DE102012222271A1 - Hydraulischer Nockenwellenversteller mit einem einen spannungsoptimierten Flügel aufweisenden Rotor - Google Patents

Hydraulischer Nockenwellenversteller mit einem einen spannungsoptimierten Flügel aufweisenden Rotor Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischer Nockenwellenversteller (1), mit einem Stator (2), innerhalb dessen ein Rotor (3) drehbar angeordnet ist, wobei der Rotor (3) einen Nabenkörper (4) mit einem Lagerbereich und zumindest einen an den Nabenkörper (4) anschließenden Flügel (7) aufweist, der sich im Wesentlichen vom Nabenkörper (4) radial nach außen in Richtung des Stators (2) erstreckt, wobei sich der Flügel (7) radial nach außen verjüngt, wobei der Nabenkörper (4) und der Flügel (7) als integrales Monolithteil (14) ausgebildet ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller, mit einem Stator, innerhalb dessen ein Rotor drehbar angeordnet ist, wobei der Rotor einen Nabenkörper mit einem eine Drehbewegung des Rotors relativ zum Stator ermöglichenden, vorzugsweise zentrisch angeordneten Lagerbereich aufweist und der Rotor zumindest einen an den Nabenkörper anschließenden Flügel aufweist, der sich im Wesentlichen vom Nabenkörper radial nach außen in Richtung des Stators erstreckt, wobei sich ferner der Flügel radial nach außen verjüngt.
  • Aus dem Stand der Technik, etwa der DE 102 34 867 A1 ist das Zusammenspiel eines Stators und eines Rotors in einem hydraulischen Nockenwellenversteller, welcher seinerseits ein Teil einer Verbrennungskraftmaschmne ist, beschrieben. Diese Druckschrift offenbart insbesondere einen Schwenkmotor für eine Nockenwellenverstelleinrichtung, mit einem Stator und einem Rotor, die relativ zueinander drehbar sind und radial verlaufende Flügel aufweisen, von denen die Flügel des Rotors an einer Innenwand des Stators und die Flügel des Stators an einem Mantel eines Grundkörpers des Rotors mit ihren Stirnseiten anliegen, wobei die Rotorflügel von ihrer Stirnseite aus in Richtung auf den Grundkörper des Rotors unstetig verjüngt sind. Dabei weist der Flügel auf seiner radialen Außenseite seine in Umfangsrichtung gemessene größte Breite auf. Die zum Funktionsprinzip gemachten Ausführungen der DE 102 34 867 A1 sollen als hier integriert gelten.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine mit einer hydraulischen Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle, welche auch aus der DE 10 2004 005 822 A1 im Grundprinzip bekannt ist. In jener Druckschrift wird eine Verbrennungskraftmaschine mit einer hydraulischen Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle offenbart, umfassend einen Rotor mit einer Nabe und Flügeln, der drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist, einen an zumindest einer Stirnseite mit einer Stirnwand versehenen Stator, der drehfest mit einem von der Kurbelwelle angetriebenen Antriebsrad verbunden ist, wobei beiderseits der Flügel Druckkammern vorgesehen sind, die jeweils durch Stegwände und innere sowie äußere, in Umfangsrichtung, konzentrisch zueinander verlaufende Wände des Stators begrenzt sind und über ein Hydrauliksystem mit Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagbar oder -entleerbar sind. Von einem die Nabe mit den Flügeln kombinierendem Flachband- oder Blechteil getrennt, ist ein inneres Nabenbauteil mit einem zentrisch angeordneten Lagerbereich vorhanden. Die Nabe mit den Flügeln ist von dem inneren Nabenkörper getrennt und lediglich kraftübertragend mit diesem verbunden. Dazu werden Nieten eingesetzt. Der innere Nabenkörper seinerseits ist kraft-, form- oder stoffschlüssig mit der Nockenwelle verbunden.
