DE102018124992A1

DE102018124992A1 - Hydraulischer Nockenwellenversteller mit bauraum- und fertigungsoptimiertem Aufbau

Info

Publication number: DE102018124992A1
Application number: DE102018124992.6A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Weber; Rainer Ottersbach; Enno Schmitt
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2020-04-16

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und einem in dem Stator (2) um eine Drehachse (3) verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator (2) mehrere Arbeitskammern (4) begrenzenden Rotor (5), wobei der Rotor (5) aus zwei Blechteilen (6, 7) zusammengesetzt ist und wobei innerhalb des Rotors (5) mehrere in die Arbeitskammern (4) mündende ÖIkanäle (8a, 8b) eingebracht sind, wobei ein erster Kanalabschnitt (9) der Ölkanäle (8a, 8b) als ein spanlos hergestelltes Loch in einem in einer axialen Richtung umgelegten Napfbereich (10) eines ersten Blechteiles (6) des Rotors (5) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps, mit einem Stator und einem in dem Stator um eine Drehachse verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator mehrere Arbeitskammern begrenzenden Rotor.
Gattungsgemäße Nockenwellenversteller sowie deren Bestandteile sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2005 037 525 A1 ein Verfahren zur Serienherstellung eines Rotors mit mehreren scheibenförmigen Bauelementen. Aus der DE 10 2010 063 706 A1 ist bekannt, einen Stator sowie einen Rotor als Blechteil umzusetzen.
Weiterer Stand der Technik ist aus der DE 10 2010 063 700 A1 , der DE 197 52 380 A1 sowie der DE 10 2005 026 553 B3 bekannt.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen besteht zumeist der Nachteil, dass der Herstellaufwand der zumindest teilweise aus Blechteilen bestehenden Statoren und/oder Rotoren relativ hoch ist. Entweder werden relativ viele Einzelteile benötigt oder es sind relativ viele Bearbeitungsschritte notwendig. Des Weiteren kann es dazu kommen, dass die fertigen Bestandteile eine nicht für alle Anwendungsfälle ausreichende Steifigkeit aufweisen oder als Gegenmaßnahme hierzu relativ großbauend umgesetzt sind.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen möglichst einfach herstellbaren, kompakten und steifen Nockenwellenversteller zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Teilgedanken, der auch in einer separaten Teilanmeldung weiter verfolgt werden kann, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Somit ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps mit dem Stator und dem in dem Stator um die Drehachse verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator die mehreren Arbeitskammern begrenzenden Rotor ausgestattet. Der Rotor ist aus zwei Blechteilen zusammengesetzt. Innerhalb des Rotors sind mehrere in die Arbeitskammern mündende Ölkanäle eingebracht / ausgebildet, wobei ein erster Kanalabschnitt der Ölkanäle als ein spanlos hergestelltes (Durchgangs-)Loch in einem in einer axialen Richtung (der Drehachse) umgelegten Napfbereich eines ersten Blechteiles des Rotors ausgebildet ist.
Dadurch ist es möglich, die Ölkanäle zumindest abschnittsweise ohne eine relativ aufwändige spanende Bearbeitung auszubilden. Dies ermöglicht eine deutlich einfachere Herstellung, da Reinigungsschritte vermieden werden. Auch die Gefahr von sich in den Bestandteilen des Nockenwellenverstellers ansammelnden Spänen wird vermieden.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Nebenansprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Demnach ist es auch vorteilhaft, wenn der Napfbereich tiefgezogen oder fließgepresst ist. Dadurch ergibt sich eine einfache Herstellung des Rotors.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn ein zweites Blechteil des Rotors zumindest einen Teil eines zweiten Kanalabschnittes der Ölkanäle als eine axial offene Rille ausbildet. Auch ist es vorteilhaft, wenn das erste Blechteil alternativ oder zusätzlich hierzu zumindest einen Teil eines zweiten Kanalabschnittes der Ölkanäle als eine axial offene Rille ausbildet. Dadurch ist der zweite Kanalabschnitt zumindest teilweise besonders einfach über ein Einpressvorgang ausbildbar.
Diesbezüglich ist es wiederum zweckmäßig, wenn die jeweilige Rille durch eine (axiale) Stirnseite eines Ringbereiches des ersten Blechteiles oder des zweiten Blechteiles, unter Ausbildung des zweiten Kanalabschnittes, abgedeckt ist.
Der zweite Kanalabschnitt schließt vorzugsweise in einer radialen Richtung (der Drehachse) unmittelbar an eine radiale Außenseite des ersten Kanalabschnittes an. Dadurch sind die Ölkanäle auf einfache Weise vollständig spanlos umgesetzt.
Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Teilgedanken, der ebenfalls in einer separaten Teilanmeldung weiter verfolgt werden kann, durch die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. Demnach ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps wiederum mit dem Stator und dem in dem Stator um eine Drehachse verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator die mehreren Arbeitskammern begrenzenden Rotor ausgestattet. Der Rotor ist aus zwei Blechteilen zusammengesetzt. Innerhalb des Rotors sind mehrere in die Arbeitskammern mündende Ölkanäle eingebracht, wobei ein erstes Blechteil des Rotors einen in einer axialen Richtung (der Drehachse) umgeformten Napfbereich aufweist und ein zweites Blechteil des Rotors auf einer radialen Außenseite des Napfbereiches relativ zu dem ersten Blechteil zentriert anliegt / abgestützt ist.
Dadurch ergibt sich ebenfalls ein einfach herstellbarer sowie selbstzentrierender Zusammenbau eines vollständig überwiegend aus Blechteilen hergestellten Rotors.
Die weiteren in Bezug auf den ersten erfindungsgemäßen Teilgedanken genannten vorteilhaften Ausführungen finden selbstverständlich auch auf den zweiten erfindungsgemäßen Teilgedanken Anwendung.
Die Aufgabe wird gemäß einem dritten erfindungsgemäßen Teilgedanken, der ebenfalls in einer separaten Teilanmeldung weiter verfolgt werden kann, durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Demnach ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps wiederum mit dem Stator und dem in dem Stator um eine Drehachse verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator die mehreren Arbeitskammern begrenzenden Rotor ausgestattet. Der Rotor ist aus zwei Blechteilen zusammengesetzt. Jede Arbeitskammer ist durch einen radial abstehenden Flügel des Rotors in zwei Teilkammern unterteilt, wobei innerhalb des Rotors sowohl mehrere in erste Teilkammern einmündende erste Ölkanäle als auch mehrere in zweite Teilkammern einmündende zweite Ölkanäle eingebracht sind. Erfindungsgemäß sind sowohl die ersten Ölkanäle als auch die zweiten Ölkanäle in einer axialen Richtung der Drehachse gesehen auf einer gleichen Höhe angeordnet. Dies bedeutet, dass die ersten sowie zweiten Ölkanäle mit ihren axialen Mitten im Wesentlichen auf einer gleichen Ebene liegen.
Dadurch ergibt sich ebenfalls ein einfach herstellbarer sowie axial kurzer Aufbau des Nockenwellenverstellers.
Die weiteren in Bezug auf die ersten und zweiten erfindungsgemäßen Teilgedanken genannten vorteilhaften Ausführungen finden selbstverständlich auch auf den dritten erfindungsgemäßen Teilgedanken Anwendung.
Weitere vorteilhafte Ausführungen zu jedem der ersten bis dritten Teilgedanken sind mit weiteren Nebenansprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Hinsichtlich des Rotors ist es demnach auch von Vorteil, wenn jedes der beiden Blechteile des Rotors aus einem Blechrohling mit einer maximalen Dicke zwischen 5 mm und 7,5 mm ausgeformt ist. Dadurch ergibt sich eine kompakte axiale Ausbildung eines möglichst stabilen Rotors.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn beide Blechteile jeweils einen Flügelabschnitt eines Flügels des Rotors ausbilden. Dadurch ist auch der Flügel besonders fest umgesetzt.
Hinsichtlich des den Napfbereich in radialer Richtung durchdringenden Durchgangslochs ist es besonders vorteilhaft, wenn dieses gestanzt, weiter bevorzugt feingestanzt, ist.
Die beiden Blechteile sind des Weiteren bevorzugt formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Hinsichtlich der kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung ist es zweckmäßig, wenn die beiden Blechteile miteinander über eine Verstiftung, eine Vernietung, oder eine Verstemmung verbunden sind. Für die stoffschlüssige Verbindung hat sich eine Laser-Schweißung als zweckmäßig erwiesen.
Die Aufgabe wird gemäß einem vierten erfindungsgemäßen Teilgedanken, der ebenfalls in einer separaten Teilanmeldung weiter verfolgt werden kann, durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst. Demnach ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps wiederum mit dem Stator und dem in dem Stator um eine Drehachse verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator die mehreren Arbeitskammern begrenzenden Rotor ausgestattet. Der Stator weist einen den Rotor aufnehmenden, aus einem Metallblech bestehenden Statortopf sowie ein zur Aufnahme eines Endloszugmittels ausgebildeten, über eine Verstemmung mit dem Statortopf verbundenes Antriebsrad auf. Unter einer Verstemmung ist insbesondere das Ausbilden einer Formschlussverbindung durch plastische Umformung eines Abschnittes des Statortopfes und/oder des Antriebsrades zu verstehen.
Auch dadurch wird der Herstellaufwand deutlich reduziert. Bisher meist realisierte Schraub- oder Nietverbindungen der einzelnen Bestandteile des Stators, die zeit- und kostenintensiv in der Montage sowie Herstellung sind, werden vermieden.
