EP2501907A1 - Rotor, insbesondere für einen nockenwellenversteller, verfahren zum herstellen eines rotors sowie vorrichtung zur drehwinkelverstellung einer nockenwelle gegenüber einer kurbelwelle eines motors - Google Patents

Rotor, insbesondere für einen nockenwellenversteller, verfahren zum herstellen eines rotors sowie vorrichtung zur drehwinkelverstellung einer nockenwelle gegenüber einer kurbelwelle eines motors

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EP2501907A1
EP2501907A1 EP10779750A EP10779750A EP2501907A1 EP 2501907 A1 EP2501907 A1 EP 2501907A1 EP 10779750 A EP10779750 A EP 10779750A EP 10779750 A EP10779750 A EP 10779750A EP 2501907 A1 EP2501907 A1 EP 2501907A1
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EP
European Patent Office
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rotor
hub part
body parts
basic body
camshaft
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EP2501907B1 (de
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Mario Arnold
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • Rotor in particular for a camshaft adjuster, method for producing a rotor and device for adjusting the rotational angle of a camshaft relative to a crankshaft of an engine
  • the invention relates to a rotor, in particular for a camshaft adjuster, comprising a rotor base body having a hub part with a central oil supply, at least one radially arranged on the hub part wing and through the hub part on both sides of each wing, fluidly connected to the central oil supply oil passages.
  • a rotor is e.g. known from DE 199 38 596 A1.
  • the invention further relates to a method for producing such a rotor and to a device for adjusting the rotational angle of a camshaft relative to a crankshaft of a motor having such a rotor.
  • camshafts are used to actuate the gas exchange valves.
  • the cams of the camshafts are usually on cam followers, such as bucket tappets, rocker arms or rocker arms. If a camshaft is rotated, the cams roll on the cam sequences, which in turn actuate the gas exchange valves. Due to the position and the shape of the cams thus both the opening duration and the opening amplitude, but also the opening and closing times of the gas exchange valves are fixed.
  • camshaft adjustment The angular displacement of the camshaft with respect to a crankshaft to achieve optimized timing for different speed and load conditions. de is referred to as camshaft adjustment.
  • a constructive variant of a camshaft adjuster works, for example, according to the so-called swing motor principle.
  • a stator and a rotor are provided, which are coaxial and are movable relative to each other.
  • the stator and the rotor together form hydraulic chambers, here simply called chambers.
  • a pair of chambers is here each bounded by webs of the stator and divided by a respective wing of the rotor into two mutually opposite chambers whose volume is changed in opposite directions by a relative rotational movement of the rotor to the stator.
  • the respective wing bears against one of the edge-side webs of the stator.
  • the relative rotational movement of the rotor is effected by an adjustment of the wing by a hydraulic medium such as oil is introduced via channels in the chambers and pushes the wing.
  • a hydraulic medium such as oil is introduced via channels in the chambers and pushes the wing.
  • the camshaft attached to the rotor is adjusted, for example, in the direction of early, ie a previous opening time of the gas exchange valves.
  • the camshaft with respect to the crankshaft toward late, ie a later opening time of the gas exchange valves adjusted.
  • the hydraulic medium from a central oil supply is guided into the respective chamber via oil passages, which are arranged on both sides of the respective wing.
  • the oil channels represent, for example, holes in the material of the rotor, their training is complex.
  • the invention has for its object to simplify the production of a rotor.
  • a rotor in particular for a camshaft adjuster, comprising a rotor base body having a hub part with a central oil supply, at least one radially on the hub part having arranged wings and through the hub part on both sides of each wing extending, fluidly connected to the central oil supply oil passages, the rotorg round body is divided along a dividing plane and has two main body parts.
  • the invention is based on the idea that the production of a rotor is optimized by the Rotorg round body is composed of at least two main body parts which are firmly connected to each other in a parting plane. It is also possible that more than one dividing plane is provided, e.g. that the Rotorg round body is divided along two parting planes, so that the Rotorg round body comprises a total of three basic body parts, which are joined together. Thanks to the multi-part design of the rotor body in an early production step, each of the body parts has a relatively small volume and a simplified geometry, which makes its manufacture easier.
  • the Rotorg round body is usually formed as a sintered body. In this case, first a green body made of pressed powder, in particular metal powder, is produced and then sintered. Due to the division of complex geometries of the rotor body can be formed by appropriate shaping of the individual body parts in a simple manner without additional post-processing operations.
  • round bodies are provided in the rotor body.
  • the cavities ensure a reduction in the weight of the rotor base body, so that a high mass moment of inertia is avoided on the one hand and, on the other hand, less material is required for the production of the rotor body.