  • Obwohl gerade die DE 10 2004 005 822 A1 gegenüber dem vorher bekannten Stand der Technik eine erhebliche Verbesserung darstellt, gilt es hier weitere Optimierungspotenziale zu nutzen. So soll der Kostenaufwand durch zusätzliche Flügelwände reduziert werden und ein möglichst großer Verstellbereich der Flügel innerhalb der zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildeten Flügelzellen vorgehalten werden. Ein in der DE 10 2004 005 822 A1 offenbarter Winkel bei spitzwinklig zueinander laufenden Wänden von 35° verhindert eine Realisierung eines noch größeren Verstellwinkels im Nockenwellenversteller und verursacht auch eine Gewichtzunahme durch eine relativ gesehenen zu massive Ausführung der Flügelwurzeln. Hier soll Abhilfe geboten werden.
  • Auch sollen die Nachteile der DE 102 34 867 A1 , nämlich einer Gewichtszunahme am Rotor durch radial nach außen vergrößerte Rotorflügel und eine Verriegelungsbohrung, die nur im Grundkörper des Rotors ausgeführt werden kann, vermieden werden.
  • Insbesondere soll eine gezielte Gewichtsreduzierung des Rotors durch eine spannungsoptimierte Ausführung der Rotorflügel sowie eine optimierte Positionierung von Löchern, die als Bohrungen ausgeführt sein könnten, für Federeinhängestifte im Rotorkörper und einem Verriegelungspin im Rotorflügel erreicht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Nockenwellenversteller und einer diesen Nockenwellenversteller beinhaltenden Verbrennungskraftmaschine dadurch erreicht, dass der Nabenkörper und der Flügel als integrales Monolithteil ausgebildet sind.
  • Auf diese Weise wird eine spannungsoptimierte Flügelform genutzt, um gezielte Gewichtsreduzierungen zu erreichen. Gleichzeitig wird ein Aufrechterhalten von zusätzlichen Leckage-Gegenwerten am Außendurchmesser des Rotorflügels realisiert.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
  • So ist es von Vorteil, wenn an einem radial äußeren Ende des Flügels eine Flügelspitze ausgebildet ist, die eine in Tangential- oder Umfangsrichtung gemessene Breite zwischen 3 und 6 mm hat, vorzugsweise ca. 4,2 mm, 4,4 mm, 4,5 mm, 4,6 mm, 5,0 mm oder 5,5 mm aufweist.
  • Auch ist es von Vorteil, wenn an einem radial inneren Ende des Flügels eine Flügelwurzel ausgebildet ist, die eine in Tangential- oder Umfangsrichtung gemessene Breite zwischen 3 und 7 mm hat, vorzugsweise ca. 5,2 mm, 5,5 mm, 6,0 mm oder 6,5 mm aufweist.
  • Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Breite der Flügelspitze und der Breite der Flügelwurzel zwischen 7 / 11 und 21 / 22 beträgt, vorzugsweise 8 / 11 , 9 / 11 oder 10 / 11 . Auf diese Weise wird eine besonders belastbare Rotorausgestaltung erreicht.
  • Um den Kostenaufwand beim Fertigen des Stators zu reduzieren, ist es von Vorteil, wenn das Monolithteil als metallisches Bauteil, insbesondere als Sinterbauteil oder als Blechformbauteil/Blechumformbauteil ausgebildet ist. Unter bestimmten Umständen kann auf eine Nachbearbeitung des Monolith-Teils sogar verzichtet werden oder, im Falle des Blechformbauteils, auf kostengünstige Umformvorgänge zurückgegriffen werden.
  • Es ist auch zweckmäßig, wenn der Flügel eine vordere Seitenfläche und eine hintere Seitenfläche aufweist, von denen die vordere und/oder die hintere Seitenfläche als Linearfläche, Konkavfläche, Konvexfläche oder eine Kombination dieser drei Flächentypen ausgeformt sind. Unter einer Linearfläche ist eine ebene Fläche zu verstehen, wohingegen die Konkavfläche eine nach innen gewölbte Form realisiert und die Konvexfläche eine nach außen gewölbte Fläche realisiert. Unterschiedliche Charakteristika des Nockenwellenverstellers in Bezug auf seine Verstellbarkeit durch ein Hydraulikmittel, wie ein Fluid, etwa Öl, lassen sich dann umsetzen.