Die weiteren in Bezug auf die ersten, zweiten und dritten erfindungsgemäßen Teilgedanken genannten Ausführungen finden selbstverständlich auch auf den vierten erfindungsgemäßen Teilgedanken Anwendung.
Zudem ist es zweckmäßig, wenn eine an dem Statortopf ausgeformte Verbindungslasche ein axiales Durchgangsloch des Antriebsrades durchdringt und auf einer, dem Rotor abgewandten Rückseite des Antriebsrades mit diesem Antriebsrad verstemmt ist. Unter der Verstemmung wird demnach das Ausbilden der Formschlussverbindung durch plastische Umformung der Verbindungslasche verstanden. Dadurch wird die Verstemmung besonders einfach umgesetzt.
Die Aufgabe wird gemäß einem fünften erfindungsgemäßen Teilgedanken, der ebenfalls in einer separaten Teilanmeldung weiter verfolgt werden kann, durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Demnach ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps wiederum mit dem Stator und dem in dem Stator um eine Drehachse verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator die mehreren Arbeitskammern begrenzenden Rotor ausgestattet. Der Stator weist einen aus einem Metallblech bestehenden Statortopf und ein in den Statortopf eingesetztes Einlegeteil auf, wobei innerhalb des Einlegeteils der Rotor, unter Ausbildung der Arbeitskammern, aufgenommen ist.
Auch dadurch wird der Herstellaufwand deutlich reduziert, da vor allem der Statortopf einfacher herstellbar ist.
Die weiteren in Bezug auf die ersten, zweiten, dritten und vierten erfindungsgemäßen Teilgedanken genannten Ausführungen finden selbstverständlich auch auf den fünften erfindungsgemäßen Teilgedanken Anwendung.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Einlegeteil form- und/oder kraftschlüssig in dem Statortopf fixiert / aufgenommen ist. Das Einlegeteil weist bevorzugt eine radiale Innenseite auf, die zusammen mit dem Antriebsrad und dem Statortopf einen unverrundeten / ungefasten, im Wesentlichen rechtwinkligen, Übergang bildet, sodass auch die Flügel zu ihren axialen Seiten rechtwinklig ausgebildet sein können. Somit wird die Außenkontur der Flügel besonders exakt durch das Einlegeteil nachgebildet, um die Leckage des Nockenwellenverstellers zu reduzieren.
Von Vorteil ist es auch, wenn das Einlegeteil aus einem Kunststoff hergestellt ist. Alternativ hierzu ist das Einlegeteil auch aus einem Metall ausgeformt.
Zweckmäßig ist es auch, wenn auch das Antriebsrad aus einem Metallblech ausgeformt ist.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein bauraum- und fertigungsoptimierter hydraulischer Nockenwellenversteller aus zumindest einem Metallblechteil umgesetzt.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, an dem die unterschiedlichen erfindungsgemäßen Teilgedanken umgesetzt sind, veranschaulicht ist.
Es zeigen:

1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Nockenwellenverstellers von einer Rückseite,
3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Nockenwellenverstellers von einer Vorderseite,
4 eine perspektivische Darstellung des in den 1 bis 3 eingesetzten Rotors von seiner Vorderseite,
5 eine perspektivische Darstellung des Rotors von seiner Rückseite,
6 eine perspektivische Darstellung eines, den Rotor mit ausbildenden, ersten Blechteils von der Vorderseite,
7 eine perspektivische Darstellung des ersten Blechteils von der Rückseite,
8 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors von der Vorderseite,
9 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors von der Rückseite,
10 eine perspektivische Ansicht eines das erste Blechteil bildenden Blechrohlings vor einem Ausbilden eines Napfbereiches,
11 eine perspektivische Ansicht des Nockenwellenverstellers bei abgenommenem Statortopf des Stators, sodass die Aufnahme des Rotors in einem Einlegeteil des Stators gut zu erkennen ist,
12 eine perspektivische Ansicht des Nockenwellenverstellers von der Rückseite, wobei mehrere verstemmte Verbindungslaschen des Statortopfes zu erkennen sind, und
13 eine perspektivische Ansicht des Nockenwellenverstellers von der den Statortopf aufweisenden Vorderseite.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In Verbindung mit 1 ist der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 gut zu erkennen. Der Nockenwellenversteller 1 ist als ein hydraulischer Nockenwellenversteller 1 nach der Flügelzellenbauweise aufgebaut. Der Nockenwellenversteller 1 ist in seinem Betrieb auf typische Weise in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges eingesetzt, um die Steuerzeiten mehrerer Gaswechselventile der Verbrennungskraftmaschine einzustellen.
