JP2020501080A - カムシャフトアジャスター用ローターのローター部品、及びその製造用プレス工具 - Google Patents

Abstract

本発明はカムシャフトアジャスター（３）用第１ローター部品（１）に関し、第１ローター部品は円盤状に構成され、第１ローター部品（１）は周方向に包囲肩部（１１）を有し、肩部（１１）は第１端面（５）を超えて第１軸方向に延び、第１ローター部品（１）は、前記第１端面（５）とは離間して前記第１内部ケーシング（８）の肩部（１１）側に設けられ、肩部（１１）から第１ローター部品（１）を通じて径方向（７）外向きに延びて第１端面（５）に至る第１流体ダクト（１５）で第１端面（５）と接続される１以上の第１内部開口（１４）を有し、第１ローター部品（１）が、全ての第１内部開口（１４）と、第１流体ダクト（１５）と、肩部（１１）とを有する単体として粉末冶金によって製造される。本発明は更に、第１ローター部品を製造するためのプレス工具に関する。【選択図】図７

Description

本発明は、カムシャフトアジャスター用ローターのローター部品と、該ローター部品により形成されたローターと、該ローター部品製造用プレス工具とに関する。

カムシャフトアジャスターは、ステーターと、ステーター内に回転可能に配置されるローターとを含む。ローターは、内燃機関のカムシャフトに接続可能である。ローターが１以上の制御羽根を有し、制御羽根はローターの外部ケーシングから径方向に外向きに延び、１以上の制御羽根と、径方向に内向きに延びるステーターの仕切壁とが、２以上のチャンバーを形成する。第１チャンバーは第１外部開口を介して第１流体ダクト系に接続可能であり、第２チャンバーは第２外部開口を介して第２（別の）流体ダクト系に接続可能である。チャンバー内での圧力関係に従って特にステーターに対してローターが回転するよう、チャンバーには、流体ダクト系を経由して、特に加圧流体が供給可能である。

粉末冶金で製造されたカムシャフトアジャスター用のローターは、例えばドイツ特許出願公開第１０ ２０１１ １１７ ８５６ Ａ１号から公知である。上記出願において、一の流体ダクト系には、第１ローター部品の内部ケーシング表面上の開口を通じて加圧流体が供給される。別の流体ダクト系には、別のローター部品の端面上の開口を通じて加圧流体が供給される。

ドイツ特許出願公開第１０ ２０１３ ０１５ ６７５ Ａ１号からは、カムシャフトアジャスター用ローターが公知であり、ローターの内部ケーシング表面上の開口を通じて２つの流体ダクト系それぞれに加圧流体が供給される。このために、ローターは焼結結合された２つのピースからなり、カムシャフト上の焼結結合されたピース内で径方向に配置された挿入ピース（第３ピース）が、流体ダクト系を分割し、かつ、ローターをカムシャフト上で中心合わせする。

さらに、ローターが単体として設計されており、カムシャフト上のローターの中心合わせ部と、流体ダクト系の仕切りと、カムシャフト上の加圧流体供給部とチャンバーとの間の流体ダクトとが切断（旋盤加工、穿孔、フライス加工等）によって形成されている、カムシャフトアジャスター用ローターが公知である。

公知のカムシャフトアジャスター用ローターは、機能面では実現可能だが、ダクト、ローターの中心合わせ面、及び流体ダクト系の分割のための密封面の構成が複雑であり、極めて高い製造及び／又は組み立てコストがかかる。したがって、たとえば組み立て後の状態で加圧流体用の開口を形成するために、数多くの部品を高い精度で製造する必要がある。このローターがトラブルなく機能するためには、しばしば、相当程度の後加工、及び／又は長時間にわたる組み立てが不可避である。

ドイツ特許出願公開第１０ ２０１１ １１７ ８５６ Ａ１号明細書 ドイツ特許出願公開第１０ ２０１３ ０１５ ６７５ Ａ１号明細書 ドイツ特許出願公開第１０ ２００９ ０４２ ６０３ Ａ１号明細書 ドイツ特許出願公開第１０ ２００９ ０４２ ５９８ Ａ１号明細書

