DE102010063700A1 - Nockenellenversteller - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird eine Anordnung eines Nockenwellenverstellers (1), welcher ein Antriebsrad (2), einen Stator (3) und einen Rotor (4) aufweist, wobei Hydraulikkanäle (5) und (14) durch Kontaktflächen (7) der axial aneinanderliegenden Bauelemente wie Antriebsrad (2), Stator (3) und Rotor (4) sowie durch Kerben (6) gebildet werden.An arrangement of a camshaft adjuster (1) is proposed, which has a drive wheel (2), a stator (3) and a rotor (4), with hydraulic channels (5) and (14) through contact surfaces (7) of the axially adjacent components such as the drive wheel (2), stator (3) and rotor (4) and notches (6).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller.The invention relates to a camshaft adjuster.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Nockenwellenversteller werden in Verbrennungsmotoren zur Variation der Steuerzeiten der Brennraumventile eingesetzt. Die Anpassung der Steuerzeiten an die aktuelle Last senkt den Verbrauch und die Emissionen. Eine verbreitete Bauart ist der Flügelzellenversteller. Flügelzellenversteller weisen einen Stator, einen Rotor und ein Antriebsrad auf. Der Rotor ist meist mit der Nockenwelle drehfest verbunden. Der Stator und das Antriebsrad werden ebenfalls untereinander verbunden, wobei sich der Rotor koaxial zum Stator und innerhalb des Stators befindet. Rotor und Stator prägen Ölkammern aus, welche durch Öldruck beaufschlagbar sind und eine Relativbewegung zwischen Stator und Rotor ermöglichen. Weiterhin weisen die Flügelzellenversteller diverse Abdichtdeckel auf. Der Verbund von Stator, Antriebsrad und Abdichtdeckel wird über mehrere Schraubenverbindungen ausgebildet.Camshaft adjusters are used in internal combustion engines for varying the timing of the combustion chamber valves. Adjusting the timing to the current load lowers fuel consumption and emissions. A common type is the Flügelzellenversteller. Vane adjusters include a stator, a rotor and a drive wheel. The rotor is usually non-rotatably connected to the camshaft. The stator and the drive wheel are also interconnected with the rotor coaxial with the stator and within the stator. Rotor and stator characterize oil chambers, which can be acted upon by oil pressure and allow a relative movement between the stator and rotor. Furthermore, the vane cell adjusters have various sealing lids. The composite of stator, drive wheel and sealing cover is formed by a plurality of screw connections.
Die Ölversorgung der Ölkammern wird durch eine Vielzahl von radial angeordneten Bohrungen im Rotor realisiert. Diese münden einerseits in den Ölkammern und andererseits in der Nabe des Rotors, wobei diese wiederum durch Öl aus dem Nockenwellenende versorgt wird.The oil supply of the oil chambers is realized by a plurality of radially arranged holes in the rotor. These open on the one hand in the oil chambers and on the other hand in the hub of the rotor, which in turn is supplied by oil from the camshaft end.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nockenwellenversteller anzugeben, der eine besonders einfach herzustellende Ölführung aufweist.The object of the invention is to provide a camshaft adjuster, which has a particularly easy to manufacture oil guide.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Nockenwellenversteller ein Antriebsrad, einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der Rotor und der Stator zwei gegensätzlich wirkende Arbeitskammern zur Relativdrehung von Rotor zu Stator ausbilden sowie der Stator drehfest mit dem Antriebsrad angeordnet ist, derart, dass zumindest zwei der vorgenannten Bauteile (Antriebsrad, Stator und Rotor) unmittelbar axial aneinanderliegend angeordnet sind und mit deren gebildeten Kontaktflächen einen gemeinsamen Hydraulikkanal begrenzen, welcher in eine der Arbeitskammern mündet.According to the invention this object is achieved in that the camshaft adjuster comprises a drive wheel, a stator and a rotor, wherein the rotor and the stator form two oppositely acting working chambers for relative rotation of rotor to stator and the stator is rotatably disposed with the drive wheel, such that at least two of the aforementioned components (drive wheel, stator and rotor) are arranged directly adjacent to each other axially and with their formed contact surfaces define a common hydraulic channel, which opens into one of the working chambers.