  • Die Fertigung lässt sich vereinfachen, wenn die vordere und/oder die hintere Seitenfläche eine Kombination von zwei oder mehr Linearflächen ist, vorzugsweise derart, dass sich am Kontaktbereich von je zwei Linearflächen eine in Axialrichtung verlaufende Kante ausbildet.
  • Es ist zweckmäßig, wenn die vordere und die hintere Seitenfläche des Flügels des gleichen Flügeltyps sind, wobei es auch für Vorteile bei der Verstellung gereicht, wenn die vordere und die hintere Seitenfläche des Flügels zueinander unterschiedlich ausgebildet sind.
  • Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn im Bereich der Flügelwurzel eine Rundung mit einem Radius zwischen ca. 2 mm bis ca. 7 mm, vorzugweise 4,0 mm, 4,5 mm, 5,0 mm oder 5,5 mm vorhanden ist.
  • Um Formschwankungen der Dichtfläche zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn die Dicke des Flügels in Axialrichtung homogen ist.
  • Die Leckage an der Flügelspitze lässt sich reduzieren, wenn an der Flügelspitze eine im Wesentlichen in Tangential- oder in Umfangsrichtung verlaufende Endfläche vorhanden ist, die eine ebene (gerade, stetige), konvexe oder konkave Form aufweist. Grundsätzlich ist es auch möglich, diese drei Formen miteinander zu kombinieren, so dass abschnittsweise eine ebene, abschnittsweise eine konvexe und/oder abschnittsweise eine konkave Form an der unstetigen Endfläche vorhanden ist.
  • Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Flügelspitze und dem Stator ein in Radialrichtung gemessener Dichtspalt vorhanden ist, der vorzugweise eine mittlere Spalthöhe von 0,03 mm bis 0,05 mm, weiter vorzugweise 0,06 mm aufweist.
  • Wenn an der Flügelspitze, vorzugsweise an der Endfläche, ein Dichtmittel vorhanden ist, das zum in Fluid zurückhaltenden, bspw. gleitenden in Kontakt gelangen mit dem Stator ausgelegt und bemessen ist, wobei vorzugweise das Dichtmittel radial beweglich, etwa federnd am Flügel angebracht ist, so lässt sich die Leckage auf ein besonders geringes Niveau drücken.
  • Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Dichtmittel als in Axialrichtung verlaufende lineare Dichtleiste ausgebildet ist, vorzugsweise als elastisches Röhrchen.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn mehrere Flügel, etwa vier Flügel eingesetzt werden, da sich dann vier Flügelzellen ausbilden lassen, was zu einer höheren Druckübersetzung führt.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn die Flügel winkelgleich über den Umfang des Nabenkörpers verteilt sind.
  • Die Langlebigkeit des hydraulischen Nockenwellenverstellers lässt sich verbessern, wenn ein Flügel als Anschlagsflügel ausgebildet ist und vorzugsweise abgesetzte Anschlagsflächen auf beiden Seiten des Anschlagsflügels aufweist.
  • Ferner kann ein Flügel ein Loch zur Aufnahme eines Verriegelungsbolzens aufweisen, vorzugsweise, ein vom Anschlagsflügel separater Flügel, etwa auf der vom Zentrum bzw. vom Lagerbereich des Nabenkörpers gesehen anderen Seite des Anschlagsflügels. Der Nabenkörper kann Aufnahmelöcher für Federeinhänge und/oder Federführungsstifte aufweisen und/oder ein oder mehrere Unwuchtausgleichslöcher aufweisen. Diese beiden Arten von Löchern können als Bohrungen ausgeführt werden.
