölkanal
40: Rotoreinheit
42: Zentralschraube
44: Außenstator
46: Nockenwellenverstellsystem
48a, 48b: Kammer
50, 52: Seitendeckel
54: Schraube
56: Steg
58: kurzer Axialkanal/Durchbruch
60: Ölverteilungsraum
62: erster Radialkanal
64: langer Axialkanal
66: Ölverteilungsnut
68: zweiter Radialkanal
70: Wandung
72: Dichtkragen
A: axiale Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10355502 A1 [0004]
EP 0806550 B1 [0005]

Claims

Rotoreinheit (40) für einen Nockenwellenversteller (4), umfassend einen Rotor (2) mit einem Nabenteil (8) und einer Anzahl von radialen Flügeln (10) sowie eine Zentralschraube (42) zum Befestigen des Rotors (2) an einer Nockenwelle (26), wobei im Nabenteil (8) eine einen Innenumfang (12) des Nabenteils (8) bildende Zentralbohrung (14) zur Aufnahme der Zentralschraube (42) vorgesehen ist und wobei im Nabenteil (8) erste und zweite Radialkanäle (62, 68) vorgesehen sind, die an einem Außenumfang (16) des Nabenteils (8) beidseitig der Flügel (19) münden, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Nockenwelle (26) zugewandte hintere Stirnseite (6) des Rotors (2) nutfrei ausgestaltet ist und Einlässe (18, 20) für mindestens einen kurzen und mindestens einen langen Axialkanal (58, 64) aufweist, wobei der mindestens eine kurze Axialkanal (58) mit einem mit den ersten Radialkanälen (62) kommunizierenden Ölverteilungsraum (60) zwischen dem Innenumfang (12) des Nabenteils (8) und der Zentralschraube (42) verbunden ist.
Rotoreinheit (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine kurze Axialkanal (58) radial zum Ölverteilungsraum (60) offen ist und als radialer Durchbruch ausgebildet ist.
Rotoreinheit (40) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Rotor (2) axial beabstandet von dem Ende des mindestens einen kurzen Axialkanals (58) eine Ölverteilungsnut (66) ausgebildet ist, die mit den zweiten Radialkanälen (68) kommuniziert und über den mindestens einen langen Axialkanal (64) mit den Einlässen (18) verbunden ist.
Rotoreinheit (40) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralschraube (42) einen Dichtkragen (72) aufweist, mit dem sie auf dem Innenumfang (12) des Nabenteils (8) aufliegt und die Ölverteilungsnut (66) abdichtet.
Rotoreinheit (40) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölverteilungsnut (66) zwischen 2 mm und 5 mm tief ist, insbesondere 3–4 mm tief ist.
Rotoreinheit (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei lange Axialkanäle (64) vorgesehen sind, die insbesondere gegenüberliegend angeordnet sind.
Rotoreinheit (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei kurze Axialkanäle (58) vorgesehen sind.
Rotoreinheit (40) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Durchbruch (58) eine U-Form mit einem an seinem radial äußeren Ende ausgebildeten Halbkreis aufweist.
Rotoreinheit (40) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) ein in einem Sinterprozess hergestellter Sinterkörper ist und die Durchbrüche (58) im Sinterprozess ausgebildet sind.
Nockenwellenverstellsystem (46) umfassend einen Nockenwellenversteller (4) mit einer Rotoreinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie einer Nockenwelle (26), wobei die Nockenwelle (26) an einer der Rotoreinheit (40) zugewandten vorderen Stirnseite (30) Auslässe (32, 34) von nockenwellenseitigen Ölkanälen (36, 38) aufweist, die mit den Einlässen (18, 20) am Rotor (2) fluchten.