DE102017127408A1

DE102017127408A1 - Hydraulischer Nockenwellenversteller

Info

Publication number: DE102017127408A1
Application number: DE102017127408.1A
Authority: DE
Inventors: Rainer Ottersbach; Jürgen Weber
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2019-05-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischer Nockenwellenversteller, aufweisend einen von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine antreibbaren Stator, wobei der Stator um eine Nockenwellendrehachse drehbar lagerbar ist und ein erstes Statorelement und wenigstens ein zweites Statorelement umfasst, wobei das erste Statorelement das zweite Statorelement umfangsseitig umgreift, wobei das erste Statorelement radial außenseitig mit der Kurbelwelle drehmomentschlüssig verbindbar ist, wobei das erste Statorelement einen sich in einer Drehebene der Nockenwellendrehachse in radialer Richtung erstreckenden ersten Flanschabschnitt aufweist, wobei an dem ersten Flanschabschnitt wenigstens eine in axialer Richtung verlaufende Öffnung und an dem zweiten Statorelement stirnseitig auf einer dem ersten Flanschabschnitt zugewandten Seite eine in axialer Richtung sich erstreckende Ausbuchtung vorgesehen ist, wobei die Ausbuchtung in die Öffnung eingreift und an einer äußeren Umfangsfläche der Ausbuchtung einen Pressverbund mit einer Innenfläche der Öffnung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
Aus der DE 10 2012 217 392 A1 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine bekannt. Der hydraulische Nockenwellenversteller weist einen von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine antreibbaren Stator und einen drehfest mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine verbindbaren Rotor auf. Zwischen dem Stator und dem Rotor ist ein Ringraum angeordnet, welcher durch wenigstens einen an dem Rotor vorgesehenen Flügel in Arbeitskammern unterteilt wird und eine Mehrzahl von drehfest mit dem Stator verbundenen, durch separate Einzelteile gebildeten Statorstege, welche in die Arbeitskammern hineinragen und die Arbeitskammern in paarweise eingerichtete wirkende Druckräume unterteilen. Die Statorstege sind in einer definierten Winkelausrichtung und Position an dem Stator befestigt. Die Statorstege weisen jeweils eine formcodierte Fläche auf, mit der die Statorstege an einer Wandung des Stators durch Arbeitskammer anliegen, wobei die formcodierten Flächen in der Anlage an der Wandung durch ihren Verlauf die Winkelausrichtung des Statorstegs zu dem Rotor definieren und wobei an dem Stator und/oder an den Statorstegen eine zur Befestigung unabhängige Positionierhilfe vorgesehen ist, mittels derer die Statorstege in einer vordefinierten Position an dem Stator positionierbar sind. Nachteilig ist hierbei, dass die Schraubverbindung aufwendig abzudichten ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten hydraulischen Nockenwellenversteller bereitzustellen, bei dem auf eine Abdichtung von Schraubverbindungen verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird mittels eines hydraulischen Nockenwellenverstellers gemäß Patentanspruch 1 und eines hydraulischen Nockenwellenverstellers gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wurde erkannt, dass ein verbesserter hydraulischer Nockenwellenversteller dadurch bereitgestellt werden kann, dass der hydraulische Nockenwellenversteller einen von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine antreibbaren Stator aufweist, wobei der Stator um eine Nockenwellendrehachse einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine drehbar lagerbar ist und ein erstes Statorelement und wenigstens ein zweites Statorelement umfasst. Das erste Statorelement umgreift das zweite Statorelement umfangsseitig. Das erste Statorelement ist radial außenseitig mit der Kurbelwelle drehmomentschlüssig verbindbar. Das erste Statorelement weist einen sich in einer Drehebene der Nockenwellendrehachse in radialer Richtung erstreckenden ersten Flanschabschnitt auf. An dem ersten Flanschabschnitt ist wenigstens eine in axialer Richtung verlaufende Öffnung und an dem zweiten Statorelement stirnseitig auf einer zum ersten Flanschabschnitt zugewandten Seite eine in axialer Richtung sich erstreckende Ausbuchtung vorgesehen. Die Ausbuchtung greift in die Öffnung ein und weist an einer äußeren Umfangsfläche der Ausbuchtung einen Pressverbund mit einer Innenfläche der Öffnung auf.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der hydraulische Nockenwellenversteller besonders einfach und kostengünstig, insbesondere mittels eines Umformverfahrens, herstellbar ist. Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn die Ausbuchtung kann einstückig und materialeinheitlich mit dem zweiten Statorelement ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist das zweite Statorelement einen sich in einer weiteren Drehebene in radialer Richtung erstreckenden zweiten Flanschabschnitt auf, wobei der erste Flanschabschnitt und der zweite Flanschabschnitt parallel zueinander verlaufend angeordnet sind. Die Ausbuchtung ist aus einem Material des zweiten Flanschabschnitts mittels eines Umformverfahrens ausgeformt.
In einer weiteren Ausführungsform durchgreift die Ausbuchtung die Öffnung vollständig und ragt stirnseitig auf einer dem zweiten Flanschabschnitt abgewandten Seite über den ersten Flanschabschnitt mit einem Kragenabschnitt heraus. Der Kragenabschnitt ist zur Sicherung einer axialen Position des zweiten Flanschabschnitts relativ zum ersten Flanschabschnitt in radialer Richtung breiter ausgebildet ist als die Öffnung.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass mittels eines Umformverfahrens auch die Verbindung zwischen dem ersten Statorelement und dem zweiten Statorelement, insbesondere mittels eines Stauchvorgangs, zur Ausbildung des Kragenabschnitts festgelegt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Statorelement einen in axialer Richtung verlaufenden ersten Axialabschnitt auf, wobei der erste Flanschabschnitt radial innenseitig an einer ersten Seite des ersten Axialabschnitts angeordnet ist und mit dem ersten Axialabschnitt verbunden ist. Vorzugsweise sind der erste Axialabschnitt und der erste Flanschabschnitt einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Die Öffnung ist radial innenseitig zu dem ersten Axialabschnitt angeordnet. Die Öffnung ist vorzugsweise auf einer zum zweiten Statorelement abgewandten Seite geschlossen und auf einer dem zweiten Statorelement zugewandten Seite offen ausgebildet. Das zweite Statorelement ist innenseitig zum ersten Axialabschnitt angeordnet, wobei das zweite Statorelement in Umfangsrichtung zumindest abschnittweise eine Druckkammer begrenzt.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Stator einen Dichtdeckel auf, wobei in axialer Richtung zwischen dem Dichtdeckel und dem ersten Statorelement das zweite Statorelement angeordnet ist. Radial außenseitig ist der Dichtdeckel auf einer zur ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite mit dem ersten Axialabschnitt drehmomentschlüssig verbunden. Vorzugsweise ist der Dichtdeckel radial außenseitig mittels einer Eindrückverbindung und/oder einer Schweißverbindung mit dem ersten Axialabschnitt verbunden.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Stator einen Statorring auf, wobei der Statorring auf einer zum ersten Flanschabschnitt abgewandten Seite des zweiten Statorelements angeordnet ist. Der zweite Flanschabschnitt weist auf einer dem Statorring zugewandten Stirnseite eine in axialer Richtung verlaufende Verbindungsaufnahme auf. Ein Koppelmittel zur drehmomentschlüssigen Verbindung des Statorrings mit dem zweiten Flanschabschnitt greift in die Verbindungsaufnahme ein. Die Verbindungsaufnahme ist auf einer zum ersten Flanschabschnitt zugewandten Seite geschlossen ausgebildet, wobei die Verbindungsaufnahme und die Ausbuchtung in axialer Richtung überlappend angeordnet sind. Vorzugsweise weist der Statorring einen Sinterwerkstoff auf, wobei das zweite Statorelement mittels eines Umformverfahrens, insbesondere eines Tiefziehverfahrens oder eines Stanzbiegeverfahrens, oder eines Sinterverfahrens hergestellt ist. Dadurch kann das zweite Element besonders einfach einen Innenraum des Stators blickdicht gegenüber einer Umgebung abdichten.