  • Auch ist es von Vorteil, wenn durch das zur Aufnahme eines Federeinhängestiftes oder eines Timing-Pins vorgesehene Loch eine Symmetrieebene verläuft, die von zwei Flügeln einer Flügelzelle gleich weit beabstandet ist. Die Spannungen im Bereich des Flügelwurzels werden dann nicht durch Überlagerung von Zusatzspannungen, die von dem Pressverband aus Federeinhängestift bzw. Timing-Pin und Rotor im Bereich des entsprechendes Loches im Rotor weiter erhöht. Mit anderen Worten wird ein Rotorflügel realisiert, der nach Art eines einseitig befestigten Biegebalkens unter Drucklast spannungsoptimiert ausgestaltet ist. Die dadurch erreichte sich nach außen hin verjüngende oder angespitzte Form führt zu einer gezielten Gewichtsreduzierung an der Flügelspitze bei konstant bleibender mittlerer Spannung im Flügel. Aus Festigkeits- und Herstellbarkeitsgründen hat sich eine Wanddicke im Flügelwurzelbereich von ca. 5,5 mm und im Flügelspitzenbereich von ca. 4,5 mm als vorteilhaft herausgestellt. Auch ist die Spitzform des Flügels dann besonders gut, wenn die vordere und die hintere Seitenfläche linear ausgestaltet sind, weil dies in einem einfachen Werkzeug mit einer besseren Stabilität herstellbar ist. Insbesondere bei Nutzung eines Sinterbauteils lässt sich die Pulverfüllung unter Pressdruck bei maximaler Material- und Gewichtsreduzierung im Flügelkörper besser ausnutzen.
  • Es ist dabei möglich, die Rotorlagerung am kleinsten Außendurchmesser des Rotors vorzunehmen. Auch ist es möglich, die Rotorlagerung in einer im Lagerbereich vorhandenen zentrischen Ausnehmung, wie einer kreisrunden Bohrung vorzuhalten. Ebenfalls ist es möglich, den Rotor am Stator an seinem größten Außendurchmesser zu lagern. Ein Radiallagerspiel von max. 50 μm ist wünschenswert, wobei dann die Rotor- und Stator-Kalibrierwerkzeuge aufeinander angepasst werden sollten. Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn die Flügelspitzen nie oder nur ausnahmsweise in Berührung mit dem Stator kommen. Um den Einfluss der Deformationen und Spannungen von zwei oder drei Löchern, bspw. Bohrungen, die für Federeinhängestifte gedacht sind, zu reduzieren, wird die Positionierung der Gewichtserleichterung unter dem Flügelwurzel und der Stiftbohrung sowie auch der Timing-Pin-Bohrung vorzugsweise zwischen den Flügeln, z. B. an der Symmetrieachse bei 45° zur Flügelebene realisiert. Die seitlichen Kanten der Flügelspitze können durch zwei Radien von ca. 0,5 mm, zwei Kantenbrüche oder durch zwei Sinterfacetten abgerundet werden, um die Gradbildung im Presswerkzeug zu vermeiden. Die Spitze des Flügels kann dabei flach, konvex oder konkav ausgeführt werden. Die beste Lösung scheint dabei die konvexe Ausführung der Flügelspitze zu sein, weil diese Form eine minimale Spalthöhe und dadurch auch eine maximale Reduzierung der Leckage in der Spaltdichtung ermöglicht. Optional kann auch eine angefederte Dichtleiste in die Flügelspitze integriert werden, wobei dabei auf die aus den Druckschriften DE 10 2006 004 718 A1 und DE 10 2005 038 364 A1 bekannten Lösungen zurückgegriffen werden kann. Die diesbezüglichen Ausführungen von Dichtelementen und Lagerungen der Dichtelemente, sollen als hier integriert gelten.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:
  • 1 eine erste Ausführungsform eines hydraulischen Nockenwellenverstellers in einer Längsschnittdarstellung entlang der Linie I aus 2,