  • the cavities are preferably formed as a closed cavities within the Rotorg round body.
  • the cavities are preferably formed in the hub part.
  • the hub part usually has a larger volume than the wings and it is thus more space for the formation of cavities available.
  • the cavities are arranged, for example symmetrically about an axis of rotation of the rotor body.
  • a substantial weight reduction of the rotor is achieved by the area of the cavities (perpendicular to a rotation axis of the rotor) expediently being approximately 1/3 to 2/3 of the area of the hub part between two wings.
  • the depth of the cavities extends in the direction of the axis of rotation except for a thin, the cavity axially outwardly closing wall over the entire axial length of the rotor body.
  • the oil passages are arranged in the dividing plane.
  • the oil passages are formed in particular as groove-shaped material recesses on the surface forming the parting plane of at least one main body part.
  • the oil passages are located inside the rotor body.
  • a Materialaussparrung is provided to form a respective oil passage only in one of the body parts.
  • the rotor base body preferably has an axis of rotation and the dividing plane is perpendicular to the axis of rotation. Due to the formation of the dividing plane perpendicular to the axis of rotation, in particular the formation of radially extending channels as well as of cavities, which likewise lie in the dividing plane, is simplified.
  • the dividing plane divides the rotor main body in the center and the main body parts form two halves of the rotor main body.
  • This embodiment of the basic body parts is particularly advantageous in terms of production since both basic body parts of the rotor body are manufactured with the same tool.
  • the two halves are identical.
  • the production of only one type of body parts is required. Two such main body parts are placed on each other to form a rotor main body mirror image and assembled.
  • each wing is associated with exactly one oil channel in each basic body part.
  • This embodiment of the basic body parts is associated with a particularly small processing effort, since per wing in the main body part a single material recess is introduced for an oil passage. If two main body parts are joined together in mirror image form, the oil channel formed in the respectively opposite basic body part is located on the other side of the blade. Thus, there are two oil channels to the respective chamber on both sides of the wing.
  • connection of the two halves is realized in a simple manner, in particular by a positive connection.
  • the two halves are connected to each other via pins.
  • Such pins usually have a simple geometry and are particularly easy to manufacture.
  • the pins form an integral part of the basic body parts and are formed in a production step with the respective basic body part.
  • Each body part body is provided in accordance with a number of journal receptacles, which corresponds to the number of pins. If two such body parts are placed mirror images of each other, while the pins of one of the basic body part are inserted into the journal receptacles of the respective opposite base body part.
  • the rotor base body is expediently designed as a sintered body.
  • the object is further achieved according to the invention by a method for producing a rotor according to one of the preceding embodiments, in which at least two basic body parts are manufactured for the rotor base body and firmly connected to one another in a dividing plane.
  • the basic body parts are produced as two identical halves and then joined together.
  • the main body parts are sintered after assembly, whereby the rotor body is formed.
  • the rotor base body is thus produced in a sintering process.
  • the basic body parts are formed individually in a first production step as so-called green bodies, in particular from metal powder pressed into the desired shape.
  • the two halves are then assembled in a second production step to form a closed, in particular provided with the cavities rotor body and compacted in the sintering process by heat treatment and cured.
  • the main body parts are also manufactured by casting and connected to each other, for example, by soldering, welding or gluing.
  • a device for adjusting the rotational angle of a camshaft relative to a crankshaft of a motor with a rotor according to one of the preceding embodiments.
  • the advantages and preferred embodiments stated with regard to the rotor can be analogously transferred to the method and the device for rotational angle adjustment, which for the sake of simplicity is referred to as a camshaft adjuster.
  • 1 is a front view of an outer side of a half of a rotor body
  • 2 is a front view of an inside of the half of FIG .. 1
  • FIG. 3 in a perspective view, the half of FIG. 1 and
  • FIG. 4 in a perspective view a rotor
  • FIG. 5 in a side view of the rotor of FIG. 4. Corresponding and equally acting parts are provided in all figures with the same reference numerals.
  • FIGS. 1 to 3 show an outer side 2 or an inner side 4 of a basic body part 6 facing away from the outer side.
  • the main body part 6 forms one half of a rotor main body 8, which is shown in FIGS. 4 and 5.
  • the rotor base body 8 forms a rotor 10, which is part of a device for rotational angle adjustment of a camshaft not shown in detail relative to a crankshaft of an engine.
