-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Stator und einen konzentrisch im Inneren des Stators angebrachten Rotor, umfassend einen Rotorgrundkörper und wenigstens einen Rotorflügel.
-
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der
DE 10 2012 213 176 A1 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Außenrotor und einem Innenrotor, wobei der Außenrotor und der Innenrotor drehverstellbar und konzentrisch um eine gemeinsame Drehachse angeordnet sind, bekannt. Zwischen dem Außenrotor und dem Innenrotor ist wenigstens eine Hydraulikkammer gebildet, in die sich von dem Außenrotor und von dem Innenrotor jeweils mindestens ein verbundener Flügel erstreckt, wodurch die Hydraulikkammer in mindestens ein Druckkammerpaar aus zwei Druckkammern geteilt wird. Bei dem Innenrotor handelt es sich hierbei um ein gesintertes Bauteil. Rotoren von hydraulischen Nockenwellenverstellern durch Sintern herzustellen, stellt gegenwärtig ein kostengünstiges und weit verbreitetes Verfahren dar. Bauteile, welche durch Sintern hergestellt worden sind, müssen jedoch in der Regel aufgrund der hohen Anforderungen bezüglich der Maßgenauigkeit im Getriebebau aufwändig nachbearbeitet werden, bevor sie zum Einsatz gelangen können. Besteht, beispielsweise aufgrund einer großen Produktpalette von verschiedenen Nockenwellenverstellern, die Notwendigkeit unterschiedlich große Rotoren herzustellend, gibt es derzeit, will man den Rotor durch Sintern erzeugen, keine Alternative zur Beschaffung einer größeren Anzahl verschiedener Presswerkzeuge. Dies führt zum einen zu einer Verteuerung und zum anderen zu einer Verlangsamung der Herstellung.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu eliminieren und eine Adaption zu finden, die eine kostengünstige, fehlerarme und modulare Bauweise zulässt. Insbesondere soll ein Nockenwellenversteller geschaffen werden, bei welchem ohne erhebliche Steigerung des Herstellungsaufwandes unterschiedlich Rotoren verbaut werden können.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Bei einem gattungsgemäßen Nockenwellenversteller wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Rotorflügel als vom Rotorgrundkörper getrenntes, zum am Rotorgrundkörper festzulegendes separates Bauteil ausgebildet ist.
-
Dadurch lässt sich der Kosten- und Zeitaufwand bei der Herstellung eines hydraulischen Nockenwellenverstellers für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Stator und einen konzentrisch im Inneren des Stators angebrachten Rotor, umfassend einen Rotorgrundkörper und wenigstens einen Rotorflügel, stark reduzieren.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
-
So kann der Nockenwellenversteller einen Rotor aufweisen, bei welchem der Rotorflügel stoff-, kraft- und/oder formschlüssig am Rotorgrundkörper festgelegt ist. Zum Verbinden des Rotorflügels mit dem Rotorgrundkörper eignen sich beispielsweise Fügeverfahren wie Kleben, Klemmen, Klipsen, Zusammensetzen, An- und Einpressen oder Fügen durch Umformen. Der Rotor wird nicht als ein komplettes einzelnes Bauteil hergestellt, sondern aus zwei aneinander gefügten Einzelteilen, dem Rotorgrundkörper und mindestens einem Rotorflügel.
-
So ist es möglich, bei durchgehender Verwendung ein und desselben Grundkörpers durch Verbinden mit einer unterschiedlichen Anzahl an Rotorflügeln und /oder einer unterschiedlichen Anzahl verschiedener Rotorflügelgeometrien unterschiedliche, an verschiedene Einsatzanforderungen angepasste Rotoren kostengünstig und schnell herzustellen.
-
Es ist auch von Vorteil, dass der Rotorflügel, der Rotorgrundkörper oder der Rotorgrundkörper und der Rotorflügel als ein Sinterbauteil ausgestaltet sind. Dabei ist hier von Vorteil, dass die Vorzüge des Sinterns genutzt werden können, ohne dass dessen Nachteile zur Geltung kommen können. Durch die Verwendung desselben Grundkörpers für verschiedene Rotoren kann die Anzahl der erforderlichen Presswerkzeuge erheblich reduziert werden.