  • 2 der Nockenwellenversteller aus 1 in einer Querschnittsdarstellung entlang der Linie II aus 1,
  • 3 eine weitere Ausführungsform in einer Darstellungsart nach 1,
  • 4 eine weitere Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei zwei beidseitig des Rotationszentrums des Rotors gelegene Flügel auf jeweils beiden Seitenflächen eben ausgestaltet sind,
  • 5 eine vergrößerte Darstellung eines Flügels des Ausführungsbeispiels nach 4,
  • 6 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers in einem Längsschnitt, wobei zwei Flügel konvexe Flächen aufweisen,
  • 7 eine vergrößerte Darstellung eines der die konvexen Seitenflächen aufweisenden Flügel aus 6,
  • 8 eine weitere Ausführungsform im Längsschnitt, wobei zwei Flächen jeweils zwei konkave Seitenflächen aufweisen,
  • 9 eine vergrößerte Darstellung eines der die konkaven Seitenflächen aufweisenden Flügel aus 8,
  • 10 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers, wobei zwei Flügel jeweils Seitenflächen aufweisen, die entlang einer Kante aneinander stoßen,
  • 11 eine vergrößerte Darstellung eines solchen Flügels aus 10,
  • 12 und 13 zwei perspektivische Darstellungen eines isolierten Rotors aus 1,
  • 14 eine Draufsicht auf den Rotor der 12 und 13,
  • 15 eine vergrößerte Darstellung des Rotors der 12 bis 14 mit drei eingesetzten Federeinhängestiften,
  • 16 eine perspektivische Darstellung des hydraulischen Nockenwellenverstellers mit einem Stator und darin eingesetztem Rotor der 12 bis 15 und eingehängter Spiralfeder,
  • 17 ein besonderes Ausführungsbeispiel mit einer geraden Endfläche an zumindest zwei, vorzugsweise allen Endflächen der Flügel,
  • 18 eine vergrößerte Darstellung des Dichtungsspaltes zwischen einer Endfläche eines Flügels und dem Stator, wobei die Endfläche eben (gerade) ausgestaltet ist,
  • 19 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers, wobei die Endfläche am Flügelende konvex ausgestaltet ist,
  • 20 eine vergrößerte Darstellung der Flügelspitze mit der konvexen Endfläche aus 19,
  • 21 eine alternative Nockenwellenverstellerausgestaltung gemäß der Erfindung, wobei die Flügel an den Flügelspitzen konkav ausgestaltete Endflächen aufweisen,
  • 22 eine vergrößerte Darstellung eines radial äußeren Endes eines Flügels,
  • 23 ein spezielles Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Nockenwellenverstellers im Längsschnitt, mit federnd an den Endflächen ausfahrbar gehaltenen Dichtelementen, und
  • 24 einen Schnitt entlang der Linie XXIV aus 23.
  • Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Allerdings dient die Zeichnung lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung und ist lediglich schematischer Natur.
  • In 1 ist eine erste Ausführungsform eines hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 dargestellt. Er weist einen Stator 2 auf, in dem ein Rotor 3 drehbar gelagert ist. Der Rotor 3 weist einen Nabenkörper 4 auf, der einen Lagerbereich aufweist. Ein solcher bspw. zentrisch angeordneter Lagerbereich muss nicht zwingend im innersten Nabenkörperbereich befindlich sein, sondern kann insbesondere am kleinsten Außendurchmesser 5 vorhanden sein. Im Nabenkörper 4 kann ein Loch 6 vorhanden sein, das als Bohrung geschaffen sein kann. Unter Nutzung des Loches 6 kann der Nabenkörper 4 des Rotors 3 mit einer nicht dargestellten Nockenwelle verbunden sein. Grundsätzlich kann das Loch 6 auch zur Lagerung des Rotors 3 herangezogen werden.
