DE102016210823A1

DE102016210823A1 - Rotoranordnung mit Teilungsmuster am Innendurchmesser

Info

Publication number: DE102016210823A1
Application number: DE102016210823.9A
Authority: DE
Inventors: Chad McCloy
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2017-01-05
Also published as: US20170002696A1; CN106321180A; US10273833B2; CN106321180B

Abstract

Offenbart wird ein Versteller mit einer Rotoranordnung, die ein Muster an einem Innendurchmesser aufweist, das als Dichtsteg oder Trennsteg zwischen dem Vorverschiebungs-Zufuhranschluss und dem Verzögerungs-Zufuhranschluss dient. Dieses Muster ermöglicht, dass die Vorverschiebungs-Zufuhranschlüsse und die Verzögerungs-Zufuhranschlüsse an derselben Ebene liegen, was ermöglicht, dass die axiale Gesamtlänge des Rotors kürzer ist. Das Muster ist vorzugsweise an dem Innendurchmesser des Rotors durch Endkonturformung ausgebildet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft das Gebiet der variablen Nockenverstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Versteller mit einer Rotoranordnung, die einen Innendurchmesser mit einem Teilungsmuster aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Offenbart wird ein Versteller mit einer Rotoranordnung, die einen Innendurchmesser mit einem Muster aufweist, das als Dichtsteg oder Trennsteg zwischen dem Vorverschiebungs-Zufuhranschluss und dem Verzögerungs-Zufuhranschluss dient. Dieses Muster ermöglicht, dass die Vorverschiebungs-Zufuhranschlüsse und die Verzögerungs-Zufuhranschlüsse an derselben Ebene liegen, was ermöglicht, dass die axiale Gesamtlänge des Rotors kürzer ist. Das Muster ist vorzugsweise an dem Innendurchmesser des Rotors durch Endkonturformung ausgebildet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Rotoranordnung mit einem endkonturgeformten Muster an einem Innendurchmesser.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rotoranordnung und zugehöriger Durchgänge.
3 zeigt eine Stirnansicht der Rotoranordnung mit einem endkonturgeformten Muster an einem Innendurchmesser.
4 zeigt eine Schnittansicht der Rotoranordnung von 3 entlang der Linie 4-4.
5 zeigt eine Schnittansicht der Rotoranordnung von 3 entlang der Linie 5-5.
6 zeigt eine Stirnansicht einer Nockenanordnung mit einer Rotoranordnung mit einem endkonturgeformten Muster an dem Innendurchmesser.
7 zeigt eine Schnittansicht der Nockenanordnung von 6 entlang der Linie 7-7.
8 zeigt eine Schnittansicht der Nockenanordnung von 6 entlang der Linie 8-8.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Nockenwellenendes zur Verwendung in der Nockenanordnung mit der Rotoranordnung mit einem endkonturgeformten Muster an dem Innendurchmesser.
10 zeigt eine Stirnansicht eines Nockenwellenendes.
11 zeigt eine Schnittansicht von 10 entlang der Linie 11-11.
12 zeigt eine Schnittansicht von 10 entlang der Linie 12-12.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Verbrennungsmotoren haben bisher verschiedene Mechanismen eingesetzt, um die relative Zeitsteuerung zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle für eine verbesserte Motorleistung oder verringerte Emissionen zu variieren. Die Mehrheit dieser variablen Nockenwellenverstell- oder VCT-Mechanismen verwendet einen oder mehrere "Flügelzellenversteller" an der Motornockenwelle (oder Nockenwellen in einem Motor mit mehreren Nockenwellen).