以上から、本発明の目的は、従来技術の問題を少なくとも部分的に軽減、又は解消することである。特に、カムシャフト上のローターの中心合わせ、及びローターによる流体ダクト系の分割が実現され、かつ、低い製造コストで粉末冶金によって製造可能であるローターが提案される。

これらの問題は、請求項１の構成要素による第１ローター部品、及び請求項３の構成要素によるローターによって解決される。更に、第１ローター部品を製造可能とする、請求項１３の構成要素によるプレス工具が示される。従属項の主題は、有利な変形である。請求項で個別に言及されている構成要素は、技術的に妥当な状況において互いに組み合わされ、明細書の例示的な詳細及び／又は本発明の更なる実施形態を示す図面の詳細によって補完される。

本発明において、カムシャフトアジャスター用ローターの第１ローター部品が示され、第１ローター部品は（略）円盤（又は環）状に構成され、第１端面と第２端面との間で軸方向に、かつ第１内部ケーシングと第１外部ケーシングとの間で径方向に延びる。第１端面と第２端面とは、少なくとも部分的に（おおよそ）平行に構成される。第１内部ケーシングは、少なくとも部分的に円筒形に構成される。第１外部ケーシングは、部分的に円筒形に構成される。第１端面、第２端面、第１内部ケーシング及び／又は第１外部ケーシングは、凹み及び／又は突起を有して構成されてもよい。

第１ローター部品は、第１内部ケーシングから径方向内向きに延び、周方向にこれを包囲し、第１端面を超えて第１軸方向に延び、外周面を形成する肩部を第１内部ケーシング上に有する。具体的には、肩部は第１端部を超えて軸方向に突出する唯一の形状要素を構成する。包囲肩部は、軸方向に同じ一定の拡張を有することが好ましい。包囲肩部は、径方向に閉じていること（流体密封）が好ましい。包囲肩部は、単独の部品として構成されても、ローター部品と一体的に構成されてもよい。別の実施形態では、さらに第１端面から離間した１以上の密封手段を必要とする。密封手段とその製造方法の説明は、ドイツ特許出願公開第１０ ２０１１ １１７ ８５６ Ａ１号全体における対応する記載が引用される。

第１ローター部品は、第１内部ケーシングの肩部側に設けられ、第１端面とは逆側を向き、肩部から第１ローター部品を通じて径方向外向きに延びる第１流体ダクトで第１端面に接続される、１以上の第１内部開口を有する。第１ローター部品は、２つ、３つ、４つ、又は５つの第１内部開口を有することが好ましい。第１内部開口は、包囲肩部に直接隣接して、第１内部ケーシングに配置されることが好ましい。第１内部開口には、好ましくは包囲肩部の後ろで、第１ローター部品を貫通して、第一端面上の領域まで、又は第一端面に達するまで延びる第１流体ダクトが現れる。第１開口を起点とする第１流体ダクトの経路は、第１端面まで短い流体接続が成立するようなものであることが好ましい。すなわち、主に軸方向に（包囲肩部の後ろ、かつそれに平行に）延びることが好ましい。全ての第１開口及び対応する流体ダクトが、周方向に均等に分散されている、特には、対向する対として配置される及び／又は同じ構成を有することが好ましい。

第１ローター部品は、１以上の第１内部開口（又は全ての第１内部開口）と、１以上の第１流体ダクト（又は全ての第１流体ダクト）と、肩部とを有する単体として粉末冶金によって製造される。「粉末冶金によって製造される」とは、具体的には、前記第１ローター部品がプレスによって金属粉末から作られることを意味する。つまり、前記第１ローター部品はプレスされた粉末金属の部品である。通常、この状態はグリーン体として知られる。後続の焼結工程によって、第１ローター部品の強度が向上する。第１ローター部品は焼結プレス粉末金属部品としてカムシャフトアジャスター内で用いられることが好ましい。