In einer weiteren Ausführungsform weist der hydraulische Nockenwellenversteller einen Rotor, eine Verriegelungseinrichtung und einen Verriegelungsdeckel auf, wobei der Verriegelungsdeckel axial zwischen dem Statorring und dem zweiten Flanschabschnitt angeordnet ist und radial außenseitig an dem zweiten Flanschabschnitt anliegt. Der Verriegelungsdeckel weist eine Verriegelungskulisse und eine zweite Aussparung auf, wobei die zweite Aussparung korrespondierend zu einer äußeren Umfangsfläche des Koppelmittels ausgebildet ist und das Koppelmittel die zweite Aussparung durchgreift. Radial innenseitig zu der zweiten Aussparung ist die Verriegelungskulisse angeordnet, wobei die Verriegelungseinrichtung ein zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition bewegbares Verriegelungsmittel aufweist, wobei die Verriegelungseinrichtung mit dem Rotor verbunden ist. In der Verriegelungsposition greift das Verriegelungsmittel in die Verriegelungskulisse ein und verbindet den Rotor mit dem Stator. In der Entriegelungsposition ist das Verriegelungsmittel außerhalb der zweiten Aussparung angeordnet und der Rotor ist gegenüber dem Stator verdrehbar.
In einer weiteren Ausführungsform weist der hydraulische Nockenwellenversteller ein scheibenförmig ausgebildetes Ringelement auf, wobei radial innenseitig axial zwischen dem Verriegelungsdeckel und dem zweiten Flanschabschnitt das Ringelement angeordnet ist. Das Ringelement weist radial außenseitig eine vordefinierte Kontur zur Begrenzung eines Fluidkanals und eines Entriegelungsraums auf, wobei der Fluidkanal sich in Umfangsrichtung erstreckt und fluidisch ein Fluidreservoir mit dem Entriegelungsraum verbindet. Der Entriegelungsraum grenzt stirnseitig an das Verriegelungsmittel an. Das Fluidreservoir ist mit einem Druckfluid füllbar, wobei bei einem Druckanstieg über einen vordefinierten Grenzdruck das Druckfluid von dem Fluidreservoir über den Fluidkanal in den Entriegelungsraum strömt, wobei das Druckfluid im Entriegelungsraum gegen eine Wirkung der Verriegelungseinrichtung wirkt und das Verriegelungsmittel in axialer Richtung aus der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition überführt.
Es wurde erkannt, dass ein verbesserter hydraulischer Nockenwellenversteller dadurch bereitgestellt werden kann, dass der hydraulische Nockenwellenversteller einen von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine antreibbaren Stator aufweist. Der Stator ist um eine Nockenwellendrehachse einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine drehbar lagerbar und weist ein erstes Statorelement und wenigstens ein zweites Statorelement auf, wobei das erste Statorelement das zweite Statorelement umfangsseitig umgreift. Das erste Statorelement ist radial außenseitig mit der Kurbelwelle drehmomentschlüssig verbindbar. Das zweite Statorelement dichtet zumindest abschnittweise einen mit einer Hydraulikflüssigkeit füllbaren Druckkammer zur Koppelung des Stators mit einem Rotor gegenüber einer Umgebung ab. Das erste Statorelement weist einen sich in einer Drehebene der Nockenwellendrehachse in radialer Richtung erstreckeckenden ersten Flanschabschnitt auf. Das zweite Statorelement weist einen in einer weiteren Drehebene der Nockenwellendrehachse sich in radialer Richtung erstreckeckenden zweiten Flanschabschnitt auf. Der erste Flanschabschnitt ist stirnseitig mittels einer Schweißverbindung mit dem zweiten Flanschabschnitt verbunden.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass besonders einfach und kostengünstig der erste Flanschabschnitt mit dem zweiten Flanschabschnitt verbunden werden kann und gleichzeitig das erste Statorelement und/oder das zweite Statorelement mittels eines Umformverfahrens herstellbar ist. Dadurch kann der hydraulische Nockenwellenversteller besonders einfach und kostengünstig ausgebildet werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Schweißverbindung mehrere in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Schweißnähte auf. Jede der Schweißnähte erstreckt über ein vordefiniertes Winkelsegment auf einer Kreisbahn um die Nockenwellendrehachse. Zusätzlich oder alternativ weist die Schweißverbindung wenigstens eine Schweißnaht auf, wobei die Schweißnaht sich von einer dem zweiten Statorelement abgewandten Stirnseite in axialer Richtung durch den ersten Flanschabschnitt zu dem zweiten Flanschabschnitt erstreckt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 einen Halblängsschnitt durch einen hydraulischen Nockenwellenversteller gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch den in 1 gezeigten hydraulischen Nockenwellenversteller;
3 einen Halblängsschnitt durch einen hydraulischen Nockenwellenversteller gemäß einer zweiten Ausführungsform;
4 einen Ausschnitt des in 3 gezeigten Halblängsschnitts durch eine Weiterbildung des in 3 gezeigten hydraulischen Nockenwellenverstellers;
5 eine Draufsicht auf einen hydraulischen Nockenwellenversteller gemäß einer dritten Ausführungsform;
6 eine Schnittansicht entlang einer in 5 gezeigten Schnittebene A-A durch den in 5 gezeigten hydraulischen Nockenwellenversteller;
7 eine perspektivische Darstellung des zweiten Statorelements aus einem ersten Blickwinkel;
8 eine perspektivische Darstellung des zweiten Statorelements aus einer zweiten Perspektive; und
9 eine perspektivische Darstellung des in den 6 bis 9 gezeigten hydraulischen Nockenwellenverstellers:

1 zeigt einen Halblängsschnitt durch einen hydraulischen Nockenwellenversteller 10 für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform.
Der hydraulische Nockenwellenversteller 10 weist einen Stator 15 und einen Rotor 20 auf. Der Stator 15 und der Rotor 20 sind gemeinsam um eine Nockenwellendrehachse 25 einer Nockenwelle 26 der Brennkraftmaschine drehbar angeordnet. Der Rotor 20 ist relativ um die Nockenwellendrehachse 25 gegenüber dem Stator 15 verdrehbar. Der Stator 15 weist ein als ein erstes Statorelement 30 ausgebildetes Antriebsrad, vorzugsweise ein Riemenrad, ein als zweites Statorelement 35 ausgebildetes Gehäuseelement, einen Dichtdeckel 40, eine Platte45, einen Verriegelungsdeckel 50, ein Ringelement 55, einen Statorring 56 und ein Koppelmittel 60 auf.
Das erste Statorelement 30 ist topfförmig ausgebildet weist einen ersten Flanschabschnitt 65 und einen ersten Axialabschnitt 70 auf. Der erste Flanschabschnitt 65 ist in einer ersten Drehebene senkrecht zu der Nockenwellendrehachse 25 angeordnet und erstreckt sich in seiner Haupterstreckungsrichtung in radialer Richtung. Der erste Flanschabschnitt 65 ist ringförmig ausgebildet und radial außenseitig mit einer ersten Seite des ersten Axialabschnitts 70 verbunden. Radial außenseitig kann an dem ersten Statorelement 30 ein Eingriffsbereich 75 vorgesehen sein. Der Eingriffsbereich 75 kann dabei nutförmig ausgebildet sein und dient dazu, dass ein Werkzeug in der Fertigung des Nockenwellenverstellers 10 stirnseitig in das erste Statorelement 30 eingreifen kann.
Der erste Axialabschnitt 70 erstreckt sich in seiner Haupterstreckungsrichtung in axialer Richtung und ist hohlzylindrisch bezogen auf die Nockenwellendrehachse 25 ausgebildet. Radial außenseitig weist der erste Axialabschnitt 70 eine Außenverzahnung 80 auf. In die Außenverzahnung 80 kann beispielsweise eine weitere Verzahnung eines Antriebsriemens zur Koppelung des ersten Statorelements 30 mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eingreifen. Alternativ kann auch die Außenverzahnung 80 derart ausgebildet sein, dass die Außenverzahnung 80 in eineSteuerkette eingreift, um mittels der Steuerkette das erste Statorelement 30 drehmomentschlüssig mit der Kurbelwelle zu koppeln.