Zur Ausbildung eines Hydraulikkanals werden zwei Bauteile axial aneinanderliegend angeordnet. Dabei hat zumindest eines der verwendeten Bauteile eine Vertiefung. Diese Vertiefung kann sich überwiegend radial von der Nabe des Nockenwellenverstellers bis zu einer ersten Arbeitskammer, in die sie mündet, erstrecken. Das Gegenstück auf dem anderen verwendeten Bauteil kann eine plane Fläche oder ebenfalls eine Vertiefung aufweisen. Werden beide Bauteil axial aneinanderliegend angeordnet, so wird in der Trennfuge ein Hydraulikkanal ausgebildet. Der Hydraulikkanal wird begrenzt durch die Kontaktflächen, welche in unmittelbarer Umgebung der Vertiefung angeordnet sind. Diese Kontaktflächen dichten den Hydraulikkanal gegenüber der Umwelt ab.To form a hydraulic channel, two components are arranged axially adjacent to each other. At least one of the components used has a recess. This depression can extend predominantly radially from the hub of the camshaft adjuster to a first working chamber into which it opens. The counterpart on the other component used may have a flat surface or also a depression. If both components are arranged axially adjacent to each other, then a hydraulic channel is formed in the parting line. The hydraulic channel is limited by the contact surfaces, which are arranged in the immediate vicinity of the recess. These contact surfaces seal the hydraulic channel from the environment.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Nockenwellenversteller ein Antriebsrad, einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der Rotor und der Stator zwei gegensätzlich wirkende Arbeitskammern zur Relativdrehung von Rotor zu Stator ausbilden sowie der Stator drehfest mit dem Antriebsrad angeordnet ist, derart, dass zumindest zwei der vorgenannten Bauteile (Antriebsrad, Stator und Rotor) mittelbar axial aneinanderliegend angeordnet sind und einen gemeinsamen Hydraulikkanal begrenzen, welcher in eine der Arbeitskammern mündet.According to the invention this object is achieved in that the camshaft adjuster comprises a drive wheel, a stator and a rotor, wherein the rotor and the stator form two oppositely acting working chambers for relative rotation of rotor to stator and the stator is rotatably disposed with the drive wheel, such that at least two of the aforementioned components (drive wheel, stator and rotor) are arranged axially adjacent to each other indirectly and define a common hydraulic channel, which opens into one of the working chambers.
Die verwendeten Bauteile zur Ausbildung eines Hydraulikkanals können ein Antriebsrad, ein Stator, ein Rotor, ein Deckel, eine Haube, eine Scheibe oder eine Kappe sein. Die axiale Anordnung der verwendeten Bauteile erinnert an eine Sandwichbauweise des Nockenwellenverstellers. Die ausgebildeten Hydraulikkanäle zu den jeweiligen Arbeitskammern erstrecken sich weitestgehend radial. Weitere Hydraulikkanäle, zum Beispiel zur Ölversorgung der Verriegelung oder zur Entlüftung, sind durch weitere Ausbildungen denkbar.The components used to form a hydraulic channel may be a drive wheel, a stator, a rotor, a cover, a hood, a disk or a cap. The axial arrangement of the components used is reminiscent of a sandwich construction of the camshaft adjuster. The trained hydraulic channels to the respective working chambers extend as far as possible radially. Other hydraulic channels, for example for oil supply to the lock or vent, are conceivable by further training.
