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Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine.
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Aus der
DE 10 2011 081 968 A1 ist bereits ein Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine bekannt, der dazu vorgesehen ist, eine Phasenlage einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine gegenüber einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu verstellen, mit einem Rotor, der dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment zu einem Antrieb der Nockenwelle auszuleiten.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine besonders kostengünstige Ventiltriebvorrichtung bereitzustellen. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einem Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine, der dazu vorgesehen ist, eine Phasenlage einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine gegenüber einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu verstellen, mit einem Rotor, der dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment zu einem Antrieb der Nockenwelle auszuleiten.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Rotor zumindest ein Paar funktionell identischer Formelemente aufweist, die jeweils für unterschiedliche Einbaulagen des Rotors vorgesehen sind. Dadurch kann ein flexibel einsetzbarer Rotor bereitgestellt werden, der insbesondere in Nockenwellenverstellern mit unterschiedlicher Drehrichtung und/oder in Nockenwellenverstellern mit unterschiedlicher Funktion, beispielsweise in einem Nockenwellenversteller für eine Einlassnockenwelle und ebenso in einem Nockenwellenversteller für eine Auslassnockenwelle verwendet werden kann. Eine Zahl unterschiedlicher Teile kann vermindert und Stückzahlen für ein einzelnes Teil können erhöht werden. Ein Logistikprozess zu einer Teileversorgung kann vereinfacht werden. Dadurch kann eine besonders kostengünstige Ventiltriebvorrichtung bereitgestellt werden. Ein Risiko durch eine Verwechslung von Teilen bei der Montage kann vermindert werden, wodurch eine Sicherheit eines Montageprozesses erhöht werden kann. Unter „funktionell identisch” soll insbesondere verstanden werden, dass die Formelemente abgesehen von einer Einbaulage für dieselbe Funktion vorgesehen sind. Unter einer „Einbaulage” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ausrichtung und/oder relative Anordnung des Rotors gegenüber weiteren Bauteilen des Nockenwellenverstellers verstanden werden. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Formelemente analog zueinander ausgebildet. Dadurch kann eine besonders einfache Montage des Nockenwellenverstellers erreicht werden. Unter „analog zueinander ausgebildet” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Formelemente abgesehen von einer Ausrichtung und/oder Spiegelung deckungsgleich zueinander ausgebildet sind.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Formelemente bezogen auf eine Spiegelebene spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind. Dadurch kann eine einfache Montage des Rotors erreicht werden. Dadurch kann der gleiche Rotor für zwei unterschiedliche Drehrichtungen verwendet werden.
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In vorteilhafter Weise umfasst der Rotor einen Grundkörper in Form eines Hohlzylinders mit einer Achse und die Spiegelebene der Formelemente schließt die Achse des Grundkörpers ein. Dadurch kann der gleiche Rotor für zwei unterschiedliche Drehrichtungen verwendet werden. Bevorzugt weisen die Formelemente einen gleichen Abstand von der Achse des Grundkörpers auf.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Formelemente jeweils eine Haupterstreckung in axialer Richtung aufweisen. Dadurch kann eine besonders einfache Ausgestaltung des Rotors erreicht werden. Es kann ein besonders kostengünstiger Nockenwellenversteller bereitgestellt werden. Unter einer „axialen Richtung” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Richtung parallel zu der Achse des Grundkörpers des Rotors verstanden werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Rotor zumindest einen Flügel zur Ausbildung einer Druckkammer, der die Formelemente aufweist. Dadurch kann ein vorhandener Raum besonders vorteilhaft genutzt und ein besonders kompakter Nockenwellenversteller bereitgestellt werden. Bevorzugt weist der Flügel eine Aufnahme für einen Verriegelungsbolzen des Nockenwellenverstellers auf und die Formelemente sind bezogen auf eine Umfangsrichtung symmetrisch um die Aufnahme angeordnet.
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In vorteilhafter Weise sind die Formelemente jeweils als eine Aufnahme für eine Dichtung vorgesehen. Dadurch kann eine besonders einfache Montage der Dichtungen erreicht werden. Bevorzugt sind die Formelemente jeweils als eine Nut ausgebildet und werden in vorteilhafter Weise in einem primären Herstellungsprozess, beispielsweise einem Sinterprozess, in den Rotor eingebracht.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Formelemente jeweils als eine Aufnahme für ein Ende eines Federelements vorgesehen sind. Dadurch kann ein flexibel einsetzbarer Rotor bereitgestellt werden. Es kann eine besonders einfache Montage der Federelemente erreicht werden. Bevorzugt ist das Federelement dazu vorgesehen, ein Drehmoment für eine Drehbewegung des Rotors gegenüber dem Stator bereitzustellen und weist zumindest an einem Ende ein axial ausgerichtetes Einhängeelement auf.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Formelemente jeweils als ein Sackloch ausgebildet. Dadurch kann ein besonders einfach ausgestalteter Nockenwellenversteller bereitgestellt werden. Bevorzugt werden die Formelemente in einem primären Herstellungsprozess, beispielsweise einem Sinterprozess, in den Rotor eingebracht. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Formelemente als eine positive Formgebung, beispielsweise in Form eines Höckers oder eines Bolzens ausgebildet sind.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Rotor zumindest ein weiteres Paar funktionell identischer Formelemente umfasst, die jeweils für unterschiedliche Einbaulagen des Rotors vorgesehen sind. Dadurch kann ein flexibel einsetzbarer Rotor mit einer mechanischen Anbindung an zumindest ein weiteres Bauelement erreicht werden.