Das zweite Statorelement 35, das in der Ausführungsform als Gehäuseelement ausgebildet ist ist topfförmig ausgebildet, weist einen zweiten Axialabschnitt 85, einen ersten Kragenabschnitt 90 und einen zweiten Flanschabschnitt 95 auf. Der zweite Flanschabschnitt 95 ist in einer zweiten Drehebene senkrecht zu der Nockenwellendrehachse 25 angeordnet und ringförmig ausgebildet. Der erste Flanschabschnitt 65 und der zweite Flanschabschnitt 95 sind parallel zueinander verlaufend angeordnet. Dabei ist der zweite Flanschabschnitt 95 benachbart in axialer Richtung zu dem ersten Flanschabschnitt 65 auf einer dem ersten Axialabschnitt 70 zugewandten Seite des ersten Flanschabschnitts 65 angeordnet. Der zweite Flanschabschnitt 95 ist radial außenseitig mit dem zweiten Axialabschnitt 85 verbunden. Der zweite Axialabschnitt 85 erstreckt sich in seiner Haupterstreckungsrichtung in axialer Richtung und ist hohlzylindrisch bezogen auf die Nockenwellendrehachse 25 ausgebildet. Der erste Axialabschnitt 70 umgreift in radialer Richtung den zweiten Axialabschnitt 85 außenseitig. Der erste Kragenabschnitt 90 ist stirnseitig auf einer zum zweiten Axialabschnitt 85 abgewandten Seite angeordnet und ist ebenso wie der erste Axialabschnitt 70 hohlzylindrisch um die Nockenwellendrehachse 25 verlaufend ausgebildet. Der erste Kragenabschnitt 90 weist einen geringeren Durchmesser auf als der zweite Axialabschnitt 85 und der erste Axialabschnitt 70. Der zweite Flanschabschnitt 95 ist radial innenseitig mit dem ersten Kragenabschnitt 90 verbunden. Der erste Kragenabschnitt bildet einen ersten Dichthals aus. Dadurch weist das zweite Statorelement 35 in einem Halblängsschnitt eine Z-förmige Ausgestaltung auf. Radial außenseitig ist an dem ersten Kragenabschnitt 90 eine Dichtlauffläche 100 für ein erstes Dichtelement 101, vorzugsweise eine dynamische Dichtung, insbesondere einen Radialwellendichtring, angeordnet.
Sowohl das erste Statorelement 30 als auch das zweite Statorelement 35 sind in einem Umformverfahren hergestellt. Vorzugsweise ist das erste Statorelement 30 und/oder das zweite Statorelement 35 in einem Stanzbiegeverfahren oder in einem Tiefziehverfahren hergestellt und ist somit jeweils einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Alternativ wäre auch denkbar, wenn das erste Statorelement 30 und/oder das zweite Statorelement 35 in einem Gussverfahren oder einem Sinterverfahren hergestellt wird. Die Herstellung des Statorelements 30, 35 in einem Umformverfahren hat den Vorteil, dass das Statorelement 30, 35 besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Zusätzlich kann die Dichtlauffläche 100 nach dem Umformverfahren geschliffen oder anderwärtig spanend bearbeitet werden, sodass die Dichtlauffläche 100 einen besonders hohen Rundlauf aufweist und eine mechanische Beschädigung des ersten Dichtelements 101 im Betrieb des hydraulischen Nockenwellenverstellers 10 vermieden wird.
Zur Koppelung der Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Statorelement 30 und dem zweiten Statorelement 35 ist in der Ausführungsform eine Verbindung 105 vorgesehen. Die Verbindung 105 ist in der Ausführungsform als Schweißverbindung ausgebildet. Die Schweißverbindung 105 weist wenigstens eine Schweißnaht 110 auf. Die Schweißnaht 110 ist in der Ausführungsform auf einer Kreisbahn um die Nockenwellendrehachse 25 verlaufend angeordnet. Die Schweißnaht 110 ist stirnseitig auf den ersten Flanschabschnitt 65 auf einer dem zweiten Statorelement 35 abgewandten ersten Stirnseite 115 aufgebracht und erstreckt sich in axialer Richtung durch den ersten Flanschabschnitt 65 hin zu dem zweiten Flanschabschnitt 95 und verbindet den zweiten Flanschabschnitt 95 mit dem ersten Flanschabschnitt 65.
Alternativ zu einer vollständig umlaufenden Schweißnaht 110 in Umfangsrichtung um die Nockenwellendrehachse 25 ist auch denkbar, dass mehrere in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Schweißnähte 110 angeordnet sind. Die Schweißnähte 110 können beabstandet zueinander in Umfangsrichtung angeordnet sein und alle auf der gleichen Kreisbahn um die Nockenwellendrehachse 25 verlaufen. Alternativ ist auch denkbar, dass mehrere Schweißnähte 110, die in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind, vorgesehen sind, um das erste Statorelement 30 mit dem zweiten Statorelement 35 stirnseitig zu verbinden. Beispielsweise ist auch denkbar, dass sich jede der Schweißnähte 110 um ein vordefiniertes Winkelsegment, vorzugsweise jeweils das gleiche Winkelsegment, erstrecken und abgesetzt zueinander angeordnet sind.
Radial innenseitig ist an dem zweiten Flanschabschnitt 95 eine erste Aussparung 120 angeordnet. Die erste Aussparung 120 ist etwa auf Höhe des ersten Kragenabschnitts 90 angeordnet und ist axial in Richtung des zweiten Axialabschnitts 85 und radial nach innen hin offen ausgebildet.
Das Ringelement 55 ist scheibenförmig ausgebildet und greift radial außenseitig mit einem ersten Abschnitt 205 in die erste Aussparung 120 ein. Radial innenseitig ragt das Ringelement 55 über den ersten Kragenabschnitt 90.
Der Verriegelungsdeckel 50 ist scheibenförmig ausgebildet und drehmomentschlüssig mittels des Koppelmittels 60 mit dem zweiten Flanschabschnitt 95 verbunden. Das Koppelmittel 60 ist in 1 beispielhaft als Stift ausgebildet. Der Verriegelungsdeckel 50 liegt radial außenseitig zu dem Ringelement 55 an einer zweiten Stirnseite 125 des zweiten Flanschabschnitts 85 an. Die zweite Stirnseite 125 ist auf einer zum ersten Flanschabschnitt 65 abgewandten Seite angeordnet. Radial innenseitig liegt der Verriegelungsdeckel 50 stirnseitig auf einer der zweiten Stirnseite 125 zugewandten Seite an dem Ringelement 55 an. In axialer Richtung ist die erste Aussparung 120 etwa genauso breit ausgebildet wie das Ringelement 55, sodass ein axiales Überragen des Ringelements 55 über die zweite Stirnseite 125 hinweg vermieden werden kann.
Der Verriegelungsdeckel 50 ist als Blechteil ausgebildet und weist radial innenseitig eine Verriegelungskulisse 130 und radial außenseitig eine zweite Aussparung 135 auf. Sowohl die Verriegelungskulisse 130 als auch die zweite Aussparung 135 sind in der Ausführungsform als Durchgangsöffnung, vorzugsweise als Durchgangsbohrung ausgebildet.
Im zweiten Flanschabschnitt 95 sind auf einer dem Verriegelungsdeckel 50 zugewandte Seiten, ausgehend von der zweiten Stirnseiten 125 in Richtung des ersten Flanschabschnitts 65, eine Verbindungsaufnahme 140 vorgesehen. Die Verbindungsaufnahme 140 ist auf der zum ersten Flanschabschnitt 65 zugewandten Seite geschlossen ausgebildet und ausschließlich in Richtung des Verriegelungsdeckels 50 ausgebildet. Die zweite Aussparung 135 und die Verbindungsaufnahme 140 sind fluchtend angeordnet.
Der Statorring 56 ist ringförmig ausgebildet und weist einen größeren Innendurchmesser auf als der Verriegelungsdeckel 50. Außenseitig liegt der Statorring 56 an einer inneren Umfangsfläche des zweiten Axialabschnitts 85 an. Der Statorring 56 weist eine dritte Aussparung 145 auf. Die dritte Aussparung 145 fluchtet mit der zweiten Aussparung 135 und der Verbindungsaufnahme 140. Das Koppelmittel 60, das in der Ausführungsform beispielhaft als Stift ausgebildet ist, durchgreift die dritte Aussparung 145, die zweite Aussparung 135 und greift mit einem Ende in die Verbindungsaufnahme 140 ein. Die zweite und dritte Aussparung 135, 145 und die Verbindungsaufnahme 140 sind korrespondierend zu einer äußeren Umfangsfläche der Koppelmittel 60 ausgebildet. Die dritte Aussparung 145 ist in der Ausführungsform als Durchgangsöffnung ausgebildet, sodass das Koppelmittel 60 in axialer Richtung durch den Statorring 56 von einer dem zweiten Flanschabschnitt 95 abgewandten Seite durchgeschoben werden kann. Das Koppelmittel 60 koppelt den Statorring 56 sowie den Verriegelungsdeckel 50 mit dem zweiten Flanschabschnitt 95 drehmomentschlüssig. Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn der Statorring 56 aus einem Sinterwerkstoff gesintert ist.