  • the rotor 10 is formed in the illustrated embodiment 8 as an inner-side rotor and is surrounded by a stator 9, which is indicated in Fig. 1 with dashed contours. Between the stator 9 and the rotor 10 chambers 1 1 are formed, which are limited in the circumferential direction by radial webs 13 of the stator.
  • each of the two main body parts 6 comprises a hub region 12 with a central, circular oil feed 14.
  • the oil feed is arranged concentrically to a rotation axis D of the main body part 6 or the rotor main body 8.
  • a hydraulic medium introduced through the central oil feed 14, in particular an oil, is supplied to the chambers 1 1 between the rotor 10 and the stator 9 via radially extending oil passages 16 from the rotor main body 8.
  • At the hub portion 12 are also radially arranged wings 18 are provided, each having the same distance from each other.
  • Each of the wings 18 is pivotally mounted in one of Kannnnern 1 1.
  • the wing 18 shares the chamber 1 1 in two opposing chambers 1 1 a, 1 1 b (see Fig. 1).
  • the wing 18 and thus the rotor 10 adjusted relative to the stator 9 by the oil in one of the opposing chambers 1 1 a, 1 1 b is introduced.
  • cavities 20 are provided with respect to a reduction in weight of the rotor base body 8, which are formed by Aussparrungen in Mate- rial on the inside 4 of the main body part 6.
  • the cavities 20 essentially have a trapezoidal shape and are closed axially by a wall of the outside 2.
  • the area of the cavities 20 is about 1/3 to 2/3 of the area of the hub part 12, which is closed between two wings 18.
  • the oil passages 16 each have an inlet 16 a, which is fluidically connected to the central oil supply 14. An outlet 16b is provided peripherally in the region of a wing 18.
  • the oil passages 16 In the assembled state of the camshaft adjuster, the oil passages 16 each open into one of the opposing chambers 11a, 11b between the rotor 10 and the stator 9, which is bounded on one side by one of the vanes 18.
  • the number of oil passages 16 in each body part 6 corresponds to the number of vanes 18. All passages 16 are located on the same side of the respective wing 18, e.g. In the exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3, the outlets 16 b are always arranged to the right of the wings 18 and in particular extend somewhat into the wing 18.
  • the rotor base body 8 is produced by joining together and connecting two basic body parts 6, ie two halves.
  • the two halves 6 are mirror images of each other.
  • the two halves 6 are placed on each other, so that in the region of their inner sides 4 a perpendicular to the rotation axis D extending division plane T is formed, which shares the rotor body 8.
  • the division plane T lies in the illustrated leadership example in one level. Due to the identical structure of the two basic body parts 6, the dividing plane T divides the rotor main body 8 in the center, wherein both the oil passages 16 and the cavities 20 lie in the dividing plane T.
  • the inner side 4 in the region of the hub part 12 of one of the basic body parts 6 forms a wall of the oil passages 16 of the opposite basic body part.
  • the halves 6 in an assembled rotor base body 8 in the region of each blade 18 on both sides of the wing 18 channels 16 are arranged, one of the oil channels 16 of the one half 6 and the other oil channel 16 of the second half 6 assigned is.
  • each basic body part 6 To connect the two basic body parts 6 with each other, shaped lugs 22 are provided in the wings 18, which are inserted into the peg holders 24 on the opposite basic body part 6 for producing a positive connection.
  • the number of pins 22 corresponds to the number of pin receptacles 24.
  • the pins 22 and the pin receivers 24 are positioned such that, in the case of a mirror-image counterposition of two identical basic body parts 6 for each pin 22, a pin receptacle 24 in the opposite basic body part 6 is provided.
  • the rotor base body 8 or the base body parts 6 are formed from a sintered material in a sintering process.
  • the individual basic body parts 6 are shaped in particular from metal powder with the same tool.
  • the cavities 20 for weight reduction, the oil passages 16 and further preferably supporting elements for a spiral spring receptacle are integrated on each basic body part 6.
  • Two such main body parts 6 are joined together via their pins 22 and compacted by heat treatment and cured, so that in particular a one-piece rotor main body 8 is formed.
  • the cavities 20 and the oil passages 16 are enclosed in the interior of the rotor body 8 and it is not a posterior Machining the Rotorg round body 8 eg required for the formation of holes.
  • a rotor 10 which is formed in this way is particularly suitable as an inner rotor for camshaft adjusters, but can also be used in pumps or in other similar fields of application.

