DE102015209302A1

DE102015209302A1 - Stator eines Nockenwellenverstellers mit stranggepresstem Drehmomenteinleitbereich

Info

Publication number: DE102015209302A1
Application number: DE102015209302.6A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schulz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2016-11-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (1) für einen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps mit einem eine Außenverzahnung (2) zum Kontaktieren eines Endloszugmittels aufweisenden Drehmomenteinleitbereich (3) und einer zum Ausbilden von Flügelzellen bei eingesetztem Rotor geeigneter Innenkontur (4), wobei der den integral verbundenen Drehmomenteinleitbereich (3) aufweisende Stator (1) als einteiliges Strangpressbauteil ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch einen Nockenwellenversteller mit einem Stator (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, in dem ein Rotor drehbar eingesetzt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Stators (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Schritt des Ablängens und/oder des mechanischen Nachbearbeitens durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator für einen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps, mit einem eine Außenverzahnung zum Kontaktieren eines Endloszugmittels, wie eines Riemens oder einer Kette, aufweisenden Drehmomenteinleitbereich und einer zum Ausbilden von Flügelzellen bei eingesetztem Rotor geeigneten Innenkontur.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2006 038 903 A1 offenbart eine gattungsgemäße Vorrichtung. Sie befasst sich mit einem Rotor und/oder einem Rotorgehäuse zu einem Nockenwellenversteller für Kraftfahrzeugmotoren und mit einem Verfahren zu deren Herstellung.
Weiterhin offenbart die europäische Patentschrift EP 1 544 419 B1 eine Brennkraftmaschine mit einem hydraulischen Nockenwellenversteller mit einem als Blechteil ausgeführten Stator.
Somit sind aus dem Stand der Technik schon verschiedene Nockenwellenversteller, die Statoren aus unterschiedlichen Materialien aufweisen, bekannt.
Die Nachteile des in den oben genannten Druckschriften offenbarten Standes der Technik liegen darin, dass die Statoren mit ihren Außenverzahnungen aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt sind. Weiterhin fällt die Materialwahl für einen Stator oft auf gesinterte Bauteile oder auf Blechbauteile. Diese müssen in aufwändigen Verfahren, die der eigentlichen Herstellung nachgeschaltet sind, in einen öldichten Zustand überführt werden.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben, und insbesondere einen Stator zur Verfügung zu stellen, der sich direkt nach seiner Herstellung vorbereit für einen öldichten Einsatz befindet und der weiterhin den Drehmomenteinleitbereich mit einer möglichst simplen Konstruktion realisiert.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der den integral/einstückig verbundenen Drehmomenteinleitbereich aufweisende Stator als ein einteiliges Strangpressbauteil ausgebildet ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn der Stator aus einer Aluminiumlegierung aufgebaut ist. Diese Aluminiumlegierung bewirkt, dass zum einen sehr hohe Festigkeitswerte realisiert werden, während auf der anderen Seite eine angemessene Dichte garantiert ist. Ebenfalls zieht die Aluminiumlegierung Oberflächeneigenschaften nach sich, die es überflüssig machen, dass in einem aufwändigen Nachbearbeitungsverfahren die mit einem Hydraulikmittel im Betriebszustand in Kontakt stehenden Oberflächen des Rotors nachbearbeitet werden müssen. Die durch die wegfallende Nachbearbeitung reduzierten Kosten wirken sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit des Herstellprozesses aus.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Nockenwellenversteller mit einem erfindungsgemäßen Stator einen drehbaren Rotor aufnimmt. Dieser Aufbau des Nockenwellenverstellers ermöglicht eine Relativbewegung der beiden Komponenten des Stators und des Rotors, woraus eine Variation der Ventilsteuerzeiten eines Kraftfahrzeugs resultieren.
Ein zentraler Vorteil der erfindungsgemäßen Idee besteht darin, dass ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Stators einsetzbar ist, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schritt eines Ablängens und/oder eines mechanischen Nachbearbeitens durchgeführt wird. Der Schritt des Ablängens offenbart seine Vorteile vor allem im Zusammenspiel mit dem zuvor offenbarten Stator, der als einteiliges Strangpressprofil ausgebildet ist. So ermöglicht es eine solche Geometrie des Stators, die als unregelmäßig geformtes prismatisches Profil beschrieben werden kann, wobei ein Strangpressprofil erzeugt wird, das in seiner Länge um ein Vielfaches größer ist, als der Stator in seinem maximalen Durchmesser. Mittels des nun offenbarten Verfahrensschrittes des Ablängens, wird jenes lange Strangpressprofil in mehrere auf die gewünschte Länge des Stators gestutzte/bezogene Teile aufgeteilt.