Der Rotor 20 weist Rotorflügel (nicht dargestellt) auf, die sich in radialer Richtung von innen nach außen erstrecken und zusammen mit dem Statorring 56 Druckkammern begrenzen, wobei durch eine Druckdifferenz zwischen den Druckkammern der Rotor 20 relativ gegenüber dem Stator 15 verdreht werden kann. Zusätzlich können nicht dargestellte Dichtleistenfedern vorgesehen sein, um zuverlässig die Druckkammern zwischen dem Rotor 20 und dem Stator 15 abzudichten.
In der Ausführungsform ist das zweite Statorelement 35 als Sinter- oder Blechteil ausgeführt, das mit dem zweiten Flanschabschnitt 95 des zweiten Statorelements 35 verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass mittels eines Pressverbunds am Außendurchmesser des zweiten Statorelements 35 zwischen dem ersten Axialabschnitt 70 und dem zweiten Axialabschnitt 85 verbunden ist. Zusätzlich kann hierbei eine Rändelung innenseitig des ersten Axialabschnitts 70 oder außenseitig des zweiten Axialabschnitts 85 vorgesehen sein, um eine drehmomentschlüssige drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Statorelement 30 und dem zweiten Statorelement 35 sicherzustellen. Das Ringelement 55 ist über einen weiteren Pressverbund am Außendurchmesser in der ersten Aussparung 120 gefügt und axial bündig mit dem zweiten Flanschabschnitt 95 ausgebildet.
In axialer Richtung kann zwischen dem Statorring 56 und dem Verriegelungsdeckel 50 die Platte 45 angeordnet sein. Auf die Platte 45 kann aber auch verzichtet werden. Die Platte 45 ist als Blechteil ausgebildet.
Auf einer zum zweiten Flanschabschnitt 95 gegenüberliegenden Seite ist der Dichtdeckel 40 angeordnet. Der Dichtdeckel 40 ist im Halblängsschnitt im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und weist radial innenseitig einen sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Kragenabschnitt 150 auf. Radial außenseitig ist der Dichtdeckel 40 mit einer zweiten Seite des zweiten Axialabschnitts 85 verbunden. Dabei kann radial außen beispielsweise der Dichtdeckel 40 mit dem zweiten Axialabschnitt 85 mittels einer umlaufenden zweite Schweißnaht 151 mit dem zweiten Axialabschnitt 85 verbunden sein. Die zweite Schweißnaht 151 kann als Kehlnaht ausgebildet sein. Auch kann eine Pressverbindung insbesondere eine Eindrückverbindung vorgesehen sein, um den Dichtdeckel 40 radial außenseitig mit dem zweiten Axialabschnitt 85 zu verbinden. Radial innenseitig kann an dem zweiten Kragenabschnitt 150 ein drittes Dichtelement 152 vorgesehen sein. Das dritte Dichtelement 152 kann als dynamische Dichtung, insbesondere als Radialwellendichtring ausgebildet sein. Das erste und dritte Dichtelement 101, 152 sind ortsfest und rotieren nicht um die Nockenwellendrehachse 25
Zusätzlich können radial außenseitig des Dichtdeckels 40 eine Dichtnut 155 und ein in der Dichtnut 155 angeordnetes zweites Dichtelement 156 vorgesehen sein. Das Dichtelement 156 kann beispielsweise als O-Ring ausgebildet sein. Das zweite Dichtelement 156 dichtet einen durch das zweite Statorelement 35 und den Dichtdeckel 40 begrenzten Innenraum 157 gegenüber einer Umgebung 158 fluidisch ab.
Axial zwischen dem Dichtdeckel 40 und der Platte45 sowie radial innenseitig des Statorrings 56 ist der Rotor 20 angeordnet. Der Rotor 20 kann radial innenseitig mit der Nockenwelle 26 (in 1 strichliert schematisch angedeutet) drehmomentschlüssig verbunden sein. Der zweite Kragenabschnitt 150 umgreift die Nockenwelle 26 und ist drehbar auf der Nockenwelle 26 gelagert.
Der Rotor 20 begrenzt zusammen mit dem Statorring 56 die Druckkammern. Dabei ist in dem Rotor 20 eine Verriegelungsbohrung 160 angeordnet. Die Verriegelungsbohrung 160 ist beispielhaft als Durchgangsöffnung in dem Rotor 20 ausgebildet und verläuft in axialer Richtung. Stirnseitig wird die Verriegelungsbohrung 160 durch den Dichtdeckel 40 an einer Seite bedeckt. Die Verriegelungsbohrung 160 und die Verriegelungskulisse 130 liegen auf der gleichen Kreisbahn um die Nockenwellendrehachse 25.
Der hydraulische Nockenwellenversteller 10 weist ferner eine Verriegelungseinrichtung 165 auf. Die Verriegelungseinrichtung 165 weist ein Verriegelungsmittel 170 und ein Spannmittel 175 auf. Die Verriegelungseinrichtung 165 ist in der Verriegelungsbohrung 160 angeordnet. Dabei ist das Verriegelungsmittel 170 gegen die Wirkung des Spannmittels 175 zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition in axialer Richtung verschiebbar. In der Verriegelungsposition durchgreift das Verriegelungsmittel 170 (wie in 1 dargestellt) die Platte45 und die Verriegelungskulisse 130 und verhindert eine Verdrehung des Rotors 20 gegenüber dem Stator 15.
Das Verriegelungsmittel 170 begrenzt zusammen mit dem zweiten Flanschabschnitt 95 und dem Verriegelungsdeckel 50 in der Verriegelungskulisse 130 einen Entriegelungsraum 190. Radial innenseitig begrenzt der erste Kragenabschnitt 90 ein Speicherreservoir 185 für ein Druckfluid 191, vorzugsweise eine Druckflüssigkeit. Das Speicherreservoir 185 ist durch einen Fluidkanal 180 mit der dem Entriegelungsraum 190 fluidisch verbunden. Der Fluidkanal 180 wird durch eine äußere Umfangskontur des Ringelements 55 zumindest radial innenseitig und durch die erste Aussparung 120 radial außenseitig begrenzt. Steigt ein Druck des Druckfluids 191 in dem Fluidreservoir 185, so drückt das Druckfluid 191 über den Fluidkanal 180 in dem Entriegelungsraum axial gegen das Verriegelungsmittel 170 und verschiebt bei Überschreiten eines vordefinierten Solldrucks gegen die Wirkung des Spannmittels 175 das Verriegelungsmittel 170 aus der Verriegelungsposition axial in die Entriegelungsposition. In der Entriegelungsposition ist das Verriegelungsmittel 170 gegen die Wirkung des Spannmittels 175 aus der Verriegelungskulisse 130 herausgeschoben, sodass der Rotor 20 sich gegenüber dem Stator 15 frei verdrehen kann.
2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch den in 1 gezeigten hydraulischen Nockenwellenversteller 10.