Landscapes

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Abstract

Ein Rotor (10) insbesondere für einen Nockenwellenversteller, umfasst einen Rotorgrundkörper (8), der ein Nabenteil mit einer zentralen Ölzuführung (14) aufweist. Im Nabenteil (12) ist außerdem zumindest einen am Nabenteil (12) radial angeordneten Flügel (18) sowie durch das Nabenteil (12) beidseitig eines jeden Flügels (18) verlaufende, mit der zentralen Ölzuführung (14) strömungstechnisch verbundene Ölkanäle (16) vorgesehen. Die Herstellung des Rotorgrundkörpers (8) wird wesentlich vereinfacht, indem der Rotorgrundkörper (8) entlang einer Teilungsebene (T) geteilt ist, so dass er aus zwei Grundkörperteilen (6) zusammengesetzt ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Rotor, insbesondere für einen Nockenwellenversteller, Verfahren zum Herstellen eines Rotors sowie Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nocken- welle gegenüber einer Kurbelwelle eines Motors
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Rotor, insbesondere für einen Nockenwellenversteller, umfassend einen Rotorgrundgrundkörper, der ein Nabenteil mit einer zentralen Ölzuführung, zumindest einen am Nabenteil radial angeordneten Flügel sowie durch das Nabenteil beidseitig eines jeden Flügels verlaufende, mit der zentralen Ölzuführung strömungstechnisch verbundene Ölkanäle aufweist. Ein solcher Rotor ist z.B. aus der DE 199 38 596 A1 bekannt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Rotors sowie eine Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle eines Motors mit einem solchen Rotor.
Hintergrund der Erfindung
In Brennkraftmaschinen werden zur Betätigung der Gaswechselventile Nockenwellen eingesetzt. Die Nocken der Nockenwellen liegen gewöhnlich an Nockenfolgern an, beispielsweise Tassenstößeln, Schlepphebeln oder Schwinghebeln. Wird eine Nockenwelle in Drehung versetzt, so wälzen die Nocken auf den Nockenfolgen ab, die wiederum die Gaswechselventile betätigen. Durch die Lage und die Form der Nocken sind somit sowohl die Öffnungsdauer als auch die Öffnungsamplitude, aber auch die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile festgelegt.
Die Winkelverschiebung der Nockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle zur Erzielung optimierter Steuerzeiten für verschiedene Drehzahl- und Lastzustän- de wird als Nockenwellenverstellung bezeichnet. Eine konstruktive Variante eines Nockenwellenverstellers arbeitet beispielsweise nach dem sogenannten Schwenkmotorprinzip. Hierbei sind ein Stator und ein Rotor vorgesehen, die koaxial liegen und relativ zueinander beweglich sind. Der Stator und der Rotor bilden zusammen Hydraulikkammern, hier einfach Kammern genannt. Ein Kammerpaar ist hierbei jeweils von Stegen des Stators begrenzt und durch einen jeweiligen Flügel des Rotors in zwei zueinander gegenläufige Kammern unterteilt, deren Volumen durch eine Relativ-Drehbewegung des Rotors zum Stator gegenläufig verändert werden. In der maximalen Verstellposition liegt der jeweilige Flügel an einem der randseitigen Stege des Stators an. Die Relativ-Drehbewegung des Rotors erfolgt durch eine Verstellung des Flügels, indem ein Hydraulikmedium wie z.B. Öl über Kanäle in die Kammern eingeleitet wird und den Flügel wegdrückt. Mit der Verstellung des Rotors wird die an den Rotor befestigte Nockenwelle beispielsweise Richtung Früh, d.h. einem frühe- ren Öffnungszeitpunkt der Gaswechselventile, verstellt. Mit Verstellung des Rotors in entgegengesetzter Richtung wird die Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle Richtung Spät, d.h. einem späteren Öffnungszeitpunkt der Gaswechselventile, verstellt. Das Hydraulikmedium aus einer zentralen Ölzufüh- rung wird dabei über Ölkanäle, die beidseitig des jeweiligen Flügels angeord- net sind, in die jeweilige Kammer geführt. Die Ölkanäle stellen z.B. Bohrungen im Material des Rotors dar, wobei ihre Ausbildung aufwändig ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Rotors zu vereinfachen.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Rotor, insbesondere für einen Nockenwellenversteller, umfassend einen Rotorgrundkörper, der ein Nabenteil mit einer zentralen Ölzuführung, zumindest einen am Nabenteil radial angeordneten Flügel sowie durch das Nabenteil beidseitig eines jeden Flügels verlaufende, mit der zentralen Ölzuführung strömungstechnisch verbundene Ölkanäle aufweist, wobei der Rotorg rundkörper entlang einer Teilungsebene geteilt ist und zwei Grundkörperteile aufweist.