Unter Bezugnahme auf 1 bis 5 weist die Gehäuseanordnung 100 des Verstellers einen äußeren Umfang 101 zur Aufnahme von Antriebskraft, eine innere Endplatte (nicht dargestellt) und eine äußere Endplatte (nicht dargestellt) auf. Der äußere Umfang 101 des Gehäuses bildet das Kettenrad, die Riemenscheibe oder das Zahnrad, das die Antriebskraft durch eine Kette, einen Riemen oder Zahnräder üblicherweise von der Kurbelwelle, oder gegebenenfalls von einer anderen Nockenwelle in einem Motor mit mehreren Nockenwellen, empfängt.
Eine Rotoranordnung 105 ist mit der Nockenwelle 126 verbunden und ist koaxial innerhalb der Gehäuseanordnung 100 angeordnet. Die Rotoranordnung 105 weist einen Außendurchmesser 105b mit Flügeln 104 auf, die sich davon weg erstrecken, sowie einer Bohrung 105c mit einem Innendurchmesser 105a. Die Bohrung 105c nimmt eine Nockenwelle 126 auf. Der zumindest eine Flügel 104 der Rotoranordnung 105 unterteilt eine Kammer, die zwischen der Gehäuseanordnung 100 und der Rotoranordnung 105 gebildet ist, in eine Vorverschiebungskammer 102 und eine Verzögerungskammer 103. Der Flügel 104 ist zur Drehung in der Lage, um die relative Winkelstellung der Gehäuseanordnung 100 und der Rotoranordnung 105 zu verschieben. Die Rotoranordnung 105 enthält auch Fluiddurchgänge 111, 113, die die Vorverschiebungskammer 102 und die Verzögerungskammer 103 mit zumindest einer Fluidquelle verbinden. Die Fluiddurchgänge 111, 113 erstrecken sich von dem Außendurchmesser 105b der Rotoranordnung 105 zu dem Innendurchmesser 105a der Bohrung 105c der Rotoranordnung 105. Der Fluiddurchgang 111 weist einen Vorverschiebungskammeranschluss 111b an dem Außendurchmesser 105b auf, sowie einen Vorverschiebungs-Zufuhranschluss 111a an dem Innendurchmesser 105a der Bohrung 105c der Rotoranordnung 105. Der Fluiddurchgang 113 weist einen Verzögerungskammeranschluss 113b und einen Verzögerungs-Zufuhranschluss 113a an dem Innendurchmesser 105a der Bohrung 105c der Rotoranordnung 105 auf.
Die Rotoranordnung 105 weist auch ein Muster 120 an dem Innendurchmesser 105a auf, das als ein Dichtsteg oder Trennsteg zwischen dem Vorverschiebungs-Zufuhranschluss 111a und einem Verzögerungs-Zufuhranschluss 113 dient, und eine Tasche 108a, 108b bildet, die entweder den Vorverschiebungs-Zufuhranschluss 111a oder den Verzögerungs-Zufuhranschluss 113 enthält. Die Tasche 108a, 108b des Musters 120 ist vorzugsweise durch Stege an drei Seiten gebildet, mit zwei Seitenstegen 120a und einem Steg 120b entlang des äußeren Umfangs des Innendurchmessers 105a der Rotoranordnung 105. Der Steg 120b entlang des äußeren Umfangs des Innendurchmessers 105a der Rotoranordnung 105 ist vorzugsweise gekrümmt. Das Muster 120 ist vorzugsweise auf den Innendurchmesser 105a der Rotoranordnung 105 endkonturgeformt. Das Muster 120 setzt sich um den gesamten inneren Umfang der Rotoranordnung 105 fort.
9–12 zeigen ein Ende 126a der Nockenwelle 126, an der die Rotoranordnung 105 angebracht ist, und das koaxial innerhalb einer Gehäuseanordnung 101 angeordnet ist. Das Ende 126a der Nockenwelle 126 weist eine Platte 134 auf, gegen die die Rotoranordnung 105 anliegt. Das Ende 126a der Nockenwelle 126 weist auch eine Bohrung 126b zur Aufnahme einer Schraube 140 auf, die das Ende 126a der Nockenwelle 126 mit der Rotoranordnung 105 koppelt. Die Nockenwelle 126 weist einen Vorverschiebungsdurchgang 129 mit einem Vorverschiebungs-Einlassanschluss 129a und einem Vorverschiebungs-Auslassanschluss 129b auf, sowie eine Verzögerungsdurchgang 127 mit einem Verzögerungs-Einlassanschluss 127a und einem Verzögerungs-Auslassanschluss 127b.