  • Der Nabenkörper 4 ist mit vier Flügeln 7 integral verbunden. Zwei der vier Flügel 7, nämlich zwei sich gegenüberliegende Flügel 7 übernehmen die zusätzlichen Aufgaben einerseits zum Vorhalten eines Anschlages und andererseits zum Vorhalten einer Verriegelungskulisse. Der in 1 dargestellte linke Flügel 7 ist dabei als Anschlagsflügel 8 ausgestaltet, wohingegen der in 1 rechte Flügel 7 als Verriegelungsflügel 9 ausgestaltet ist. Im Verriegelungsflügel 9 ist die Verriegelungskulisse 10 nach Art eines kreisrunden Loches ausgebildet und nimmt einen Verriegelungspin oder -stift 11 auf, wenn der Rotor 3 relativ zum Stator 2 drehfestgelegt werden soll.
  • Die beiden restlichen Flügel 7 können auch als Flügelzellenunterteilelemente 12 bezeichnet werden, da sie die durch den Rotor 3 und den Stator 2 ausgebildeten Flügelzellen 13 unterteilen. Es ist wünschenswert, dass der von den Flügeln 7 durchschrittene Bereich beim Verstellen des Rotors 3 relativ zum Stator 2 möglichst winkelgroß ist.
  • Die Flügel 7 sind mit dem Nabenkörper 4 integral verbunden und bilden ein Monolithteil 14. Das Monolithteil 14 besteht aus ein und demselben Material und ist somit einheitlich (durchgängig) als einteiliges Stellorgan ausgebildet.
  • Jeder Flügel 7 weist eine Flügelspitze 15 und eine Flügelwurzel 16 auf. Jeder Flügel 7 weist eine breitere Flügelwurzel 16 verglichen mit der jeweiligen Flügelspitze 15 auf. Für die Flügelwurzel 16 der Flügelzellenunterteilelemente 12 hat sich eine Breite von mehr als 5 mm, aber kleiner als 10 mm als vorteilhaft herausgestellt. Für die Flügelspitze 15 hat sich eine Breite von mehr als 4 mm, aber kleiner als 9 mm als vorteilhaft herausgestellt. Die Breite der Flügelspitze 15 und die Breite der Flügelwurzel 16 werden in Tangential- oder Umfangsrichtung des Rotors 3 gemessen.
  • Jeder Flügel 7 weist eine vordere Seitenfläche 17 und eine hintere Seitenfläche 18 auf. Die Seitenflächen 17 und 18 erstrecken sich in Radialrichtung und gehen an einem Radius 19 stufenlos in den Nabenkörper 4 über.
  • Der Anschlagsflügel 8 weist an der vorderen Seitenfläche 17 und an der hinteren Seitenfläche 18 je eine vorsprungartige Anschlagsfläche 20 auf. Die beiden Anschlagsflächen 20 sind zum in Kontakt gelangen mit nach innen ragenden Nasen 21 des Stators 2 konfiguriert.
  • Im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an den Flügelspitzen 15 in Umfangsrichtung verlaufende Endflächen 22. Im Bereich dieser Endflächen 22 sind die Flügel 7 schleifend in Kontakt mit dem Stator 2.
  • Ein schleifendes in Kontakt bringen der Flügelspitzen 15 kann ganz oder teilweise unterbleiben, wenn die Lagerung des Rotors 3 relativ zum Stator 2 an einer anderen Stelle, etwa am Bereich des kleinsten Außendurchmessers 5 durchgeführt ist.
  • Wie in 1, aber auch in 2 gut zu erkennen ist, weist der Stator 2 an seiner Außenseite einen Zahnkranz 23 auf, so dass eine Kraftübertragung von einem Endloszugmittel, wie einer Kette möglich wird.
  • Auch in 3 erkennt man, dass in drei von vier Aufnahmelöchern 24 Federeinhängestifte und/oder Federführungsstifte eingesetzt sind, wobei ein Aufnahmeloch 24 frei bleibt. Dieses freibleibende Aufnahmeloch 24 kann die Funktion eines Unwuchtausgleichloches wahrnehmen, wobei auch zusätzliche Unwuchtausgleichslöcher 25 vorgehalten sein können. Auch im Anschlagsflügel 8 kann eine kreisrunde Öffnung 26 vorhanden sein, um eine weitere Gewichtsreduktion zu erwirken.