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Ferner wird eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller vorgeschlagen.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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1 zeigt einen Nockenwellenversteller, der dazu vorgesehen ist, eine Phasenlage einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine gegenüber einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu verstellen. Der Nockenwellenversteller umfasst einen Rotor 10, der dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment zu einem Antrieb der Nockenwelle auszuleiten.
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Der Nockenwellenversteller ist als ein hydraulischer Nockenwellenversteller ausgebildet und umfasst einen nicht näher dargestellten Stator, der dazu vorgesehen ist, mit dem Rotor 10 zu einer Verstellung des Rotors 10 mittels eines Druckfluids zusammenzuwirken. Der Rotor 10 weist eine Drehachse auf. Der Rotor 10 weist einen Grundkörper 17 sowie eine Mehrzahl von stoffschlüssig mit dem Grundkörper 17 verbundenen Flügeln 18, 19, 20, 21 auf. Der Grundkörper 17 und die Flügel 18, 19, 20, 21 sind einstückig miteinander ausgebildet. Der Grundkörper 17 ist in Form eines Hohlzylinders ausgebildet und weist eine Wandung auf, sowie eine Achse, die der Drehachse des Rotors 10 entspricht.
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Die Flügel 18, 19, 20, 21 sind dazu vorgesehen, zusammen mit dem Stator Druckzellen auszubilden. Der Rotor 10 weist vier solche Flügel 18, 19, 20, 21 auf. Die Flügel 18, 19, 20, 21 sind in einer Umfangsrichtung versetzt angeordnet und bilden vier Zwischenräume aus, die eine Umfangserstreckung von etwa 70 Grad aufweisen. Die Flügel 18, 19, 20, 21 weisen eine radiale Erstreckung auf, die etwa einer Dicke der Wandung des Grundkörpers 17 entspricht. Drei der Flügel 19, 20, 21 sind analog zueinander in Form axial verlaufender Stege ausgebildet. Sie weisen jeweils einen Hals 22, 23, 24 und einen Kopf 25, 26, 27 auf. Eine Umfangserstreckung der Köpfe 25, 26, 27 entspricht jeweils etwa dem Doppelten einer Umfangserstreckung der Hälse 22, 23, 24. Die Flügel 19, 20, 21 sind jeweils in Bezug auf eine Umfangsrichtung spiegelsymmetrisch ausgebildet. Die Köpfe 25, 26, 27 der Flügel 19, 20, 21 weisen jeweils eine Aufnahme 28, 29, 30 für ein jeweils nicht näher dargestelltes Dichtelement auf. Die Aufnahmen 28, 29, 30 sind jeweils als eine Nut ausgebildet. Die Nuten sind analog zueinander ausgebildet und weisen eine Haupterstreckung in axialer Richtung auf. Die Haupterstreckung der Nuten entspricht einer axialen Erstreckung des Rotors 10. Die Nuten sind in radialer Richtung nach außen offen und weisen einen rechteckigen Querschnitt auf. Die nicht näher dargestellten Dichtelemente sind dazu vorgesehen, mit einer Wandung des Stators zusammenzuwirken.
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Der vierte Flügel 18 des Rotors 10 weist eine Umfangserstreckung von etwa 45 Grad auf. Er weist eine Aufnahme 31 für einen Arretierungsbolzen auf. Die Aufnahme 31 ist in Form eines Zylinders in axialer Richtung ausgebildet und ist bezogen auf die Umfangsrichtung des Rotors 10 zentral in dem Flügel 18 angeordnet. Die Aufnahme 31 durchdringt den Rotor 10 in axialer Richtung. Der Flügel 18 weist ein Paar funktionell identischer Formelemente 11, 12 auf, die jeweils für unterschiedliche Einbaulagen des Rotors 10 vorgesehen sind. Die Formelemente 11, 12 sind zur Aufnahme von Dichtelementen vorgesehen. Je nach Einbaulage ist entweder das eine Formelement 11 oder das andere Formelement 12 zu einer Aufnahme eines Dichtelements vorgesehen.
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Die Formelemente 11, 12 sind jeweils als eine Nut ausgebildet. Die Nuten weisen eine Haupterstreckung in axialer Richtung auf. Die Haupterstreckung der Nuten entspricht der Erstreckung des Rotors 10 in axialer Richtung. Die Formelemente 11, 12 sind analog zueinander ausgebildet. Die Formelemente 11, 12 sind bezogen auf die Umfangsrichtung des Rotors 10 spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Der vierte Flügel 18 ist bezogen auf die Umfangsrichtung des Rotors 10 spiegelsymmetrisch ausgebildet.