Der Nockenwellenversteller 1 weist einen mehrteiligen Stator 2 auf, innerhalb dessen ein ebenfalls mehrteilig ausgebildeter Rotor 5 drehbar aufgenommen ist. Der Rotor 5 ist in einem bestimmten Drehwinkelbereich um eine zentrale Drehachse 3 relativ zu dem Stator 2 verdrehbar. Rotor 5 und Stator 2 sind, wie nachfolgend näher beschrieben, zumindest abschnittsweise aus Metallblechteilen gebildet.
Der nähere Aufbau des Rotors 5 ist in Verbindung mit den 4 bis 10 zu erkennen. Der Rotor 5 besteht aus zwei Blechteilen 6, 7. Die Blechteile 6, 7 sind jeweils aus einem Metallblech, nämlich Stahlblech, ausgebildet. Ein erstes Blechteil 6 ist gemäß den 6 und 7 umgesetzt. Das erste Blechteil 6 ist aus einem in 10 dargestellten Blechrohling 18 heraus ausgeformt. Hierzu wird der Blechrohling 18 mit einer bestimmten Dicke, hier einer Dicke zwischen 5 mm und 7,5 mm, bereitgestellt. Bei diesem Blechrohling 18 wird zunächst eine (radiale) Außenkontur hergestellt, nämlich ausgestanzt (feingestanzt). Diese Außenkontur umfasst mehrere in einer Umfangsrichtung der späteren Drehachse 3 verteilt angeordnete erste Flügelabschnitte 25a.
Auch werden in diesen Blechrohling 18 mehrere Durchgangslöcher 26 gestanzt (feingestanzt).
Nach Erreichen der in 10 dargestellten Form des Blechrohlings 18 wird der Blechrohling 18 in den in den 6 und 7 dargestellten Zustand verformt, unter Ausbildung des fertigen ersten Blechteiles 6. Hierzu wird ein in axialer Richtung entlang der Drehachse 3 verlaufender (hülsenförmiger) Napfbereich 10 ausgeformt, nämlich tiefgezogen. Dieser Napfbereich 10 ist derart umgesetzt, dass die Durchgangslöcher 26 nach dem Umformen radiale Durchgangslöcher 26 in dem Napfbereich 10 direkt ausbilden. Die Durchgangslöcher 26 sind schließlich in einer Umfangsrichtung um die Drehachse 3 herum relativ zueinander versetzt angeordnet.
Zudem ist zu erkennen, dass das erste Blechteil 6 einen (ersten) Ringbereich 13 ausbildet, von welchem ersten Ringbereich 13 aus der Napfbereich 10 in einer axialen Richtung, d.h. entlang der Drehachse 3, absteht. Der erste Ringbereich 13 ist jener Bereich des ersten Blechteils 6, der bei dem Ausformen des Napfbereiches 10 im Wesentlichen unverformt bleibt. Zu einer radialen Außenseite des ersten Ringbereiches 13 sind die ersten Flügelabschnitte 25a hin angeordnet.
Ein zweites Blechteil 7 des Rotors 5 ist in Verbindung mit den 4 und 5 zu erkennen. Auch dieses zweite Blechteil 7 ist stanztechnisch umgesetzt. Das zweite Blechteil 7 ist auf den Napfbereich 10 zentriert aufgeschoben. Das zweite Blechteil 7 weist einen (zweiten) Ringbereich 14 auf. Zu einer radialen Außenseite des zweiten Ringbereiches 14 sind mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete (radial nach außen abstehende) zweite Flügelabschnitte 25b ausgebildet. Die radiale Außenkontur des zweiten Blechteils 7 mit seinen zweiten Flügelabschnitten 25b ist ebenfalls stanztechnisch umgesetzt. Das zweite Blechteil 7 liegt mit seinem zweiten Ringbereich 14 (mit radialer Innenseite des zweiten Ringbereiches 14) an einer radialen Außenseite 15 des Napfbereiches 10 zentriert zu der Drehachse 3 an. Das zweite Blechteil 7 ist im Wesentlichen unverformt, d.h. nicht durch ein separates Tiefziehen oder Fließpressen bearbeitet. Auch das zweite Blechteil 7 wird aus einem Metallblech mit einer Dicke zwischen 5 mm und 7,5 mm hergestellt.
In der fertig montierten Stellung des Rotors 5 gemäß den 4 und 5 sind die Flügelabschnitte 25a und 25b jeweils bündig miteinander angeordnet. Somit ist jeder erste Flügelabschnitt 25a einem bestimmten zweiten Flügelabschnitt 25b, unter Ausbildung eines fertigen Flügels 16 des Rotors 5 zugeordnet. Insgesamt sind vier Flügel 16 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt ausgebildet.