Die Hydraulikkanäle können durch Vertiefungen in einem der Bauteile gebildet werden. Die Vertiefung umfasst Sicken, Rillen, Senken, Nuten, Abdrücke oder andere Einformungen. Werden die Bauteile miteinander gefügt, so werden hydraulische Passagen ausgebildet, welche gegenüber der Umwelt weitestgehend öldicht sind. Diese Passagen erstrecken sich direkt radial oder als Kombination von axialer und radialer Ausrichtung von einem Ölzufluss, meist in der Nabe des Nockenwellenverstellers, zu der entsprechend zugeordneten Arbeitskammer. Der durch beide Bauteile gebildete Querschnitt für den Durchfluss von Hydraulikmittel ist vorteilhafterweise konstant ausgebildet. Alternativ kann ein lokal, speziell angepasster Querschnitt, z. B. zur Ausbildung von Blenden, Düsen oder Diffusoren ausgebildet werden.The hydraulic channels can be formed by depressions in one of the components. The recess includes beads, grooves, depressions, grooves, impressions or other indentations. If the components are joined together, then hydraulic passages are formed which are largely oil-tight with respect to the environment. These passages extend directly radially or as a combination of axial and radial alignment of an oil flow, usually in the hub of the camshaft adjuster, to the corresponding associated working chamber. The cross-section formed by both components for the flow of hydraulic fluid is advantageously designed to be constant. Alternatively, a locally, specially adapted cross-section, z. B. are formed to form diaphragms, nozzles or diffusers.
Darüber hinaus können beide Bauteile Vertiefungen aufweisen, die in Kombination miteinander einen fluidleitenden Kanal ausbilden. Bei dem Fügen von beiden Bauteilen werden, im Querschnitt betrachtet, zwei zum Beispiel weitestgehend halbkreisförmige Vertiefungen zu einem, im Querschnitt gesehenen, weitestgehend kreisförmigen Kanal angeordnet.In addition, both components may have recesses which form a fluid-conducting channel in combination with each other. When joining two components, two, for example, largely semicircular depressions, viewed in cross section, become one, in cross section seen, largely circular channel arranged.
Die verwendeten Bauteile zur Ausbildung eines Hydraulikkanals sind vorteilhafterweise als Blechteil ausgebildet, wobei zumindest ein Bauteil eine Vertiefung besitzen kann. Die Vertiefung ist spanlos durch Prägen, Durchstellen, Tiefziehen oder Fließpressen hergestellt. Dabei weist die Vertiefung einen konstanten oder variablen Querschnitt ihrer Wandung auf.The components used to form a hydraulic channel are advantageously formed as a sheet metal part, wherein at least one component may have a depression. The recess is made without cutting by stamping, punching, deep drawing or extrusion. In this case, the recess has a constant or variable cross section of its wall.
Ein gebildeter Hydraulikkanal mündet in eine erste Arbeitskammer. Diese fluidleitende Verbindung versorgt die Arbeitskammer mit Drucköl, um den Rotor gegen den Stator in einer Vorteilsrichtung gegeneinander zu verdrehen. Bei Druckabschaltung kann dieser geschaffene Ölkanal als Abfluss von Öl und Luft genutzt werden, um die erste Arbeitskammer zu entleeren.An educated hydraulic channel opens into a first working chamber. This fluid-conducting connection supplies the working chamber with pressure oil in order to rotate the rotor against the stator in an advantageous direction against each other. When the pressure is cut off, this created oil channel can be used as a drain of oil and air to empty the first working chamber.
Ein positiver Aspekt ist die Oberflächenvergrößerung durch die Vertiefung, wobei ein Wärmetransport begünstigt wird. Das Öl wird dadurch den Umgebungstemperaturen angepasst. Somit wird eine stabile Viskosität des Öls erreicht, wodurch der Nockenwellenversteller temperaturstabiler arbeiten kann.A positive aspect is the surface enlargement through the depression, whereby a heat transport is favored. The oil is thereby adapted to the ambient temperatures. Thus, a stable viscosity of the oil is achieved, whereby the camshaft adjuster can work more temperature stable.
Durch die Ausbildung von Vertiefungen in Blech von zumindest einem der verwendeten Bauteile, wird eine versteifende Wirkung erzielt. Die Stabilität des Bauteils wird erhöht und es kann Material eingespart werden, was den Leichtbau begünstigt.The formation of depressions in sheet metal of at least one of the components used, a stiffening effect is achieved. The stability of the component is increased and it can be saved material, which promotes lightweight construction.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist der Rotor einen Flügel auf, auf dem eine Kerbe angeordnet ist. Diese Kerbe öffnet einen Zugang für Hydrauliköl in eine Arbeitskammer. Die Kerbe ist vorteilhafterweise in einem Rotor aus Blech ausgebildet und bildet nach dem Fügen mit einem axialen, peripheren Bauteils einen fluidleitenden Hydraulikkanal. Alternativ kann diese Kerbe auch nahe der Mantelfläche am Umfang des Rotors angeordnet sein.In a preferred embodiment of the invention, the rotor has a wing on which a notch is arranged. This notch opens access for hydraulic oil into a working chamber. The notch is advantageously formed in a rotor made of sheet metal and forms after joining with an axial, peripheral component, a fluid-conducting hydraulic channel. Alternatively, this notch may also be arranged close to the lateral surface on the circumference of the rotor.