-
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorgrundkörper im Bereich seiner Umfangsfläche in radialer Richtung weg vom Mittelpunkt wenigstens eine Einbuchtung bzw. Vertiefung bzw. Nut bzw. Kerbe zur Aufnahme des Rotorflügels aufweist. Derartige Einbuchtungen können zur schnellen Aufnahme von Rotorflügeln dienen. Sie vereinfachen den Montageaufwand, indem sie mögliche Fehlerquellen reduzieren.
-
Ebenso ist es von Vorteil, dass der Rotorflügel in Richtung zum Rotationsgrundkörpermittelpunkt, an seiner Unterseite eine Form aufweist, welche zum Einsetzen bzw. An- bzw. Einpressen in die Einbuchtung des Rotorgrundkörpers geeignet ist. Das Volumen der Einbuchtungen des Rotorgrundkörpers kann beispielsweise kleiner als das Volumen der Unterseite des Rotorflügels sein, so dass die Bauteile durch Presspassung fügbar sind.
-
Vorteilhaft für die Funktion der Erfindung ist, wenn die Unterseite des Rotorflügels mindestens zwei Verriegelungswarzen bzw. Verriegelungsflächen aufweist, welche in die Einbuchtung des Rotorgrundkörpers in axialer Richtung eingeschoben sind und den Rotorflügel in radialer Richtung des Rotorgrundkörpers fixieren, was zu einer wesentlichen Stabilitätssteigerung der Verbindung führt.
-
Ferner ist es von Vorteil, wenn ein Rotorflügel aus mehreren verbindbaren Einzelteilen besteht, etwa umfassend ein Flügelverlängerungsbauteil, wie eine Dichtlippe. Dadurch entsteht die Möglichkeit, auch die Anzahl der für die Herstellung von Rotorflügeln benötigter Presswerkzeuge zu reduzieren, was abermals zu einer Verringerung der Herstellungskosten führt.
-
Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in welcher unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Sie zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines Rotors umfassend Rotorflügel und einen Rotorgrundkörper,
-
2 eine perspektivische Darstellung eines Rotorgrundkörpers,
-
3 eine perspektivische Darstellung von Rotorflügeln,
-
4a eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Rotorflügels,
-
4b eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Rotorflügels,
-
4c eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Rotorflügels, und
-
5 eine schematische Darstellung der Prozessschritte eines Sinterverfahrens.
-
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Einzelne Merkmale der Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
-
In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotors 1, umfassend einen Rotorgrundkörper 2 sowie vier Rotorflügel 3, dargestellt. In dieser Darstellung sind die Rotorflügel 3 an dem Rotorgrundkörper 2 montiert. Der Rotorgrundkörper 2 weist entlang seiner Umfangsfläche 4 mehrere Bohrungen 5 auf. Bei diesen Bohrungen 5 handelt es sich um Kanäle, welche für den Transport von Flüssigkeit vorgesehen sind. Die Bohrungen 5 verlaufen durchgehend von der Umfangsfläche 4 des Rotorgrundkörpers 2 bis hin zur Innenfläche 6 des Rotorgrundkörpers 2. An der Stirnfläche 7 des Rotorgrundkörpers 2 ist eine Bohrung 8 zu sehen. Diese Bohrung 8 dient zur Aufnahme eines Fixierbolzens, welcher den Rotor 1 gegenüber einem Stator in Position hält. Im Zentrum bzw. im Mittelpunkt des Rotorgrundkörpers 2 befindet sich in axialer Richtung eine Bohrung 9, welche eine Nockenwelle aufnimmt. Diese Bohrung 9 bildet die Innenfläche 6 des Rotorgrundkörpers 2.
-
2 zeigt den Rotorgrundkörper 2 des Rotors 1 losgelöst von den Rotorflügeln 3. Entlang der Umfangsfläche 4 des Rotorgrundkörpers 2 befinden sich vier Einbuchtungen 10. Diese dienen zur Aufnahme von entweder vier identischen Rotorflügeln 3 oder zur Aufnahme von vier nicht identischen Rotorflügeln. Die Einbuchtungen 10 verändern in radialer Richtung hin zum Rotorgrundkörpermittelpunkt ihre Form. Das Volumen einer ersten Hälfte 11 der Einbuchtung 10 ist geringer als das Volumen einer zweiten Hälfte 12 der Einbuchtung 10, wobei mit der ersten Hälfte 11 der Bereich der Einbuchtung 10 bezeichnet wird, welcher in radialer Richtung vom Mittelpunkt des Rotorgrundkörpers 2 näher an der Umfangsfläche 4 des Rotorgrundkörpers 2 ist und mit der zweiten Hälfte 12 der Bereich der Einbuchtung 10 gemeint ist, welcher in radialer Richtung des Rotorgrundkörpers 2 näher am Mittelpunkt des Rotorgrundkörpers ist. Die zweite Hälfte 12 der Einbuchtung 10 weist dieselbe Form wie ein unteres Ende 13 des Rotorflügels 3 auf. Die Form des unteren Endes 13 des Rotorflügels 3 ist auf die Form der Einbuchtung 10 des Rotorgrundkörpers 2 abgestimmt, sodass das unter Ende 13 in die Einbuchtung 10 eingebracht werden kann.