In Verbindung mit den 8 und 9 ist zu erkennen, dass die beiden Blechteile 6 und 7 in dieser Ausführung über eine Verstiftung miteinander verbunden sind. Hierzu sind Befestigungsstifte 28 (Pressstifte) in Befestigungslöchern 27 der Flügelabschnitte 25a, 25b eingepresst. Jedes Paar an einen Flügel 16 bildenden Flügelabschnitten 25a, 25b ist durch einen Befestigungsstift 28 miteinander verbunden. Prinzipiell sei darauf hingewiesen, dass diese Befestigung in weiteren Ausführungen auch auf andere Weise, etwa über eine Vernietung oder eine Verschweißung stattfindet.
Gesamtheitlich bildet der Rotor 5 im fertigmontierten Zustand einen ringförmigen Grundkörper 29 aus. Dieser ringförmige Grundkörper 29 ist durch die beiden Ringbereiche 13 und 14, die in axialer Richtung aneinander anliegen, gebildet. Der Grundkörper 29 ist auf typische Weise von mehreren in radialer Richtung verlaufenden ersten und zweiten Ölkanäle 8a, 8b durchdrungen. Die ersten und zweiten Ölkanäle 8a, 8b sind in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Die Ölkanäle 8a, 8b sind in axialer Richtung auf einer gleichen Höhe positioniert. Die jeweiligen Ölkanäle 8a, 8b sind allesamt gleich ausgebildet, lediglich jedoch in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Der Rotor 5 weist eine gesamte Dicke zwischen 10 mm und 15 mm auf.
Jeder erste und zweite Ölkanal 8a, 8b weist einen ersten Kanalabschnitt 9 auf. Der erste Kanalabschnitt 9 ist unmittelbar und vollständig durch eines der Durchgangslöcher 26 gebildet. In radialer Richtung außerhalb des ersten Kanalabschnittes 9 schließt ein zweiter Kanalabschnitt 11 desselben ersten oder zweiten Ölkanals 8a, 8b an. Der zweite Kanalabschnitt 11, wie besonders gut in Verbindung mit 8 zu erkennen, ist zu einem Teil durch eine in axialer Richtung in den zweiten Ringbereich 14 eingedrückte Rille 12 umgesetzt. Die Rille 12 bildet daher einen halboffenen Kanalabschnitt aus. Die Rille 12 ist auf einer dem ersten Ringbereich 13 zugewandten axialen Stirnseite des zweiten Ringbereiches 14 eingebracht. Die Rille 12 erstreckt sich in radialer Richtung nach außen. Im fertig montierten Zustand gemäß den 4 und 5 ist die Rillen 12 axial von einer Stirnseite des ersten Ringbereiches 13 abgedeckt. Dadurch ist der zweite Kanalabschnitt 11 in axialer Richtung geschlossen.
In Verbindung mit 11, wobei der Übersichtlichkeit halber lediglich ein Teil des Stators 2 dargestellt ist, ist die übliche Ausbildung des Nockenwellenverstellers 1 nach dem Flügelzellentyp zu erkennen. Der Stator 2 weist in dieser Ausführung ein Einlegeteil 24 auf, das mehrere in radialer Richtung nach innen abstehende Stegbereiche 30 ausbildet. Jeder Flügel 16 des Rotors 5 ist in einem Umfangsbereich zwischen zwei benachbarten Stegbereichen 30 verdrehbar aufgenommen. Die Stegbereiche 30 liegen an einer radialen Außenseite des Grundkörpers 29, unter Ausbildung der einzelnen Arbeitskammern 4, an. Die Arbeitskammern 4 sind wiederum jeweils in zwei Teilkammern 17a, 17b unterteilt. In eine erste Teilkammer 17a jeder Arbeitskammer 4 ragt mündet ein erster Ölkanal 8a; in eine zweite Teilkammer 17b derselben Arbeitskammer 4 mündet ein zweiter Ölkanal 8b. Die Teilkammern 17a, 17b sind durch die Anlage der Flügel 16 an dem Stator 2 / dem Einlegeteil 24 voneinander abgedichtet.
Der weitere Aufbau des Stators 2 ist auch in Verbindung mit den 2 und 3 zu erkennen. Der Stator 2 ist in dieser Ausführung im Wesentlichen dreiteilig realisiert. Der Stator 2 weist einen gehäuseartigen Statortopf 19 auf. Dieser Statortopf 19 bildet einen radial außen angeordneten Außenwandbereich 31. Von einer axialen Seite des Außenwandbereiches 31 erstreckt sich ein Scheibenbereich 32 in radialer Richtung nach innen. Zur Ausbildung der Stegbereiche 30 ist in dem Statortopf 19, d.h. radial innerhalb des Außenwandbereiches 31, das Einlegeteil 24 eingesetzt. Das Einlegeteil 24 ist sowohl in axialer Richtung eingepresst, als auch in Umfangsrichtung über eine Formschlussverbindung relativ zum Statortopf 19 fixiert. Das Einlegeteil 24 weist einen in Umfangsrichtung umlaufenden (ringförmigen) Befestigungsbereich 33 auf. Dieser Befestigungsbereich 33 ist zu einer radialen Innenseite des Außenwandbereiches 31 eingeschoben. Der Befestigungsbereich 33 ist in Umfangsrichtung auf Höhe des jeweiligen Stegbereiches 30 mit einer in radialer Richtung nach innen verlaufenden Ausnehmung 34 versehen. Diese Ausnehmung 34 ist mit einer in radialer Richtung von dem Außenwandbereich 31 nach innen abstehenden Erhebung 35 wirkverbunden. Die Ausnehmung 34 ist in axialer Richtung auf die Erhebung 35 geschoben. Dadurch wird zwischen dem Einlegeteil 24 und dem Statortopf 19 eine Formschlussverbindung in Umfangsrichtung zur Verfügung gestellt. Auf derartige Weise sind in Umfangsrichtung gesehen vier Ausnehmungen 34 (je Stegbereich 30) realisiert, die jeweils mit einer Erhebung 35 zusammen wirken.