Die Erfindung basiert auf der Idee, dass die Herstellung eines Rotors optimiert wird, indem der Rotorg rundkörper aus mindestens zwei Grundkörperteilen zusammengesetzt ist, die in einer Teilungsebene fest miteinander verbunden sind. Möglich ist auch, dass mehr als nur eine Teilungsebene vorgesehen sind, z.B. dass der Rotorg rundkörper entlang zweier Teilungsebenen geteilt ist, so dass der Rotorg rundkörper insgesamt drei Grundkörperteile umfasst, die zusammengefügt sind. Dank der mehrteiligen Ausgestaltung des Rotorg rundkör- pers in einem frühen Herstellungsschritt weist jeder der Grundkörperteile ein relativ kleines Volumen und eine vereinfachte Geometrie auf, wodurch seine Herstellung einfacher wird. Der Rotorg rundkörper wird üblicherweise als ein Sinterkörper ausgebildet. Bei diesem wird zunächst ein Grünkörper aus ge- presstem Pulver, insbesondere Metallpulver, hergestellt und anschließend gesintert. Durch die Aufteilung können komplexe Geometrien des Rotorgrundkörpers durch entsprechende Formgebung der einzelnen Grundkörperteile in einfacher Weise ohne zusätzliche Nachbearbeitungsvorgänge ausgebildet werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind im Rotorg rundkörper Hohlräume vorgesehen. Die Hohlräume sorgen für eine Gewichtsreduzierung des Rotor- grundkörpers, so dass auf der einen Seite ein hohes Massenträgheitsmoment vermieden wird und auf der anderen Seite weniger Material zur Herstellung des Rotorg rundkörpers erforderlich ist. Die Hohlräume sind hierbei vorzugsweise als abgeschlossene Hohlräume innerhalb des Rotorg rundkörpers ausgebildet. Im Hinblick auf eine besonders stabile Ausführung des Rotorgrundkörpers sind die Hohlräume bevorzugt im Nabenteil ausgebildet. Außerdem weist das Nabenteil in der Regel ein größeres Volumen als die Flügel auf und es ist somit mehr Platz zur Ausbildung der Hohlräume verfügbar. Die Hohlräume sind z.B. symmetrisch um eine Drehachse des Rotorgrundkörpers angeordnet.
Eine wesentliche Gewichtsreduzierung des Rotors wird erreicht, indem die Flä- che der Hohlräume (senkrecht zu einer Drehachse des Rotors) zweckdienlicherweise etwa 1/3 bis 2/3 der Fläche des Nabenteils zwischen zwei Flügeln beträgt. Bevorzugt erstreckt sich die Tiefe der Hohlräume in Richtung der Drehachse bis auf eine dünne, den Hohlraum axial nach außen verschließende Wandung über die gesamte axiale Länge des Rotorgrundkörpers.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Ölkanäle in der Teilungsebene angeordnet. Dies bedeutet, dass im getrennten Zustand des Rotorgrundkörpers die Ölkanäle insbesondere als nutförmige Materialaussparungen an der die Teilungsebene bildenden Oberfläche von mindestens einem Grundkörperteil ausgebildet sind. Durch das Zusammenfügen der Grundkörperteile liegen die Ölkanäle im Inneren des Rotorgrundkörpers. Eine derartige Ausbildung der Ölkanäle erfordert einen geringen technischen Aufwand und es ist keine nachträgliche Bearbeitung der Ölkanäle erforderlich. Bevorzugt ist zur Ausbildung eines jeweiligen Ölkanals nur in einem der Grundkörperteile eine Materialaussparrung vorgesehen.
Bevorzugt weist der Rotorgrundkörper eine Drehachse auf und die Teilungsebene steht senkrecht zur Drehachse. Durch die Ausbildung der Teilungsebene senkrecht zur Drehachse wird insbesondere die Ausbildung von sich radial erstreckenden Kanälen sowie von Hohlräumen, die ebenfalls in der Teilungsebene liegen, vereinfacht.
Nach einer bevorzugten Variante teilt die Teilungsebene den Rotorgrundkörper mittig und die Grundkörperteile bilden zwei Hälften des Rotorgrundkörpers. Diese Ausgestaltung der Grundkörperteile ist herstellungstechnisch besonders vorteilhaft, da beide Grundkörperteile des Rotorkörpers mit demselben Werkzeug hergestellt werden. Nach einer weiteren bevorzugten Variante sind die beiden Hälften identisch ausgebildet. Hierbei ist die Herstellung von lediglich einer Art von Grundkörperteilen erforderlich. Zwei solche Grundkörperteile werden zur Ausbildung eines Rotorgrundkörpers spiegelbildlich aufeinander aufgelegt und zusammen- gefügt.