Das Ringelement 55 ist als Blechteil ausgebildet und ist in der ersten Aussaprung 120 mittels eines Pressverbunds an einer äußeren Umfangsfläche 195 in der ersten Aufnahme 120 befestigt. Das Ringelement 55 weist an der äußeren Umfangsfläche 195 eine Aussparungskontur 200 auf. Die Aussparungskontur 200 weist einen ersten Abschnitt 205 und einen zweiten Abschnitt 210 auf. Der erste Abschnitt 205 ist in Umfangsrichtung angrenzend an den zweiten Abschnitt 210 angeordnet. Der zweite Abschnitt 210 begrenzt zusammen mit einer an einer inneren Umfangsfläche der ersten Aussparung 120 angeordneten Aussparungskontur 215 den Entriegelungsraum 190 in radialer Richtung. Stirnseitig wird auf einer dem ersten Flanschabschnitt 65 zugewandten Seite der Entriegelungsraum 190 durch einen Aussparungsgrund 220 der ersten Aussparung 120 begrenzt. Der Aussparungsgrund 220 ist senkrecht zur Nockenwellendrehachse 25 ausgerichtet. Der erste Abschnitt 205 ist in radialer Richtung schmaler ausgebildet als der zweite Abschnitt 210. Der erste Abschnitt 205 und der zweite Abschnitt 210 sind radial nach innen zu der übrigen kreisförmig ausgebildeten Umfangsfläche 195 ausgebildet. In der Verriegelungsposition schlägt das Verriegelungsmittel 170 stirnseitig an dem Ringelement 55 an. Der erste Abschnitt 205 bildet zusammen mit der Aussparungskontur 200 einen Entriegelungskanal 216 aus. Der Entriegelungskanal 216 ist mit dem Fluidkanal 180 beispielsweise mittels einer in radialer Richtung verlaufenden nicht dargestellten Radialbohrung in dem Aussparungsgrund 220 mit dem Fluidkanal 180 verbunden sein.
3 zeigt einen Halblängsschnitt durch einen hydraulischen Nockenwellenversteller 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Der hydraulische Nockenwellenversteller 10 ist in der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen identisch zu dem in 1 und 2 gezeigten hydraulischen Nockenwellenversteller 10 ausgebildet. Im Folgenden soll ausschließlich auf die Abweichungen des in 3 gezeigten hydraulischen Nockenwellenverstellers 10 gegenüber dem in den 1 und 2 gezeigtem Nockenwellenversteller eingegangen werden.
Zur Ausbildung der Verbindung 105 ist in dem ersten Flanschabschnitt 65 zumindest eine in axialer Richtung verlaufende Öffnung 225 angeordnet. Die Öffnung 225 ist in der Ausführungsform beispielhaft als Durchgangsöffnung ausgebildet. Die Öffnung 225 verläuft parallel zur Nockenwellendrehachse 25. Die Öffnung 225 ist radial innenseitig zu dem ersten Axialabschnitt 70 und zu dem zweiten Axialabschnitt 85 angeordnet. Die Öffnung 225 weist eine Innenfläche 226 auf. Die Innenfläche 226 weist in einem Querschnitt eine kreisförmige Ausgestaltung auf.
Ferner weist zur Ausbildung der Verbindung 105 der zweite Flanschabschnitt 95 eine Ausbuchtung 230 auf. Die Ausbuchtung 230 ist auf einer dem ersten Flanschabschnitt 65 zugewandten Seite des zweiten Flanschabschnitts 95 angeordnet und aus einem Material des zweiten Flanschabschnitts 95 ausgeformt. Die Ausbuchtung 230 kann beispielsweise stiftförmig mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet sein. Auch andere Ausgestaltungen sind denkbar, beispielswiese rechteckförmig, elliptisch polynomförmig. Umfangsseitig ist die Ausbuchtung 230 korrespondierend zu der Öffnung 225 ausgebildet. In axialer Richtung durchgreift die Ausbuchtung 230 die Öffnung 225. Die Ausbuchtung 230 kann beispielsweise mit Hilfe eines weiteren Umformverfahrens, insbesondere mittels eines Durchsetzfügeverfahrens ausgeformt werden. Die Ausbuchtung 230 ragt auf einer dem zweiten Flanschabschnitt 95 abgewandten Seite stirnseitig über den ersten Flanschabschnitt 65 mit einem dritten Kragenabschnitt 235 hervor. Der dritte Kragenabschnitt 235 ist in radialer Richtung breiter ausgebildet als die Öffnung 225. Der dritte Kragenabschnitt 235 kann mittels eines Stauchprozesses aus der Ausbuchtung 230 geformt werden. Dadurch wird in axialer Richtung zwischen dem dritten Kragenabschnitt 235 und einer dem ersten Flanschabschnitt 65 zugewandten dritten Stirnseite 240 des zweiten Flanschabschnitts 95 der erste Flanschabschnitt 65 spielfrei befestigt, sodass in axialer Richtung, aber auch in radialer Richtung das erste Statorelement 30 zuverlässig mit dem zweiten Statorelement 35 verbunden ist.
Zusätzlich kann auch die in den 1 und 2 erläuterte Schweissverbindung vorgesehen sein. Es kann aber auch wie in 3 gezeigt auf die Schweissverbindung verzichtet werden.
Durch die Ausformung der Ausbuchtung 230 wird in der Ausführungsform die Verbindungsaufnahme 140 an der zweiten Stirnseite 125 ausgeformt, sodass die Verbindungsaufnahme 140 und die Ausbuchtung 230 in axialer Richtung und in radialer Richtung überlappend angeordnet sind. Dabei wird unter einer axialen Überlappung verstanden, dass bei einer Projektion von zwei Komponenten in axialer Richtung, beispielsweise der Verbindungsaufnahme 140 und der Ausbuchtung 230, in eine Projektionsebene, die senkrecht zu der Nockenwellendrehachse 25 verläuft, sich die zwei Komponenten, beispielsweise die Verbindungsaufnahme 140 und die Ausbuchtung 230, in der Projektionsebene überdecken.
Ferner ist von Vorteil, wenn der Dichtdeckel 40 radial außenseitig mittels der Eindrückverbindung mit dem zweiten Axialabschnitt 85 des zweiten Statorelements 35 verbunden ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass auf Schweißvorgänge zur Fertigung und Montage des hydraulischen Nockenwellenverstellers 10 verzichtet werden kann.
Durch die oben beschriebene Ausgestaltung kann ein besonders einfach abdichtender hydraulischer Nockenwellenversteller 10 bereitgestellt werden. Durch die Anordnung der Platte45 an dem Verriegelungsdeckel 50 kann eine zuverlässige axiale Lagerung des Rotors 20 in dem Stator 15 sicher gewährleistet werden.
4 zeigt einen Ausschnitt des in 3 gezeigten Halblängsschnitts durch eine Weiterbildung des in 3 gezeigten hydraulischen Nockenwellenverstellers 10.
Die Weiterbildung ist im Wesentlichen identisch zu dem in 3 gezeigten Nockenwellenversteller 10 ausgebildet. Zusätzlich ist jedoch anstatt der in 1 bis 3 erläuterten Verschweißung des Dichtdeckels 40 radial außenseitig an dem Dichtdeckel 40 ein U-förmiger Abschnitt 245 vorgesehen, wobei benachbart zu dem U-förmigen Abschnitt 240 das zweite Dichtelement 156 angeordnet ist. Der U-förmige Abschnitt 245 ist in radialer Richtung vorgespannt und drückt mit einer Radialkraft F_R (in 4 mittels Pfeilen symbolisch dargestellt) radial nach außen hin an die innere Umfangsfläche des zweiten Axialabschnitts 85 und verbindet mittels eines weiteren Pressverbunds den Dichtdeckel 40 mit dem zweiten Axialabschnitt 85.
Durch die in den 1 bis 4 beschriebene Ausgestaltung des Nockenwellenverstellers 10 kann ein besonders einfacher und kostengünstiger hydraulischer Nockenwellenversteller 10 und eine besonders einfache Montage des Nockenwellenverstellers 10 sichergestellt werden. Ferner kann umfangsseitig der Statorring 5 zylindrisch ausgebildet sein, sodass der Rotor 20 besonders einfach herstellbar ist. Ferner kann das erste Statorelement 30 und/oder das zweite Statorelement 35 kostengünstig aus einem Blechteil hergestellt werden. Ferner entfällt die Einstellung eines Verriegelungsspiels der Verriegelungseinrichtung 165.
5 zeigt eine Draufsicht auf einen hydraulischen Nockenwellenversteller 10 gemäß einer dritten Ausführungsform.
Der hydraulische Nockenwellenversteller 10 ist im Wesentlichen identisch zu dem in den 1 bis 4 erläuterten hydraulischen Nockenwellenversteller 10 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Abweichungen gegenüber den in den 1 bis 4 gezeigten hydraulischen Nockenwellenversteller 10 eingegangen.