Die Herstellung der Kerbe kann durch Stanzen erfolgen. Auch eine Ausbildung als Sinter- oder Gussteil ist möglich. Weitere Verfahren sind Fräsen, Drehen, Erodieren und andere spangebende Verfahren.The notch can be made by punching. An education as a sintered or cast part is possible. Other methods include milling, turning, eroding and other cutting processes.
Durch die gezielte Anordnung der Kerbe am Flügel kann das Einströmverhalten und das Ausströmverhalten in die bzw. aus der Arbeitskammer beeinflusst werden. Das wird durch eine radiale Positionierung der Kerbe bestimmt. Hierbei kann ein Dämpfungseffekt erzielt werden oder eine gewünschte Restmenge an Öl kann in der Arbeitskammer verbleiben.The targeted arrangement of the notch on the wing, the inflow and the outflow behavior can be influenced in and out of the working chamber. This is determined by a radial positioning of the notch. In this case, a damping effect can be achieved or a desired residual amount of oil can remain in the working chamber.
Weiterhin weist der Nockenwellenversteller in einer Ausbildung der Erfindung einen Verriegelungsmechanismus auf, der den Rotor mit dem Stator drehfest koppelt. Dabei sind zwei axial aneinanderliegende Bauteile derart angeordnet, dass diese einen Hydraulikkanal ausbilden, welcher sich von einer Nabe des Nockenwellenverstellers zum Verriegelungsmechanismus erstreckt.Furthermore, in one embodiment of the invention, the camshaft adjuster has a locking mechanism which rotatably couples the rotor to the stator. In this case, two axially abutting components are arranged such that they form a hydraulic channel which extends from a hub of the camshaft adjuster to the locking mechanism.
Durch die Auftrennung eines Ölkanals auf zwei Bauelemente, welche erst im Verbund miteinander zusammen einen gemeinsamen Ölkanal entlang der Durchflussrichtung ausbilden, werden einfach Herstellprozesse angewandt und die Qualitätskontrolle vereinfacht. Auch verringern sich unerwünschte Effekte durch Verunreinigungen, welche aus Rillen, Sicken, Vertiefungen und Durchbrüchen leichter zu entfernen sind. Somit stellt ein Zusammenfügen mehrerer Komponenten, welche die ölführenden Merkmale enthalten, eine deutliche Verbesserung der Herstellung und der Qualität dar.By the separation of an oil passage on two components, which together only together form a common oil passage along the flow direction, manufacturing processes are simply applied and quality control simplified. Also, undesirable effects due to contaminants, which are easier to remove from grooves, beads, depressions and apertures, are reduced. Thus, assembling multiple components containing the oil-bearing features provides a significant improvement in manufacturing and quality.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.Embodiments of the invention are illustrated in the figures.
Es zeigen:Show it:
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- NockenwellenverstellerPhaser
- 22
- Antriebsraddrive wheel
- 2a, 2b2a, 2b
- Wandabschnittewall sections
- 33
- Statorstator
- 44
- Rotorrotor
- 55
- Hydraulikkanalhydraulic channel
- 66
- Kerbescore
- 77
- Kontaktflächecontact area
- 88th
- Flügelwing
- 99
- Arbeitskammerworking chamber
- 1010
- Arbeitskammerworking chamber
- 1111
- Nabehub
- 1212
- Verriegelungsmechanismuslocking mechanism
- 1313
- Hydraulikkanalhydraulic channel
- 1414
- Hydraulikkanalhydraulic channel
- 1515
- HydraulikmittelzuleitungHydraulic fluid supply line
- 1616
- HydraulikmittelzuleitungHydraulic fluid supply line
- 1717
- Nutgroove
Claims (4)
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