Bevorzugt ist in jedem Grundkörperteil jedem Flügel jeweils genau ein Ölkanal zugeordnet. Diese Ausgestaltung der Grundkörperteile ist mit einem besonders kleinen Bearbeitungsaufwand verbunden, da pro Flügel im Grundkörperteil eine einzige Materialaussparung für einen Ölkanal eingebracht wird. Wenn zwei Grundkörperteile spiegelbildlich zusammengefügt werden, befindet sich der in dem jeweils gegenüberliegenden Grundkörperteil ausgebildete Ölkanal auf der anderen Seite des Flügels. Somit liegen beidseitig des Flügels zwei Ölkanäle zu der jeweiligen Kammer vor.
Die Verbindung der beiden Hälften wird auf einfache Weise insbesondere durch eine formschlüssige Verbindung realisiert. Bevorzugt sind die beiden Hälften dabei über Zapfen miteinander verbunden. Solche Zapfen haben in der Regel eine einfache Geometrie und sind besonders leicht herzustellen. Insbe- sondere bilden die Zapfen einen integralen Bestandteil der Grundkörperteile und werden in einem Herstellungsschritt mit dem jeweiligen Grundkörperteil ausgebildet. Jedes Grund körperteil ist entsprechend mit einer Anzahl von Zapfenaufnahmen versehen, die der Anzahl der Zapfen entspricht. Wenn zwei solche Grundkörperteile spiegelbildlich aufeinander aufgelegt werden, werden dabei die Zapfen eines der Grundkörperteils in die Zapfenaufnahmen des jeweils gegenüberliegenden Grund körperteils eingeführt.
Der Rotorgrundkörper ist zweckdienlicherweise als Sinterkörper ausgebildet. Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors nach einer der vorhergehenden Ausführungen, bei dem zumindest zwei Grundkörperteile für den Rotorgrundkörper hergestellt und in einer Teilungsebene fest miteinander verbunden werden. Bevorzugt werden dabei die Grundkörperteile als zwei identische Hälften hergestellt und anschließend zusammengefügt. Die Grundkörperteile werden nach dem Zusammenfügen gesintert, wodurch der Rotorgrundkörper entsteht. Der Rotorgrundkörper wird somit in einem Sinterprozess hergestellt. Die Grundkörperteile werden in einem ersten Herstellungsschritt einzeln als sogenannte Grünkörper insbesondere aus in die gewünschte Form gepresstem Metallpulver ausgebildet. Die beiden Hälften werden dann in einem zweiten Herstellungsschritt zu einem geschlossenen, insbesondere mit den Hohlräumen versehenen Rotorgrundkörper zusammengefügt und im Sinterprozess durch Wärmebehandlung verdichtet und ausgehärtet.
Gemäß einer bevorzugten Alternative werden die Grundkörperteile auch gießtechnisch hergestellt und miteinander beispielsweise durch Löten, Schweißen oder Kleben verbunden.
Die Aufgabe wird außerdem erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle eines Motors, mit einem Rotor nach einer der vorhergehenden Ausführungen. Die in Bezug auf den Rotor angeführten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen lassen sich sinngemäß auf das Verfahren und die Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung, der Einfachheit halber als Nockenwellenversteller bezeichnet, übertragen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht auf eine Außenseite einer Hälfte eines Rotorgrundkörpers, Fig. 2 eine Vorderansicht auf eine Innenseite der Hälfte gemäß Fig. 1
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung die Hälfte gemäß Fig. 1 und
Fig. 2,
Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung einen Rotor, und
Fig. 5 in einer Seitenansicht den Rotor gemäß Fig. 4. Einander entsprechende und gleich wirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung In den Figuren 1 bis 3 ist eine Außenseite 2 bzw. eine der Außenseite abgewandten Innenseite 4 eines Grundkörperteils 6 dargestellt. Das Grundkörperteil 6 bildet eine Hälfte eines Rotorgrundkörpers 8, der in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt ist. Gemeinsam mit nicht näher dargestellten Verbindungselementen bildet der Rotorgrundkörper 8 einen Rotor 10, der Teil einer Vorrichtung zur Drehwinkel- Verstellung einer nicht näher gezeigten Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle eines Motors ist. Der Rotor 10 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel 8 als ein innenseitiger Rotor ausgebildet und ist von einem Stator 9, der in Fig. 1 mit gestrichelten Konturen angedeutet ist, umschlossen. Zwischen dem Stator 9 und dem Rotor 10 sind Kammern 1 1 ausgebildet, die in Umfangsrichtung durch radiale Stege 13 des Stators begrenzt sind.