Der Stator 15 weist ein erstes Statorelement 300 und ein zweites Statorelement 305 auf. Das erste Statorelement 300 weist den ersten Flanschabschnitt 65, den ersten Axialabschnitt 70 sowie den zweiten Axialabschnitt 85 auf. Ferner ist an dem ersten Flanschabschnitt 65 radial innenseitig der erste Kragenabschnitt 90 als Dichthals angeordnet. Der erste Axialabschnitt 70 und der zweite Axialabschnitt 95 sind an einer Axialseite mit dem ersten Flanschabschnitt 65 verbunden. Die Außenverzahnung 80 ist in den ersten Axialabschnuitt 70 integriert. Der erste Axialabschnitt 70 und der zweite Axialabschnitt 85 sind axial auf einer gemeinsamen Seite des ersten Flanschabschnitts 65 angeordnet, während hingegen der erste Kragenabschnitt 90 auf einer zum ersten Axialabschnitt 70 und zweiten Axialabschnitt 85 gegenüberliegenden Stirnseite des ersten Flanschabschnitts 65 angeordnet und mit dem ersten Flanschabschnitt 65 verbunden ist. In radialer Richtung ist der zweite Axialabschnitt 85 radial innenseitig zum ersten Axialabschnitt 70 angeordnet. Dabei kann ein Ringspalt 310 zwischen dem ersten Axialabschnitt 70 und dem zweiten Axialabschnitt 85 angeordnet sein. Der Ringspalt 310 reduziert ein Gesamtgewicht des Nockenwellenverstellers 10.
Der Ringspalt 310 kann sich über ein Winkelsegment, das kleiner als 360° ist, erstrecken, wobei zur radialen Abstützung des zweiten Axialabschnitts 95 radial nach außen hin wenigstens ein Verbindungssteg 311 vorgesehen sein kann, der in Umfangsrichtung in regelmäßigem Abstand zwischen dem ersten Axialabschnitt 70 und dem zweiten Axialabschnitt 85 angeordnet ist und sich radial vom zweiten Axialabschnitt 95 radial nach außen hin zum ersten Axialabschnitt 70 erstreckt. In Umfangsrichtung zwischen zwei Verbindungsstegen 311 ist jeweils der Ringspalt 310 angeordnet.
Das zweite Statorelement 305 ist als Statorsegment und teilringförmig ausgebildet und weist radial innenseitig eine Dichtlippenaufnahme 312 auf. In der Dichtlippenaufnahme 312 kann eine Dichtlippe 315 angeordnet sein. Radial innenseitig zu dem Stator 15 ist der Rotor 20 angeordnet. An einer äußeren Umfangsfläche 320 des Rotors 20 liegt die Dichtlippe 315 außenseitig an. Die äußere Umfangsfläche 320 bildet zusammen mit dem Stator 15 ein Radiallager zur Lagerung des Rotors 20 relativ zum Stator 15 aus. Auf einer dem ersten Flanschabschnitt 65 abgewandten Seite weist das zweite Statorelement 305 ein in der Draufsicht kreisförmig ausgebildete Aufnahme 340 auf.
Der Rotor 20 weist mehrere von radial innen nach radial außen verlaufende Rotorflügel 325 auf. Zwischen jeweils zwei Rotorflügeln 325 ist jeweils ein zweites Statorelement 305 angeordnet, wobei in Umfangsrichtung das zweite Statorelement 305 mit einem in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Rotorflügel 325 eine erste Druckkammer 330 und in Umfangsrichtung gegenüberliegend zum ersten Rotorflügel mit einem weiteren Rotorflügel 326 eine zweite Druckkammer 335 begrenzt. Je nach Druckverhältnissen zwischen dem in den Druckkammern 330, 335 angeordneten Druckfluid 191 kann der Rotor 20 gegenüber dem Stator 15 verdreht werden. Bei einem Gleichgewicht des Drucks des Druckfluids 191 zwischen den Druckkammern 330, 335 wird die Position in Umfangsrichtung des Rotors 20 gegenüber dem Stator 15 aufrechterhalten.
Durch das Einpressen der Ausbuchtung 230 in die Öffnung 225 des ersten Statorelements 300 wird die Verbindung 105 ausgebildet und ein sicheres Fügen des zweiten Statorelements 305 an dem ersten Statorelement 300 sichergestellt. Ferner wird ein Verschieben des zweiten Statorelements 305 in axialer Richtung durch den Dichtdeckel 40 und ein Verdrehen des zweiten Statorelements 305 durch eine zusätzliche radial außenseitige Abstützung des zweiten Statorelements 305 an einem Innendurchmesser des zweiten Axialabschnitts 85 sichergestellt. Optional zu der in den 5 bis 10 gezeigten kreisförmigen Ausgestaltung der Ausbuchtung 230 und der Öffnung 225 ist auch denkbar, dass die Ausbuchtung 230 und die korrespondierend ausgebildete Öffnung 225 codiert und unrund ausgeführt sind, um ein Verdrehen des zweiten Statorelements 305 zu verhindern. Das zweite Statorelement 305 ist vorzugsweise als Sinterteil hergestellt. Vorzugsweise ist dabei die Ausbuchtung 230 und das Statorteil 305 einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Zusätzlich kann stirnseitig zwischen der Ausbuchtungsstirnseite 360 der Ausbuchtung 230 und einer Umfangsseite der Ausbuchtung 230 eine Einführfase 365 vorgesehen sein, um ein Einführen der Ausbuchtung 230 in die Öffnung 225 zu erleichtern. Ferner kann eine Klemmhöhe der Ausbuchtung 230 umfangsseitig in axialer Richtung nach einem Höhensintern beispielsweise höhenkalibriert werden, das heißt, dass ein Abstand b zwischen der Ausbuchtungsstirnseite 360 und einer Statorelementstirnseite 355 mit der das zweite Statorelement 305 an der Platte 45 anliegt, definiert festgelegt bzw. ausgewählt wird, sodass die Ausbuchtungsstirnseite 360 nicht am Öffnungsgrund anschlägt. Die Höhenkalibrierung erfolgt derart, dass nur mehrere zweite Statorelemente 305 an dem ersten Statorelement 300 montiert werden, die im Wesentlichen den gleichen Abstand der Statorelementstirnseite 355 zu der Ausbuchtungsstirnseite 360 aufweisen. Seitlich des Stegs 350 kann ein Freiraum 356 vorgesehen sein, der schlitzartig radial von innen nach außen angrenzend an die Statorelementstirnseite 355 und an die Seitenfläche 345 angeordnet ist. Alternativ zu der in den 5 und 6 gezeigten Ausgestaltung des hydraulischen Nockenwellenverstellers 10 ist auch denkbar, dass der in den 1 bis 4 gezeigte Statorring 56 für das zweite Statorelement 305 eingesetzt wird.
6 zeigt eine Schnittansicht entlang einer in 5 gezeigten Schnittebene B-B durch den in 5 gezeigten hydraulischen Nockenwellenversteller 10.
Die Öffnung 230 ist auf einer dem zweiten Statorteil 305 abgewandten Seite geschlossen ausgebildet. An dem zweiten Statorelement 305 ist stirnseitig die Ausbuchtung 230 auf einer dem ersten Flanschabschnitt 65 zugewandten Seite angeordnet. Die Ausbuchtung 230 greift in die Öffnung 225 des ersten Flanschabschnitts 65 ein und bildet zur Ausbildung der Verbindung 105 einen Pressverbund außenseitig mit der Innenseite der Öffnung 225 aus, sodass das zweite Statorelement 305 in der Montage zuverlässig an dem ersten Statorelement 300 befestigt ist. Die Ausbuchtung 230 ist axial auf der zur zweiten Aufnahme 340 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Die Ausbuchtung 230 ist in der Ausführungsform stiftförmig mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet. Die Ausbuchtung 230 ist im Querschnitt etwa korrespondierend zur zweiten Aufnahme 340 ausgebildet.
Alternativ zu dem oben genannten Sintern des zweiten Statorelements 305 ist auch ein Aluminiumdruckguss und/oder Aluminiumstrangpressen und/oder Kaltfließpressen oder ein Umformen des zweiten Statorelements 305 denkbar. Radial außenseitig liegt das zweite Statorelement 305 innenseitig an dem zweiten Axialabschnitt 95 und ist dadurch gegen ein Verdrehen gesichert.
7 zeigt eine perspektivische Darstellung des zweiten Statorelements 305 aus einem ersten Blickwinkel.