Unter Zusammenschau der 2 und 3 ist auch zu erkennen, dass der Statortopf 19 im Übergangsbereich zwischen dem Außenwandbereich 31 und dem Scheibenbereich 32, auf einer dem Einlegeteil 24 zugewandten Seite eine Verrundung 36 (Bodenradius) aufweist. Das Einlegeteil 24 ist auf einer der Verrundung 36 axial zugewandten Seite wiederum mit einer Abflachung 37 in Form einer Fase, alternativ auch einer Verrundung, realisiert. Es sei darauf hingewiesen, dass die Verrundung 36 einen kleineren Radius / eine kleinere Krümmung aufweist als die Abflachung 37. Dies bedeutet, dass die Abflachung 37 axial beabstandet zu der Verrundung 36 angeordnet ist, wie in 1 zu erkennen. Zu einer radialen Innenseite des Befestigungsbereiches 33 bildet das Einlegeteil 24 mit dem Scheibenbereich 32 einen im Wesentlichen rechtwinkligen Übergang aus. Auch der jeweilige Flügel 16 weist zu seinen axialen Stirnseiten hin jeweils einen rechtwinkligen Übergang auf. Das Einlegeteil 24 ist bevorzugt aus einem Kunststoff hergestellt, alternativ auch aus einem Metallteil, wie einem Blech, ausformbar.
Der aus Metallblech hergestellte Statortopf 19 ist über eine Verstemmung 20 mit einem Antriebsrad 21 (hier in Form eines Kettenrades umgesetzt) des Stators 2 verbunden. Die Verstemmung 20 ist auch besonders gut in Verbindung mit den 1 und 12 zu erkennen. Hierbei wird deutlich, dass die Verstemmung 20 durch mehrere in axialer Richtung von dem Außenwandbereich 31 aus vorspringende Verbindungslaschen 22 mit ausgebildet ist. Die Verbindungslaschen 22 durchdringen jeweils ein als Durchgangsloch umgesetztes Aufnahmeloch 23 in dem Antriebsrad 21. Das gesamtheitlich scheibenförmig ausgebildete Antriebsrad 21 weist insgesamt vier Aufnahmelöcher 32 gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt auf. Jedes Aufnahmeloch 23 ist von einer Verbindungslasche 22 durchdrungen. Auf einer dem Rotor 5 abgewandten axialen Seite des Antriebsrades 21 ist jede Verbindungslasche 22, unter Ausbildung der Verstemmung 20, plastisch verformt, sodass der Statortopf 19 kraft- und formschlüssig an dem Antriebsrad 21 festgelegt ist, wie in 13 ebenfalls gut zu erkennen.
In Verbindung mit den 1 und 12 wird auch deutlich, dass das Antriebsrad 21 zu seiner radialen Innenseite hin an einer Stützstelle 42 des Napfbereiches 10 unmittelbar gelagert ist.
Auch ist ein Verriegelungsmechanismus 38 des Nockenwellenverstellers 1 in den Figuren prinzipiell zu erkennen. Ein Verriegelungsstift 39 des Verriegelungsmechanismus 38 ist in dem Rotor 5 in axialer Richtung verschiebbar aufgenommen. Zwei in axialer Richtung fluchtende Teillöcher 40 innerhalb der Flügelabschnitte 25a, 25b bilden ein Aufnahmeloch für den Verriegelungsstift 39. Der Verriegelungsstift 39 wirkt mit einer Kulisse 41 in dem Antriebsrad 21 zusammen. In 1 ist eine entsprechende Sperrstellung veranschaulicht, in der der Verriegelungsstift 39 in die Kulisse 41 eingeschoben ist und somit der Rotor 5 relativ zu dem Stator 2 blockiert ist. Auch weist der Verriegelungsmechanismus 38 auf typische Weise eine auf den Verriegelungsstift 39 einwirkende Feder 43 sowie eine Patrone 44 auf (2).