Wie aus Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich, umfasst jedes der beiden Grundkörperteile 6 einen Nabenbereich 12 mit einer zentralen, kreisrunden Ölzuführung 14. Die Ölzuführung ist konzentrisch zu einer Drehachse D des Grundkörperteils 6 bzw. des Rotorgrundkörpers 8 angeordnet. Ein durch die zentrale Ölzuführung 14 eingeleitetes Hydraulikmedium, insbesondere ein Öl, wird über radial verlaufende Ölkanäle 16 aus dem Rotorgrundkörper 8 den Kammern 1 1 zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 9 zugeführt. Am Nabenteil 12 sind außerdem radial angeordnete Flügel 18 vorgesehen, die jeweils den gleichen Abstand zueinander aufweisen. Jeder der Flügel 18 ist in einer der Kannnnern 1 1 schwenkbar angeordnet. Der Flügel 18 teilt dabei die Kammer 1 1 in zwei gegenläufige Kammern 1 1 a, 1 1 b (siehe Fig. 1 ). Der Flügel 18 und somit der Rotor 10 relativ zum Stator 9 verstellt, indem das Öl in eine der gegenläufige Kammern 1 1 a, 1 1 b eingeleitet wird.
Im Nabenteil 12 sind im Hinblick auf eine Gewichtsreduzierung des Rotorgrundkörpers 8 Hohlräume 20 vorgesehen, die durch Aussparrungen im Mate- rial an der Innenseite 4 des Grundkörperteils 6 gebildet sind. Die Hohlräume 20 weisen im Wesentlichen eine Trapezform auf und sind axial durch eine Wandung der Außenseite 2 geschlossen. Die Fläche der Hohlräume 20 beträgt dabei etwa 1/3 bis 2/3 der Fläche des Nabenteils 12, die zwischen zwei Flügeln 18 geschlossen ist.
Die Ölkanäle 16 weisen jeweils einen Einlass 16a auf, der strömungstechnisch mit der zentralen Ölzuführung 14 verbunden ist. Ein Auslass 16b ist umfangsei- tig im Bereich eines Flügels 18 vorgesehen. Im zusammengebauten Zustand des Nockenwellenverstellers münden die Ölkanäle 16 jeweils in eine der ge- genläufigen Kammern 1 1 a, 1 1 b zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 9, die an der einen Seite durch einen der Flügel 18 begrenz ist. Die Anzahl der Ölkanäle 16 in jedem Grundkörperteil 6 entspricht dabei der Anzahl der Flügel 18. Alle Kanäle 16 befinden sich auf der gleichen Seite des jeweiligen Flügels 18, z.B. im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und Fig. 3 sind die Auslässe 16b stets rechts von den Flügeln 18 angeordnet und erstrecken sich insbesondere etwas in den Flügel 18 hinein.
Der Rotorgrundkörper 8 wird hergestellt, indem zwei Grundkörperteile 6, d.h. zwei Hälften zusammengefügt und miteinander verbunden werden. Die beiden Hälften 6 sind dabei spiegelbildlich zueinander orientiert. Die beiden Hälften 6 werden aufeinander aufgelegt, so dass im Bereich ihrer Innenseiten 4 eine sich senkrecht zur Drehachse D erstreckende Teilungsebene T gebildet wird, welche den Rotorgrundkörper 8 teilt. Die Teilungsebene T liegt im gezeigten Aus- führungsbeispiel vollständig in einer Ebene. Aufgrund des identischen Aufbaus der beiden Grundkörperteile 6 teilt die Teilungsebene T den Rotorgrundkörper 8 mittig, wobei sowohl die Ölkanäle 16 als auch die Hohlräume 20 in der Teilungsebene T liegen.
Im Rotorgrundkörper 8 bildet die Innenseite 4 im Bereich des Nabenteils 12 eines der Grundkörperteile 6 eine Wandung der Ölkanäle 16 des gegenüberliegenden Grundkörperteils. Außerdem sind aufgrund der spiegelbildlichen Orientierung der Hälften 6 bei einem zusammengefügten Rotorgrundkörper 8 im Bereich jedes Flügels 18 auf beiden Seiten des Flügels 18 Kanäle 16 angeordnet, wobei einer der Ölkanäle 16 der einen Hälfte 6 und der andere Ölka- nal 16 der zweiten Hälfte 6 zugeordnet ist.