Die Ausbuchtung 230 ist als zylindrische Erhebung ausgebildet. Seitlich angrenzend an die Ausbuchtung 230 weist stirnseitig das zweite Statorelement 305 einen Steg 350 auf. Der Steg 350 ragt über die Statorelementstirnseite 355 des zweiten Statorelements 305 hinaus. An dem Steg 350 ist stirnseitig die Ausbuchtung 230 angeordnet. In Umfangsrichtung ist der Steg 350 beabstandet zu der Seitenfläche 345 angeordnet, sodass in Umfangsrichtung der Steg 350 schmaler ausgebildet ist als der zweite Statorelement 305 insgesamt. Die Seitenfläche 345 begrenzt dabei jeweils die Druckkammer 330, 335 in Umfangsrichtung und kann als Anschlag für den Rotorflügel 325, 326 dienen. Der Flanschabschnitt 65 des ersten Statorelements 300 ist korrespondierend zu dem Steg 350 ausgebildet und kann eine Stegaufnahme aufweisen, in die der Steg 350 eingreift, um so eine Orientierung des zweiten Statorelements 305 am ersten Statorelement festzulegen.
Zusätzlich kann der Seitenfläche 345 an dem zweiten Statorelement 305 eine Vertiefung (nicht in 7 dargestellt) für eine Druckfluidführung und einen Druckfluidabfluss vorgesehen sein. Auch kann an der Seitenfläche 345 der Rotorflügel 325, 326 anschlagen.
8 zeigt eine perspektivische Darstellung des zweiten Statorelements 305 aus einer zweiten Perspektive.
Die Aufnahme 340 weist in etwa den gleichen Durchmesser auf wie die Ausbuchtung 230 und ist fluchtend zu der Ausbuchtung 230 an dem zweiten Statorelement 305 angeordnet. Die Aufnahme 340 ergibt sich beim Sintern durch Verschiebung des Sinterpulvers durch einen Stempel in Richtung der Ausbuchtung 230. Ferner reduziert die Aufnahme 340 das Gesamtgewicht des Nockenwellenverstellers 10. Bei einer alternativen Verstiftung des zweiten Statorelements 305 am ersten Statorelement 300 sind die Aufnahme 340 und die dritte Aussparung 145 als Durchgangsöffnung ausgebildet und gehen ineinander über.
9 zeigt eine perspektivische Darstellung des in den 6 bis 9 gezeigten hydraulischen Nockenwellenverstellers 10.
In einem der Rotorflügel 325 ist die Verriegelungsbohrung 160 zur Aufnahme der Verriegelungseinrichtung 165 vorgesehen. Der Rotorflügel 325, in dem die Verriegelungsbohrung 160 angeordnet ist, kann anstatt der üblichen Ausgestaltung der Rotorflügel 325 mit einer in Draufsicht im Wesentlichen keilförmigen Ausgestaltung außenseitig verrundet ausgebildet sein, um so die Verriegelungseinrichtung 165 aufzunehmen.
Die oben in den 5 bis 9 beschriebene Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine Verstiftung zur Befestigung des zweiten Statorelements 305 an dem ersten Statorelement 300 vermieden werden kann und dadurch der hydraulische Nockenwellenversteller 10 besonders einfach und kostengünstig ausgebildet wird. Ferner wird eine Verformung des ersten Flanschabschnitts 65 durch den Verzicht auf die Verstiftung vermieden. Ferner kann auf ein doppeltes Konusschleifen der zweiten Statorelemente 305 verzichtet werden, sodass das zweite Statorelement 305 besonders kostengünstig aufgrund einer geringen Anzahl von Herstellungsschritten hergestellt werden kann. Durch eine kleine Pressüberdeckung an der Ausbuchtung 230 und der Öffnung 225 müssen nur geringe Spannungen in das erste Statorelement 300 induziert werden. Ferner wird eine reduzierte Streuung einer Einpresskraft in der Montagelinie zum Einpressen der Ausbuchtung 230 in die Öffnung 225 sichergestellt.
Ferner wird eine zuverlässige Positionierung des zweiten Statorelements 305 relativ zum ersten Statorelement 300 ebenso sichergestellt wie eine reduzierte Toleranz innerhalb eines Verriegelungsspiels der Verriegelungseinrichtung 165.
Bezugszeichenliste

10: hydraulischer Nockenwellenversteller
15: Stator
20: Rotor
25: Nockenwellendrehachse
26: Nockenwelle
30: erstes Statorelement, Antriebsrad, Riemenrad
35: zweites Statorelement, Gehäuseelement
40: Dichtdeckel
45: Ventilplatte
50: Verriegelungsdeckel
55: Ringelement
56: Statorring
60: Koppelmittel, Stift
65: erster Flanschabschnitt
70: erster Axialabschnitt
75: Eingriffsbereich
80: Außenverzahnung
85: zweiter Axialabschnitt
90: erster Kragenabschnitt
95: zweiter Flanschabschnitt
100: Dichtlauffläche
101: erstes Dichtelement
105: Verbindung
110: Schweißnaht
115: erste Stirnseite (des ersten Flanschabschnitts)
120: erste Aussparung
125: zweite Stirnseite (des zweiten Flanschabschnitts)
130: Verriegelungskulisse
135: zweite Aussparung
140: Verbindungsaufnahme
145: dritte Aussparungdritte Aussparung
150: zweiter Kragenabschnitt
151: zweite Schweißnaht
155: Dichtnut
156: zweites Dichtelement
157: Innenraum
158: Umgebung
160: Verriegelungsbohrung
165: Verriegelungseinrichtung
170: Verriegelungsmittel
175: Spannmittel
180: Fluidkanal
185: Fluidreservoir
190: Entriegelungsraum
195: äußere Umfangsfläche (des Ringelements)
200: Aussparungskontur
205: erster Abschnitt
210: zweiter Abschnitt
215: Aussparungskontur der ersten Aussparung
216: Entriegelungskanal
220: Aussparungsgrund
225: Öffnung
230: Ausbuchtung
235: dritter Kragenabschnitt
240: dritte Stirnseite des zweiten Flanschabschnitts
245: U-förmiger Abschnitt
300: erstes Statorelement
305: zweites Statorelement
310: Ringspalt
311: Verbindungssteg
312: Dichtlippenaufnahme
315: Dichtlippe
320: äußere Umfangsfläche des Rotors
325: Rotorflügel
326: weiterer Rotorflügel
330: erste Druckkammer
335: zweite Druckkammer
340: Aufnahme
345: Seitenfläche
350: Steg
355: Statorelementstirnseite
356: Freiraum
360: Ausbuchtungsstirnseite
365: Einführfase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012217392 A1 [0002]

Claims

Hydraulischer Nockenwellenversteller (10), - aufweisend einen von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine antreibbaren Stator (15), - wobei der Stator (15) um eine Nockenwellendrehachse (25) einer Nockenwelle (26) der Brennkraftmaschine drehbar lagerbar ist und ein erstes Statorelement (30, 300) und wenigstens ein zweites Statorelement (35, 305) umfasst, - wobei das erste Statorelement (30, 300) das zweite Statorelement (35, 305) umfangsseitig umgreift, - wobei das erste Statorelement (30, 300) radial außenseitig mit der Kurbelwelle drehmomentschlüssig verbindbar ist, - wobei das erste Statorelement (30, 300) einen sich in einer Drehebene der Nockenwellendrehachse (25) in radialer Richtung erstreckenden ersten Flanschabschnitt (65) aufweist, - dadurch gekennzeichnet, dass - an dem ersten Flanschabschnitt (65) wenigstens eine in axialer Richtung verlaufende Öffnung (225) und an dem zweiten Statorelement (35, 305) stirnseitig auf einer dem ersten Flanschabschnitt (65) zugewandten Seite eine in axialer Richtung sich erstreckende Ausbuchtung (230) vorgesehen ist, - wobei die Ausbuchtung (230) in die Öffnung (225) eingreift und an einer äußeren Umfangsfläche der Ausbuchtung (230) einen Pressverbund mit einer Innenfläche der Öffnung (225) aufweist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (10) nach Anspruch 1, - wobei das zweite Statorelement (35) einen sich in einer weiteren Drehebene in radialer Richtung erstreckenden zweiten Flanschabschnitt (95) aufweist, - wobei der erste Flanschabschnitt (65) und der zweite Flanschabschnitt (95) parallel zueinander verlaufend angeordnet sind, - wobei die Ausbuchtung (230) aus einem Material des zweiten Flanschabschnitts (95) mittels eines Umformverfahrens ausgeformt ist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (10) nach Anspruch 2, - wobei die Ausbuchtung (230) die Öffnung (225) vollständig durchgreift und auf einer dem zweiten Flanschabschnitt (95) abgewandten Seite stirnseitig über den ersten Flanschabschnitt (65) mit einem Kragenabschnitt (235) herausragt, - wobei der Kragenabschnitt (235) zur Sicherung einer axialen Position des zweiten Flanschabschnitts (95) relativ zum ersten Flanschabschnitt (65) in radialer Richtung breiter ausgebildet ist als die Öffnung (225).