Wird der Rotor 105 an die Nockenwelle 126 angebaut, steht der Vorverschiebungs-Auslassanschluss 129b in Fluidverbindung mit dem Vorverschiebungs-Zufuhranschluss 111a der Rotoranordnung 105, und der Verzögerungs-Auslassanschluss 127b steht in Fluidverbindung mit dem Verzögerungs-Zufuhranschluss 113 der Rotoranordnung 105.
6 bis 8 zeigen den an der Nockenwelle angebauten Rotor.
Von einer Quelle (nicht dargestellt) zugeführtes Fluid kann zu dem Verzögerungseinlass 127a des Verzögerungsdurchgangs 127 und/oder einem Vorverschiebungseinlass 129a des Vorverschiebungsdurchgangs 129 fließen.
Fluid in dem Verzögerungsdurchgang 127 fließt aus dem Verzögerungsauslass 127b zu der Verzögerungskammer 103 durch die Tasche 108b, die durch das Muster 120 erzeugt wird, indem es in den Verzögerungs-Zufuhranschluss 113a eintritt, durch den Verzögerungsdurchgang 113 fließt und in die Verzögerungskammer 103 durch den Verzögerungskammeranschluss 113b austritt.
Fluid in dem Vorverschiebungsdurchgang 129 strömt aus dem Vorverschiebungsauslass 129b zu der Vorverschiebungskammer 102 durch die Tasche 108a, die durch das Muster 120 erzeugt wird, indem es in den Vorverschiebungs-Zufuhranschluss 111a eintritt, durch den Vorverschiebungsdurchgang 111 fließt und in die Vorverschiebungskammer 102 durch den Vorverschiebungskammeranschluss 111b austritt.
Fluid kann von der Vorverschiebungskammer 102 ausgestoßen werden, indem es durch den Vorverschiebungskammeranschluss 111b, in den Vorverschiebungsdurchgang 111, aus dem Vorverschiebungs-Zufuhranschluss und in die Tasche 108a fließt. Von der Tasche 108a, fließt das Fluid zurück durch die Nockendurchgänge und wird durch das Ölsteuerventil an den Motorsumpf ausgestoßen.
Fluid kann von der Verzögerungskammer 103 ausgestoßen werden, indem es durch den Verzögerungskammeranschluss 113b, in den Verzögerungsdurchgang 113, aus dem Verzögerungs-Zufuhranschluss und in die Tasche 108a fließt. Von der Tasche 108a fließt das Fluid zurück durch die Nockendurchgänge und wird durch das Ölsteuerventil an den Motorsumpf ausgestoßen.
Das Muster 120 erlaubt es, dass die Vorverschiebungs- und Verzögerungs-Zufuhranschlüsse 111a, 113a der Vorverschiebungs- und Verzögerungsdurchgänge 111, 113 der Rotoranordnung 105 an derselben Ebene liegen, und umfasst eine durchgängige, umlaufende Dichtungsnut, was ermöglicht, dass die axiale Gesamtlänge der Rotoranordnung 105 kürzer sein kann (schlankere Rotoranordnung).
In einer alternativen Ausführungsform kann das Muster 120 an der Nockenwelle anstatt an dem Rotor vorliegen.
Dementsprechend ist klar, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung rein der Veranschaulichung der Anwendung von Prinzipien der Erfindung dienen. Die Bezugnahme hierin auf Details der veranschaulichten Ausführungsformen soll den Umfang der Ansprüche keinesfalls beschränken, die ihrerseits jene Merkmale anführen, die als wesentlich für die Erfindung betrachtet werden.