Das optional anschließende mechanische Nachbearbeiten ermöglicht es, den Stator in jeglicher Hinsicht optimal auf die im Einzelfall herrschenden Betriebsbedingungen vorzubereiten. Auf diese Weise ist der Stator optimal auf die im Einsatz herrschenden Bedingungen vorbereitet, während sein Herstellungsverfahren sich vor allem durch seine Einfachheit auszeichnet.
In anderen Worten kann gesagt werden, dass im Rahmen der Erfindung gesinterte Bauteile, die mit aufwändigen Verfahren in hydraulikmitteldichte Zustände gebracht werden müssen, nun vermieden werden können. Qualitätsprobleme, die aufgrund von undichten Nockenwellenverstellern auftreten, werden mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden. Dies ist mittels eines Designs für die entsprechenden Statoren möglich.
So wird ein Aluminiumstrangpressprofil genutzt, das die Kontur/das Profil des Stators aufweist, und das durch ein Ablängprozess/ein Ablängen und durch weitere mechanische Bearbeitung nach dem Vorgang des Strangpressens an die bauteilspezifischen Anforderungen angepasst wird.
Das Strangpressprofil ist in sich hydraulikmitteldicht und/oder öldicht bzw. für einen solchen Einsatz vorbereitet, womit ein separater Abdichtprozess nicht erforderlich ist, um die gewünschten Bauteileigenschaften zu gewährleisten. Weiterhin sind die Außenverzahnung und der Drehmomenteinleitbereich in dem Stator integriert, womit von einem stranggepressten Rotor mit einem Riemenrad gesprochen werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend mittels zwei Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen Rotor, der einen Drehmomenteinleitbereich aufweist, und der die Anforderungen an ein Strangpressprofil erfüllt und
2 eine Draufsicht auf einen mit dem erfindungsgemäßen Stator nutzbaren Rotor.
Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung.
1 stellt einen Stator 1 für einen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps dar, der eine Außenverzahnung 2 aufweist. Diese Außenverzahnung 2 eignet sich, um ein Endloszugmittel, wie einen (Zahn-)Riemen oder eine (Glieder-)Kette zu kontaktieren. Weiterhin weist der Stator 1 einen Drehmomenteinleitbereich 3 auf, an dessen radial äußerem Ende die Außenverzahnung 2 angebracht ist. Radial innerhalb des Stators 1 wird im Betriebszustand ein in 1 nicht dargestellter Rotor 7 (siehe aber 2) eingesetzt.
Eine geschickt gewählte Innenkontur 4 ermöglicht es, in Zusammenspiel mit dem eingesetzten Rotor 7, Flügelzellen auszubilden. Jene Flügelzellen werden in Umfangsrichtung von radial nach innen ragenden Statorfüßen 5 begrenzt. Jene Statorfüße 5 sind in den in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt, weisen jedoch in ihrer Anordnung keine Punktsymmetrie um den Mittelpunkt 6 auf.
In Umfangsrichtung ist die Länge einer Flügelzelle in etwa gleich groß, wie die eines Statorfußes 5. Die radiale Höhe eines Statorfußes 5 ist jedoch klein im Vergleich zum Durchmesser des Stators 1.
2 zeigt einen Rotor 7 mit im Inneren enthaltenen sechs Ausnehmungen 8 um ein Zentralloch 9 herum.
Bezugszeichenliste

1: Stator
2: Außenverzahnung
3: Drehmomenteinleitbereich
4: Innenkontur
5: Statorfuß
6: Mittelpunkt
7: Rotor
8: Ausnehmung
9: Zentralloch

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 102006038903 A1 [0002]
EP 1544419 B1 [0003]

Claims

Stator (1) für einen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps mit einem eine Außenverzahnung (2) zum Kontaktieren eines Endloszugmittels aufweisenden Drehmomenteinleitbereich (3) und einer zum Ausbilden von Flügelzellen bei eingesetztem Rotor geeigneten Innenkontur (4), dadurch gekennzeichnet, dass der den integral verbundenen Drehmomenteinleitbereich (3) aufweisende Stator (1) als einteiliges Strangpressbauteil ausgebildet ist.
Stator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1) aus einer Aluminiumlegierung aufgebaut ist.
Nockenwellenversteller mit einem Stator (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, in dem ein Rotor drehbar eingesetzt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Stators (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ablängens und/oder des mechanischen Nachbearbeitens durchgeführt wird.