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Der Nockenwellenversteller weist ein nicht näher dargestelltes Federelement auf, das dazu vorgesehen ist, zur Unterstützung einer Verstellung ein Drehmoment zwischen dem Rotor 10 und dem Stator bereitzustellen. Das Federelement ist als eine Spiralfeder ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Windungen auf. Ein Ende der Feder ist zu einer formschlüssigen Verbindung mit dem Rotor 10 als ein rechtwinkliger Haken ausgebildet. Der Haken ist in einem montierten Zustand des Nockenwellenverstellers in axialer Richtung ausgerichtet.
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Der Rotor 10 weist ein weiteres Paar funktionell identischer Formelemente 13, 14 auf, die jeweils für unterschiedliche Einbaulagen des Rotors 10 vorgesehen sind. Die Formelemente 13, 14 des weiteren Paares sind jeweils zu einer Aufnahme des Hakens am Ende des Federelements vorgesehen. Je nach Einbaulage ist entweder das eine Formelement 13 oder das andere Formelement 14 zu einer Aufnahme des Hakens am Ende des Federelements vorgesehen. Die Formelemente 13, 14 weisen jeweils eine Haupterstreckung in axialer Richtung auf. Die Formelemente 13, 14 sind jeweils als ein Sackloch ausgebildet. Der Grundkörper 17 des Rotors 10 weist eine Stirnfläche auf, in welche die Formelemente 13, 14 eingebracht sind. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Formelemente 13, 14 als Stifte ausgebildet und dazu vorgesehen sind, mit einem als Rundhaken ausgebildeten Ende des Federelements zusammenzuwirken. Es ist denkbar, dass der Grundkörper 17 Aufnahmen für die als Stifte ausgebildeten Formelemente 13, 14 aufweist oder dass die Formelemente 13, 14 stoffschlüssig mit dem Grundkörper 17 verbunden und/oder einstückig mit dem Grundkörper 17 ausgebildet sind.
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Die Formelemente 13, 14 weisen jeweils einen kreisförmigen Querschnitt mit einer flächigen Abplattung 32, 33 auf. Eine Normalenrichtung der Abplattungen 32, 33 weist jeweils in Umfangsrichtung. Die Formelemente 13, 14 sind analog zueinander ausgebildet. Die Formelemente 13, 14 sind bezogen auf die Umfangsrichtung des Rotors 10 spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Eine Spiegelebene 16 der Formelemente 13, 14 schließt die Achse des Grundkörpers 17 ein. Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Querschnitt der Formelemente 13, 14 entsprechend dem Haken am Ende des Federelements eine andere Form aufweist und beispielsweise quadratisch oder rund ausgebildet ist.
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Der Nockenwellenversteller weist einen nicht näher dargestellten Stützstift auf. Der Stützstift ist dazu vorgesehen, zumindest eine Windung des Federelements in radialer Richtung zu stützen. Er ist in einem montierten Zustand des Nockenwellenverstellers in einer axialen Richtung angeordnet. Der Rotor 10 weist ferner eine Aufnahme 34 für den Stützstift auf. Die Aufnahme 34 ist als ein Sackloch ausgebildet und ist in axialer Richtung in die Stirnfläche des Grundkörpers 17 eingebracht. Die Aufnahme 34 für den Stützstift weist eine Haupterstreckung in axialer Richtung auf. Die Aufnahme 34 für den Stützstifts ist in Umfangsrichtung mittig zwischen den Formelementen 13, 14 für die Aufnahme des Endes des Federelements angeordnet. Die Formelemente 13, 14 sind in Umfangsrichtung symmetrisch in Bezug auf die Aufnahme 34 des Stützstifts angeordnet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Formelemente 13, 14 je nach einer Ausgestaltung des Federelements in Umfangsrichtung asymmetrisch in Bezug zu der Aufnahme 34 für den Stützstift angeordnet sind. Weiterhin ist es denkbar, dass der Stützstift einstückig mit dem Grundkörper 17 des Rotors 10 ausgebildet ist, wodurch die Aufnahme 34 für den Stützstift entfällt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Rotor
- 11
- Formelement
- 12
- Formelement
- 13
- Formelement
- 14
- Formelement
- 15
- Spiegelebene
- 16
- Spiegelebene
- 17
- Grundkörper
- 18
- Flügel
- 19
- Flügel
- 20
- Flügel
- 21
- Flügel
- 22
- Hals
- 23
- Hals
- 24
- Hals
- 25
- Kopf
- 26
- Kopf
- 27
- Kopf
- 28
- Aufnahme
- 29
- Aufnahme
- 30
- Aufnahme
- 31
- Aufnahme
- 32
- Abplattung
- 33
- Abplattung
- 34
- Aufnahme
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011081968 A1 [0002]