-
3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung von vier Rotorflügeln 3, von welchen einer sich in seiner Form von den restlichen drei Rotorflügeln 3 unterscheidet. Die Darstellung zeigt die Rotorflügel 3 losgelöst von dem Rotorgrundkörper 2.
-
4a zeigt eine Ausführungsform eines Rotorflügels 3, welcher in positiver Y-Richtung an Breite in X-Richtung zunimmt. An einem oberen Ende 14 in Y-Richtung befindet sich eine Einbuchtung 15. Diese Einbuchtung 15 weist in dem unteren Bereich in negativer Y-Richtung eine größere Breite in X-Richtung als an dem oberen Ende 14 in positiver Y-Richtung auf. Diese Einbuchtung 15 dient zur Aufnahme beispielsweise eines Flügelverlängerungsbauteiles, wie beispielsweise eine Dichtlippe.
-
4b zeigt einen Rotorflügel 3 mit geringerer Breite in X-Richtung als das Ausführungsbeispiel 4a. Auch hier befindet sich im oberen Ende 14 des Rotorflügels 3 eine Einbuchtung 15, welche beispielsweise zur Aufnahme einer Dichtlippe dienen kann. Durch die geringere Breite dieses Rotorflügels lässt sich der leere Bereich eine Flügelzelle vergrößern.
-
4c zeigt einen Rotorflügel 3 mit der Einbuchtung 15 im Bereich des oberen Endes 14 des Rotorflügels 3, welcher in seiner Breite in X-Richtung bis zu einer Stelle zunimmt, in welcher die Breite in X-Richtung durch eine Abstufung 16 wieder abnimmt. Ab der Abstufung 16 nimmt die Breite in X-Richtung wieder zu, bis sie das obere Ende 14 des Rotorflügels 3 in Y-Richtung erreicht hat.
-
5 zeigt einen Herstellungsprozess. In dieser Darstellung wird das Erzeugen eines Bauteiles 17 chronologisch dargestellt. Das Verfahren beginnt damit, dass ein Grundmaterial 18 bestehend beispielsweise aus zwei unterschiedlichen Grundwerkstoffen, welche Pulverartig vorliegen, in einem Mixer 19 gemischt und anschließend in einer Presse 20 zu dem Bauteil 17 geformt wird. Anschließend wird das Bauteil 17 im Sintervorgang 21 verdichtet. Dieser Vorgang läuft in drei Stadien ab, dem Vorerhitzen, dem Hocherhitzen und dem Abkühlen. Sofern erforderlich, wird das Bauteil 17 anschließend beispielsweise spanabhebend nachbearbeitet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rotor
- 2
- Rotorgrundkörper
- 3
- Rotorflügel
- 4
- Umfangsfläche des Rotorgrundkörpers
- 5
- Bohrung für Hydraulikkanal
- 6
- Innenfläche des Rotorgrundkörpers
- 7
- Stirnfläche des Rotorgrundkörpers
- 8
- Bohrung des Fixierbolzens
- 9
- Bohrung der Nockenwellenaufnahme
- 10
- Einbuchtung des Rotorgrundkörpers
- 11
- Erste Hälfte der Einbuchtung
- 12
- Zweite Hälfte der Einbuchtung
- 13
- Unteres Ende des Rotorflügels
- 14
- Oberes Ende des Rotorflügels
- 15
- Einbuchtung des Rotorflügels
- 16
- Abstufung des Rotorflügels
- 17
- Bauteil
- 18
- Grundmaterial
- 19
- Mixer
- 20
- Presse
- 21
- Sintervorgang
-
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 102012213176 A1 [0002]