  • In den 4 und 5 ist ein Ausführungsbeispiel mit geraden, d. h. linear (eben; stetig) ausgestalteten vorderen und hinteren Seitenflächen 17 und 18 an den Flügeln 7 dargestellt. Zwischen den Endflächen 22 der Flügel 7 und dem Stator 2 ist ein Dichtspalt 27 vorhanden. Die Endfläche 22 kann ebenfalls eben (gerade/linear), konkav oder konvex ausgestaltet sein. Der Dichtspalt weist eine Höhe von 0,05 mm auf.
  • In den 6 und 7 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die vordere Seitenfläche 17 und die hintere Seitenfläche 18 ballig, d. h. konvex ausgestaltet sind. Auch hier ist ein Dichtspalt 27 mit einer Spalthöhe von 0,05 mm vorhanden.
  • In den 9 und 8 hingegen, weisen die vorderen Seitenflächen 17 und die hinteren Seitenflächen 18 beide eine konkave Form auf.
  • Die Seitenflächen 17 und 18 der Ausführungsbeispiele der 6 bis 9 sind stetig kurvig ausgebildet.
  • Hiervon unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel der 11 und 10, da dort jeweils zwei Teilflächen 28 und 29, die jeweils eben ausgestaltet sind, auf beiden Seiten des Flügels 7 die jeweils vordere Seitenfläche 17 und die jeweils hintere Seitenfläche 18 bilden, wobei die Teilflächen 28 und 29 an einer Kante 30 aneinander stoßen. Die Kante 30 ist gerade und verläuft parallel zur Längsachse des Rotors 3, also in Axialrichtung.
  • Die räumliche Darstellung eines singulären Rotors 3 mit Ölleitlöchern 31 ist den 12 und 13 zu entnehmen.
  • In 14 und 15 ist auch die Gerundetheit der Flügel im Bereich des Übergangs von den Seitenflächen 17 bzw. 18 zu den Endflächen 22 zu erkennen. Auch sind drei in die Aufnahmelöcher 24 eingesetzte Stifte zu erkennen, wobei in 16 eine Feder 31, nach Art einer Spiralfeder an den drei Federeinhänge- und/oder Federführungsstiften, welche im Rotor 3 verankert sind, gehalten ist und zusätzlich an zumindest zwei im Stator 2 verankerten Pins 32 gelagert ist.
  • Durch die 17 bis 22 wird die gerade, konvexe oder konkave Form der Endfläche 22 in den entsprechenden Ausführungsbeispielen visualisiert.
  • Anders, als in den Ausführungsbeispielen der 1 bis 22, ist in dem Ausführungsbeispiel der 23 und 24 ein separates Dichtelement 33 in Rinnen 34 an den Flügelspitzen 15, und dort in den Endflächen 22 eingesetzt, wobei Federelemente 35, nach Art von Spangen oder Blattfedern eine Federkraft radial nach außen auf die Dichtelemente 33 ausüben. Selbstverständlich kann der Bereich der Flügelwurzel 16 noch breiter ausgestaltet werden, als für die Flügelzellenunterteilelemente 12 in 23 visualisiert.