Zum Verbinden der beiden Grundkörperteile 6 miteinander sind in den Flügeln 18 geformte Zapfen 22 vorgesehen, die zum Herstellen eines Formschlusses in Zapfenaufnahmen 24 an dem gegenüberliegenden Grundkörperteil 6 eingeführt werden. Bei jedem Grundkörperteil 6 entspricht die Anzahl der Zapfen 22 der Anzahl der Zapfenaufnahmen 24. Die Zapfen 22 und die Zapfenaufnahmen 24 sind dabei derart positioniert, dass bei einer spiegelbildlichen Gegen- Überstellung zweier identischer Grundkörperteile 6 für jeden Zapfen 22 eine Zapfenaufnahme 24 im gegenüberliegenden Grundkörperteil 6 vorgesehen ist.
Der Rotorgrundkörper 8 bzw. die Grundkörperteile 6 sind aus einem Sintermaterial in einem Sintervorgang ausgebildet. Zunächst werden die einzelnen Grundkörperteile 6 insbesondere aus Metallpulver mit dem gleichen Werkzeug geformt. Dabei sind an jedem Grundkörperteil 6 die Hohlräume 20 zur Gewichtsreduzierung, die Ölkanäle 16 sowie weiterhin vorzugsweise Abstützelemente für eine Spiralfederaufnahme integriert. Zwei solche Grundkörperteile 6 werden über ihre Zapfen 22 zusammengefügt und durch Wärmebehandlung verdichtet und ausgehärtet, so dass insbesondere ein einstückiger Rotorgrundkörper 8 entsteht. Die Hohlräume 20 sowie die Ölkanäle 16 sind dabei im Inneren des Rotorgrundkörpers 8 eingeschlossen und es ist keine nachträgliche Bearbeitung des Rotorg rundkörpers 8 z.B. zur Ausbildung von Bohrungen erforderlich.
Ein Rotor 10, der auf diese Weise ausgebildet wird, eignet sich insbesondere als ein Innenrotor für Nockenwellenversteller, kann jedoch auch in Pumpen oder auf weiteren ähnlichen Anwendungsgebieten eingesetzt werden.
Liste der Bezugszahlen
äußere Seite
innere Seite
Grundkörperteil
Rotorg rundkörper
Stator
Rotor
Kammer
gegenläufige Kammern
Nabenteil
Steg
Ölzuführung
Ölkanal
Flügel
Hohlraum
Zapfen
Zapfenaufnahme
Drehachse
Teilungsebene

Claims

Patentansprüche
1 . Rotor (10), insbesondere für einen Nockenwellenversteller, umfassend einen Rotorgrund körper (8), der ein Nabenteil (12) mit einer zentralen Öl- zuführung (14), zumindest einen am Nabenteil (12) radial angeordneten Flügel (18) sowie durch das Nabenteil (12) beidseitig eines jeden Flügels (18) verlaufende, mit der zentralen Ölzuführung (14) strömungstechnisch verbundene Ölkanäle (16) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorg rund körper (8) entlang einer
Teilungsebene (T) geteilt ist und zwei Grundkörperteile (6) aufweist.
2. Rotor (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Rotorgrundkörper (8) Hohlräume (20) vorgesehen sind.
3. Rotor (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (20) im Nabenteil (12) ausgebildet sind.
4. Rotor (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Hohlräume (20) etwa 1/3 bis 2/3 der Fläche des Nabenteils (12) zwischen zwei Flügeln (18) beträgt.
5. Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölkanäle (16) in der Teilungsebene (T) angeord- net sind.
6. Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorg rund körper (8) eine Drehachse (D) aufweist und die Teilungsebene (T) senkrecht zur Drehachse (D) steht.
7. Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungsebene (T) den Rotorgrundkörper (8) mittig teilt und die Grundkörperteile (6) zwei Hälften des Rotorg rundkörpers (8) bilden.
8. Rotor (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hälften identisch ausgebildet sind.
9. Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Grundkörperteil (6) jedem Flügel (18) jeweils ein Ölkanal (16) zugeordnet ist.
10. Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkörperteile (6) über Zapfen (22) miteinander verbunden sind.
1 1 . Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Rotorgrundkörper (8) als Sinterkörper ausgebildet ist.
12. Verfahren zum Herstellen eines Rotors (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest zwei Grundkörperteile (6) für den Rotorgrundkörper (8) hergestellt und fest miteinander verbunden werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkörperteile (6) als zwei identische Hälften hergestellt werden und anschließend zusammengefügt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkörperteile (6) zunächst als Grünkörper ausgebildet, anschließend zusammengefügt und schließlich gesintert werden.
15. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle eines Motors, mit einem Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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