Hydraulischer Nockenwellenversteller (10) nach Anspruch 2 oder 3, - wobei das erste Statorelement (30) einen in axialer Richtung verlaufenden ersten Axialabschnitt (70) aufweist, - wobei der erste Flanschabschnitt (65) radial innenseitig an einer ersten Seite des ersten Axialabschnitts (70) angeordnet und mit dem ersten Axialabschnitt (70) verbunden ist, - wobei vorzugsweise der erste Axialabschnitt (70) und der erste Flanschabschnitt (65) einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sind, - wobei die Öffnung (225) radial innenseitig zu dem ersten Axialabschnitt (70) angeordnet ist, - wobei die Öffnung (225) auf einer zum zweiten Statorelement (35, 305) abgewandten Seite geschlossen und auf einer dem zweiten Statorelement (35, 305) zugewandten Seite offen ausgebildet ist, - wobei das zweite Statorelement (35, 305) innenseitig zum ersten Axialabschnitt (70) angeordnet ist, - wobei das zweite Statorelement (35, 305) in Umfangsrichtung zumindest abschnittweise eine Druckkammer (330, 335) begrenzt.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (10) nach Anspruch 4 , - wobei der Stator (15) einen Statorring (56) umfasst, - wobei der Statorring (56) auf einer zum ersten Flanschabschnitt (65) abgewandten Seite des zweiten Statorelements (35) angeordnet ist, - wobei der zweite Flanschabschnitt (95) auf einer dem Statorring (56) zugewandten Stirnseite eine in axialer Richtung verlaufende Verbindungsaufnahme (140) aufweist, - wobei ein Koppelmittel (60) zur drehmomentschlüssigen Verbindung des Statorrings (56) mit dem zweiten Flanschabschnitt (95) in die Verbindungsaufnahme (140) eingreift, - wobei die Verbindungsaufnahme (140) auf eine dem ersten Flanschabschnitt (65) zugewandten Seite geschlossen ausgebildet ist, - wobei die Verbindungsaufnahme (140) und die Ausbuchtung (230) in axialer Richtung überlappend angeordnet sind, - wobei vorzugsweise der Statorring (56) einen Sinterwerkstoff aufweist, - wobei das zweite Statorelement (35) mittels eines Umformverfahrens, insbesondere eines Tiefziehverfahrens oder eines Stanzbiegeverfahrens, oder eines Sinterverfahrens hergestellt ist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (10) nach Anspruch 5, - aufweisend einen Rotor (20), eine Verriegelungseinrichtung (165) und einen Verriegelungsdeckel (50), - wobei der Verriegelungsdeckel (50) axial zwischen dem Statorring (56) und dem zweiten Flanschabschnitt (95) angeordnet ist und radial außenseitig an dem zweiten Flanschabschnitt (95) anliegt, - wobei der Verriegelungsdeckel (50) eine Verriegelungskulisse (130) und eine zweite Aussparung (135) aufweist, - wobei die zweite Aussparung (135) korrespondierend zu einer äußeren Umfangsfläche des Koppelmittels (60) ausgebildet ist und das Koppelmittel (60) die zweite Aussparung (135) durchgreift, - wobei radial innenseitig zu der zweiten Aussparung (135) die Verriegelungskulisse (130) angeordnet ist, - wobei die Verriegelungseinrichtung (165) ein zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition bewegbares Verriegelungsmittel (170) aufweist, - wobei die Verriegelungseinrichtung (165) mit dem Rotor (20) verbunden ist, - wobei in der Verriegelungsposition das Verriegelungsmittel (170) in die Verriegelungskulisse (130) eingreift und den Rotor (20) mit dem Stator (15) verbindet, - wobei in der Entriegelungsposition das Verriegelungsmittel (170) außerhalb der zweiten Aussparung (130) angeordnet ist und der Rotor (20) gegenüber dem Stator (15) verdrehbar ist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (10) nach Anspruch 6, - aufweisend ein scheibenförmig ausgebildetes Ringelement (55), - wobei radial innenseitig, axial zwischen dem Verriegelungsdeckel (50) und dem zweiten Flanschabschnitt (95) das Ringelement (55) angeordnet ist, - wobei das Ringelement (55) radial außenseitig eine vordefinierte Kontur zur Begrenzung eines Fluidkanals (180) und eines Entriegelungsraums (190) aufweist, - wobei der Fluidkanal (180) sich in Umfangsrichtung erstreckt und fluidisch ein Fluidreservoir (185) mit dem Entriegelungsraum (190) verbindet, - wobei der Entriegelungsraum (190) stirnseitig an das Verriegelungsmittel (170) angrenzt, - wobei das Fluidreservoir (185) mit einem Druckfluid füllbar ist, - wobei bei einem Druckanstieg über einen vordefinierten Grenzdruck das Druckfluid von dem Fluidreservoir (185) über den Fluidkanal (180) in den Entriegelungsraum (190) strömt, - wobei das Druckfluid im Entriegelungsraum (190) gegen eine Wirkung der Verriegelungseinrichtung wirkt und das Verriegelungsmittel (170) in axialer Richtung aus der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition überführt.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (10), - aufweisend einen von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine antreibbaren Stator (15), - wobei der Stator (15) um eine Nockenwellendrehachse (25) einer Nockenwelle (26) der Brennkraftmaschine drehbar lagerbar ist und ein erstes Statorelement (30) und wenigstens ein zweites Statorelement (35) umfasst, - wobei das erste Statorelement (30) das zweite Statorelement (35) umfangsseitig umgreift, - wobei das erste Statorelement (30) radial außenseitig mit der Kurbelwelle drehmomentschlüssig verbindbar ist, - wobei das zweite Statorelement (35) zumindest abschnittweise einen mit einer Hydraulikflüssigkeit füllbaren Druckkammer zur Koppelung des Stators (15) mit einem Rotor (20) gegenüber einer Umgebung (158) abdichtet, - wobei das erste Statorelement (30) einen sich in einer Drehebene der Nockenwellendrehachse (25) in radialer Richtung erstreckeckenden ersten Flanschabschnitt (65) aufweist, - dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Statorelement (35) einen in einer weiteren Drehebene der Nockenwellendrehachse (25) sich in radialer Richtung erstreckeckenden zweiten Flanschabschnitt (95) aufweist, - wobei der erste Flanschabschnitt (65) stirnseitig mittels einer Schweißverbindung (105) mit dem zweiten Flanschabschnitt (95) verbunden ist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (10) nach Anspruch 8, - wobei die Schweißverbindung (105) mehrere in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Schweißnähte (110) umfasst, - wobei sich jede der Schweißnähte (110) über ein vordefiniertes Winkelsegment auf einer Kreisbahn um die Nockenwellendrehachse (25) erstreckt, - und/oder - wobei die Schweißverbindung (105) wenigstens eine Schweißnaht (110) aufweist, - wobei die Schweißnaht (110) sich von einer dem zweiten Statorelement (35) abgewandten Stirnseite (115) in axialer Richtung durch den ersten Flanschabschnitt (65) zu dem zweiten Flanschabschnitt (95) erstreckt.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, - wobei der Stator einen Dichtdeckel (40) umfasst, - wobei in axialer Richtung zwischen dem Dichtdeckel (40) und dem ersten Statorelement (30, 300) das zweite Statorelement (35, 305) angeordnet ist, - wobei radial außenseitig der Dichtdeckel (40) auf einer zur ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite mit dem ersten Axialabschnitt (70) drehmomentschlüssig verbunden ist, - wobei vorzugsweise der Dichtdeckel (40) radial außenseitig mittels einer Eindrückverbindung und/oder einer Schweißverbindung (105) mit dem ersten Axialabschnitt (70) verbunden ist.