  • Das Dichtelement 33 kann auch als Dichtmittel bezeichnet werden und ist insbesondere rohrförmig und weiter vorzugsweise elastisch ausgebildet und bspw. aus Kunststoff gefertigt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Nockenwellenversteller
    2
    Stator
    3
    Rotor
    4
    Nabenkörper
    5
    kleinster Außendurchmesser
    6
    Loch
    7
    Flügel
    8
    Anschlagsflügel
    9
    Verriegelungsflügel
    10
    Verriegelungskulisse
    11
    Verriegelungspin oder -stift
    12
    Flügelzellenunterteilelement
    13
    Flügelzellen
    14
    Monolithteil
    15
    Flügelspitze
    16
    Flügelwurzel
    17
    vordere Seitenfläche
    18
    hintere Seitenfläche
    19
    Radius
    20
    Anschlagsfläche
    21
    Nase
    22
    Endfläche
    23
    Zahnkranz
    24
    Aufnahmeloch
    25
    Unwuchtausgleichsloch
    26
    Öffnung
    27
    Dichtspalt
    28
    Teilfläche
    29
    Teilfläche
    30
    Kante
    31
    Ölleitloch
    32
    Feder
    33
    Pin
    34
    Dichtelement
    35
    Rinne
    36
    Federelement
  • 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 10234867 A1 [0002, 0002, 0005]
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    • DE 102006004718 A1 [0028]
    • DE 102005038364 A1 [0028]

Claims (10)

  1. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1), mit einem Stator (2), innerhalb dessen ein Rotor (3) drehbar angeordnet ist, wobei der Rotor (3) einen Nabenkörper (4) mit einem eine Drehbewegung des Rotors relativ zum Stator ermöglichenden Lagerbereich aufweist und zumindest einen an den Nabenkörper (4) anschließenden Flügel (7) aufweist, der sich im Wesentlichen vom Nabenkörper (4) radial nach außen in Richtung des Stators (2) erstreckt, wobei sich der Flügel (7) radial nach außen hin verjüngt, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenkörper (4) und der Flügel (7) als integrales Monolithteil (14) ausgebildet ist.
  2. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem radial äußeren Ende des Flügels (7) eine Flügelspitze (15) ausgebildet ist, die etwa eine in Tangential- oder Umfangsrichtung gemessene Breite zwischen 3 und 6 mm, vorzugsweise ca. 4,2 mm, 4,4 mm, 4,5 mm, 4,6 mm, 5 mm oder 5,5 mm aufweist.
  3. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem radial inneren Ende des Flügels (7) eine Flügelwurzel (16) ausgebildet ist, die eine in Tangential- oder Umfangsrichtung gemessene Breite zwischen 3 und 7 mm, vorzugsweise ca. 5,2 mm, 5,5 mm, 6,0 mm oder 6,5 mm aufweist.
  4. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Breite der Flügelspitze (15) und der Breite der Flügelwurzel (16) zwischen 7 / 11 und 21 / 22 beträgt, vorzugsweise 8 / 11 , 9 / 11 oder 10 / 11 .
  5. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Monolithteil (14) als metallisches Bauteil, insbesondere als Sinterbauteil oder als Blechformbauteil ausgebildet ist.
  6. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (7) eine vordere Seitenfläche (17) und eine hintere Seitenfläche (18) aufweist, von denen die vordere und/oder die hintere Seitenfläche (17 und/oder 18) als Linearfläche, Konkavfläche, Konvexfläche oder eine Kombination dieser drei Flächentypen ausgeformt ist.
  7. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Flügels (7) in Axialrichtung homogen ist.
  8. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Flügelspitze (15) eine im Wesentlichen in Tangential- oder Umfangsrichtung verlaufende Endfläche (22) vorhanden ist, die eine ebene, konvexe und/oder konkave Form aufweist.
  9. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Flügelspitze (15) und dem Stator (3) ein in Radialrichtung gemessener Dichtspalt (27) vorhanden ist, der vorzugsweise eine mittlere Spalthöhe von ca. 0,03 mm bis ca. 0,04 mm, weiter vorzugsweise 0,05 mm, aufweist.
  10. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Flügelspitze (15), vorzugsweise an der Endfläche (22) ein Dichtmittel (33) vorhanden ist, das zum in Fluid zurückhaltenden, bspw. gleitenden, in Kontakt gelangen mit dem Stator (2) ausgelegt und bemessen ist, wobei vorzugsweise das Dichtmittel (33) radial beweglich, etwa federnd am Flügel (7) angebracht ist und/oder dass durch das zur Aufnahme eines Federeinhängestiftes oder eines Timing-Pins vorgesehene Loch eine Symmetrieebene verläuft, die von zwei Flügeln einer Flügelzelle gleich weit beabstandet ist.
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