In anderen Worten ausgedrückt, sind erfindungsgemäß ein schmaler, feingestanzter Rotor 5 und Stator 2 (weiter als Einlegeteil 24 bezeichnet) umgesetzt. Der Rotor 5 kann dabei aus einzelnen feingestanzten und / oder umgeformten Blechteilen 6, 7 gebaut werden. Damit im Rotor 5 nur zwei einzelne Dickbleche 6, 7 verwendet werden, wird die Breite des Rotors 5 bevorzugt auf maximal 10 mm bis 15 mm begrenzt, so dass jedes einzelne Blech 6, 7 maximal 5 mm bis 7,5 mm dick ist, um den Rotor 5 auf der vollen Breite herzustellen. Die 5 mm bis 7,5 mm dicken Bleche 6, 7 lassen sich im Vergleich zu massiven Teil leicht umformen und miteinander verbinden.
Insbesondere ist die spanlose Fertigung der Ölkanäle A und B (erste und zweite Ölkanäle 8a, 8b) im Rotor 5 als Vorteil gegenüber dem Stand der Technik hervorzuheben. Dabei werden die radialen Bohrungen A und B im ersten Rotorteil (erstes Blechteil 6) durch Feinstanzen spanlos und kostenneutral direkt im Stanzrohling 18 hergestellt, sodass ein maschinelles Bohren entfallen kann. Beim Umformen des ersten Rotorteils 6 zur Topfform werden die gestanzte Bohrungen A und B mit umgeformt / umgelegt und gelangen in ihre aufgezeigte axiale Position im fertigen ersten Rotorteil 6. Die axialen Position der beiden Ölkanäle A und B ist in der gleichen axialen Ebene. Die beiden Ölkanäle 8a, 8b können jedoch bei Bedarf voneinander axial versetzt angeordnet sein.
An der Vorderseite des zweiten Rotorteils (zweites Blechteil 7) und / oder des ersten Rotorteils 6 werden halboffene radiale Kanäle (zweiter Kanalabschnitt 11) umgeformt, sodass Öl über diese Kanäle 11 in die Arbeitskammer A und B (erste und zweite Teilkammern 17a, 17b) gelangen kann. Die beiden Rotorteile 6, 7 werden kraft-, form- oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Bevorzugt werden die Lösungen je nach Designanforderungen durch Verstiften, Niete, Laserschweißen oder Verstemmen, s. auch die Vorschläge für den Stator 2 oben, umgesetzt.
Der tiefgezogenen Blech-Statortopf 19 wird mit dem Kettenrad 21 über die durch das Kettenrad 21 durchgreifenden Anbindungslaschen (Verbindungslaschen 22), die am hinteren freien Ende nach der Montage verstemmt werden, axial verbunden. Um die Leckage am inneren Radius des Statortopfes 19 zu vermeiden, wird das Einlegeteil 24 in den Topf 19 gefügt, der eine größere Außenfase 37 hat als der Bodenradius 36 des Statortopfes 19. Dadurch kann die Ecke zwischen Flügellaufdurchmesser und Statortopfboden (Scheibenbereich 32) radiusfrei hergestellt werden, so dass kein Leckagespalt in dieser Ecke gebildet wird. Das Einlegeteil 24 (Stator) kann feingestanzt als Blechteil oder auch alternativ aus Kunststoff gespritzt werden. Das Kettenrad 21 wird direkt am Kragen (Napfbereich 10) des ersten Rotorteils 6 gelagert.
Als besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind zu nennen: 1. Sehr flache, leichte und kostengünstigen Ausführung des Nockenwellenverstellers 1 gegenüber dem Stand der Technik, Breite 10 mm bis 15 mm; 2. Fertigung des Rotors 5, Einlegeteils 24 (Stators), Statortopfes 19 und Kettenrades 21; 3. Günstige Montage durch Entfall eines Schraubenverbandes mit reduzierter Taktzeit für die Anbindung des Statortopfes 19 am Kettenrad 21; sowie 4. Externe Lagerung des Kettenrades 21 am Rotor 5 oder auch alternativ an der Nockenwelle entlastet die Verbindung Stator-Kettenrad durch direkte Wirkung der Kettenkraft auf den Rotor 5 oder alternativ auf die Nockenwelle.