Claims

Rotoranordnung eines variablen Nockenphasenverstellers, umfassend: einen Außendurchmesser mit Flügeln, die sich davon weg erstrecken; und eine Bohrung mit einem Innendurchmesser, der eine Vielzahl von Durchgängen umfasst, die sich von dem Innendurchmesser der Bohrung zu dem Außendurchmesser der Rotoranordnung erstrecken, wobei jeder der Durchgänge einen ersten Anschluss an dem Innendurchmesser und einen zweiten Anschluss an dem Außendurchmesser der Rotoranordnung aufweist; sowie ein Muster aus Taschen, die jeden der ersten Anschlüsse an dem Innendurchmesser der Bohrung umgeben, wobei das Muster eine Vielzahl von Stegen umfasst, die jeden der ersten Anschlüsse an zumindest drei Seiten umgeben, so dass die ersten Anschlüsse an derselben Ebene der Rotoranordnung liegen, und die Stege eine durchgängige, umlaufende Dichtungsnut bilden, die jeden der ersten Anschlüsse gegen die anderen ersten Anschlüsse abdichtet.
Rotoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Tasche durch einen ersten Steg an einer ersten Seite, einen zweiten Steg an einer zweiten Seite, gegenüber der ersten Seite, sowie einen dritten Steg, der den ersten Steg und den zweiten Steg entlang eines äußeren Umfangs der Bohrung verbindet, gebildet wird.
Rotoranordnung nach Anspruch 1, wobei das Muster von Taschen sich um einen gesamten Umfang des Innendurchmessers der Bohrung der Rotoranordnung erstreckt.
Variabler Nockenphasenversteller, umfassend: eine Gehäuseanordnung mit einem äußeren Umfang zur Aufnahme einer Antriebskraft; eine Rotoranordnung zur Verbindung mit einer Nockenwelle, die innerhalb der Gehäuseanordnung aufgenommen ist, wobei die Rotoranordnung umfasst: einen Außendurchmesser mit einer Vielzahl von Flügeln, die sich davon weg erstrecken, und die koaxial innerhalb der Gehäuseanordnung angeordnet sind; wobei die Gehäuseanordnung und die Rotoranordnung zumindest eine Kammer definieren, die durch einen Flügel in eine Vorverschiebungskammer und eine Verzögerungskammer unterteilt wird, sowie eine Bohrung mit einem Innendurchmesser, der Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Durchgängen, die sich von dem Innendurchmesser der Bohrung zu dem Außendurchmesser der Rotoranordnung erstrecken und in Fluidverbindung mit der Vorverschiebungs- und der Verzögerungskammer stehen, wobei jeder der Durchgänge einen ersten Anschluss an dem Innendurchmesser der Bohrung der Rotoranordnung und einen zweiten Anschluss an dem Außendurchmesser der Rotoranordnung aufweist; sowie ein Muster aus Taschen, die jeden der ersten Anschlüsse an dem Innendurchmesser der Bohrung umgeben, wobei das Muster eine Vielzahl von Stegen umfasst, die jeden der ersten Anschlüsse an zumindest drei Seiten umgeben, so dass die ersten Anschlüsse an derselben Ebene der Rotoranordnung liegen, und die Stege eine durchgängige, umlaufende Dichtungsnut bilden, die jeden der ersten Anschlüsse gegen die anderen ersten Anschlüsse abdichtet; wobei die Bewegung des Flügels innerhalb der Kammer eine relative Winkelstellung der Gehäuseanordnung und der Rotoranordnung durch Fluid über ein Steuerventil verschiebt.
Variabler Nockenphasenversteller nach Anspruch 4, wobei die Tasche durch einen ersten Steg an einer ersten Seite, einen zweiten Steg an einer zweiten Seite, gegenüber der ersten Seite, sowie einen dritten Steg, der den ersten Steg und den zweiten Steg entlang eines äußeren Umfangs der Bohrung verbindet, gebildet wird.
Variabler Nockenphasenversteller nach Anspruch 4, wobei das Muster von Taschen sich um einen gesamten Umfang des Innendurchmessers der Bohrung der Rotoranordnung erstreckt.
Variabler Nockenphasenversteller nach Anspruch 4, wobei die Nockenwelle des Weiteren einen Vorverschiebungs-Nockenwellendurchgang mit einem Vorverschiebungs-Einlassanschluss in Kommunikation mit einem Zufuhr- und einen Vorverschiebungs-Auslassanschluss in Kommunikation mit dem ersten Anschluss an dem Innendurchmesser der Bohrung der Rotoranordnung eines Durchgangs in Fluidverbindung mit der Vorverschiebungskammer aufweist, sowie einen Verzögerungs-Nockenwellendurchgang mit einem Verzögerungs-Einlassanschluss in Kommunikation mit der Zufuhr und einem Verzögerungs-Auslassanschluss in Kommunikation mit dem zweiten Anschluss an dem Innendurchmesser der Rotoranordnung eines Durchgangs in Fluidverbindung mit der Verzögerungskammer.