Bezugszeichenliste

1: Nockenwellenversteller
2: Stator
3: Drehachse
4: Arbeitskammer
5: Rotor
6: erstes Blechteil
7: zweites Blechteil
8a: erster Ölkanal
8b: zweiter Ölkanal
9: erster Kanalabschnitt
10: Napfbereich
11: zweiter Kanalabschnitt
12: Rille
13: erster Ringbereich
14: zweiter Ringbereich
15: Außenseite des Napfbereiches
16: Flügel
17a: erste Teilkammer
17b: zweite Teilkammer
18: Rohling
19: Statortopf
20: Verstemmung
21: Antriebsrad
22: Verbindungslasche
23: Aufnahmeloch
24: Einlegeteil
25a: erster Flügelabschnitt
25b: zweiter Flügelabschnitt
26: Durchgangsloch
27: Befestigungsloch
28: Befestigungsstift
29: Grundkörper
30: Stegbereich
31: Außenwandbereich
32: Scheibenbereich
33: Befestigungsbereich
34: Ausnehmung
35: Erhebung
36: Verrundung
37: Abflachung
38: Verriegelungsmechanismus
39: Verriegelungsstift
40: Loch
41: Kulisse
42: Stützstelle
43: Feder
44: Patrone

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 102005037525 A1 [0002]
DE 102010063706 A1 [0002]
DE 102010063700 A1 [0003]
DE 19752380 A1 [0003]
DE 102005026553 B3 [0003]

Claims

Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und einem in dem Stator (2) um eine Drehachse (3) verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator (2) mehrere Arbeitskammern (4) begrenzenden Rotor (5), wobei der Rotor (5) aus zwei Blechteilen (6, 7) zusammengesetzt ist und wobei innerhalb des Rotors (5) mehrere in die Arbeitskammern (4) mündende Ölkanäle (8a, 8b) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kanalabschnitt (9) der Ölkanäle (8a, 8b) als ein spanlos hergestelltes Loch in einem in einer axialen Richtung umgelegten Napfbereich (10) eines ersten Blechteiles (6) des Rotors (5) ausgebildet ist.
Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Blechteil (7) des Rotors (5) und/oder das erste Blechteil (6) zumindest einen Teil eines zweiten Kanalabschnittes (11) der Ölkanäle (8a, 8b) als eine axial offene Rille (12) ausbildet.
Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Rille (12) durch eine Stirnseite eines Ringbereiches (13, 14) des ersten Blechteiles (6) oder des zweiten Blechteiles (7), unter Ausbildung des zweiten Kanalabschnittes (11), abgedeckt ist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und einem in dem Stator (2) um eine Drehachse (3) verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator (2) mehrere Arbeitskammern (4) begrenzenden Rotor (5), wobei der Rotor (5) aus zwei Blechteilen (6, 7) zusammengesetzt ist und wobei innerhalb des Rotors (5) mehrere in die Arbeitskammern (4) mündende Ölkanäle (8a, 8b) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Blechteil (6) des Rotors (5) einen in einer axialen Richtung umgeformten Napfbereich (10) aufweist und ein zweites Blechteil (7) des Rotors (5) auf einer radialen Außenseite (15) des Napfbereiches (10) relativ zu dem ersten Blechteil (6) zentriert anliegt.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und einem in dem Stator (2) um eine Drehachse (3) verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator (2) mehrere Arbeitskammern (4) begrenzenden Rotor (5), wobei der Rotor (5) aus zwei Blechteilen (6, 7) zusammengesetzt ist und wobei jede Arbeitskammer (4) durch einen radial abstehenden Flügel (16) des Rotors (5) in zwei Teilkammern (17a, 17b) unterteilt ist und innerhalb des Rotors (5) sowohl mehrere in erste Teilkammern (17a) einmündende erste Ölkanäle (8a) als auch mehrere in zweite Teilkammern (17b) einmündende zweite Ölkanäle (8b) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die ersten Ölkanäle (8a) als auch die zweiten Ölkanäle (8b) in einer axialen Richtung der Drehachse (3) auf einer gleichen Höhe angeordnet sind.
Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden Blechteile (6, 7) aus einem Blechrohling (18) mit einer maximalen Dicke zwischen 5 mm und 7,5 mm ausgeformt ist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und einem in dem Stator (2) um eine Drehachse (3) verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator (2) mehrere Arbeitskammern (4) begrenzenden Rotor (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) einen den Rotor (5) aufnehmenden, aus einem Metallblech bestehenden Statortopf (19) sowie ein zur Aufnahme eines Endloszugmittels ausgebildetes, über eine Verstemmung (20) mit dem Statortopf (19) verbundenes Antriebsrad (21) aufweist.
Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine an dem Statortopf (19) ausgeformte Verbindungslasche (22) ein axiales Durchgangsloch (23) des Antriebsrades (21) durchdringt und auf einer, dem Rotor (5) abgewandten Rückseite des Antriebsrades (21) mit diesem Antriebsrad (21) verstemmt ist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und einem in dem Stator (2) um eine Drehachse (3) verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator (2) mehrere Arbeitskammern (4) begrenzenden Rotor (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) einen aus einem Metallblech bestehenden Statortopf (19) und ein in den Statortopf (19) eingesetztes Einlegeteil (24) aufweist, innerhalb welches Einlegeteils (24) der Rotor (5), unter Ausbildung der Arbeitskammern (4), aufgenommen ist.
Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (24) form- und/oder kraftschlüssig in dem Statortopf (19) fixiert ist.