肩部の外周面は、例えば第２ローター部品を軸方向に沿って外周面に対して押し付けることにより第１ローター部品が第２ローター部品と接続可能となるよう、特には軸方向と同軸的に（もしくは第１ローター部品の中心軸に対して円筒状に）延びる。

少なくとも第１ローター部品の全ての第１開口と全ての第１流体ダクトとが、切断することなく、特には粉末冶金による製造中にプレスすることで形成されていると好ましい。

第１ローター部品は、具体的には第１ローター部品の外部ケーシングから径方向外向きに延びる（特には２、３、４、５等の）制御羽根である制御羽根の少なくとも一部分、好ましくは制御羽根の半分、を有する。１以上の制御羽根（第２ローター部品の、制御羽根の他の部分によって補完され得る）を有することで、第１ローター部品がステーター内に配置された際に、ステーター内に２つのチャンバーが形成され、このとき第１チャンバーは、第１外部開口（例えば第１外部ケーシング上の）と、第１流体ダクトと、第１内部開口とを介して、カムシャフトから提供される加圧流体供給部に接続可能である。

各制御羽根は、カムシャフトアジャスター内でステーターの２つの仕切壁の間に配置され、これにより制御羽根の両側にチャンバーが形成される。上述のとおり、各チャンバーは外部開口を介してそれぞれの流体ダクト系に接続される。

第１ローター部品は肩部を有し、肩部は具体的にはカムシャフトと共に密封面を形成することで、第１ローター部品のカムシャフト上での中心合わせ、及び、２つの流体ダクト系の分離（第１内部開口と第１流体ダクトと第１外部開口とからなる第１流体ダクト系、第２内部開口と第２流体ダクトと第２外部開口とからなる第２流体ダクト系）を実現する。

更に、カムシャフトアジャスター用ローターが提案される。ローターは、カムシャフトアジャスターのステーター内で回転可能に配置されるための２つの流体ダクト系を有し、各流体ダクト系において、１以上の流体ダクトがそれぞれ、ローターの内部ケーシングにおける内部開口からローターの外部ケーシングにおける外部開口へと延び、第１ローター部品と第２ローター部品との間のローターの分割面において流体ダクトが少なくとも部分的に延びる。第１ローター部品は第１流体ダクト系の全ての第１内部開口を含む。さらに、第１ローター部品は、第１内部ケーシングから径方向内向きに延び、周方向にこれを包囲し、第２ローター部品へと第１軸方向に延び、肩部の外周面上に第２ローター部品を第１ローター部品と同軸的に配置可能とする肩部を第１内部ケーシング上に有する。第１ローター部品は、第１内部ケーシングの肩部側に設けられ、第２ローター部品とは逆側を向く１以上の第１内部開口を有し、第１ローター部品は、すべての第１内部開口と、第１流体ダクトと、肩部とを有する単体として粉末冶金によって製造される。

具体的には、流体ダクトは少なくとも部分的にローターの制御羽根へと延び、それにより、外部ケーシングのみならず制御羽根の少なくとも一部に外部開口が形成される。このような実施形態において、ステーターの仕切壁は第２開口を完全に封鎖することはなく、それにより、ローターとステーターの位置にかかわらず、仕切壁と制御羽根との間のそれぞれのチャンバーを充填できる。別の実施形態では、流体ダクトの外部開口が制御羽根のそれぞれの側壁に完全に現れていることが必要である。このようにして、それぞれの側壁がステーターの仕切壁に押し付けられるようにできる。

第１ローター部品は、具体的には上述のように構成されるので、その中の記載全体を説明のために用いることができる。ローター部品の構成に関する以下の説明も、個別の部品の説明のために同様に用いることができる。

具体的には、流体ダクトは第１ローター部品と第２ローター部品との間の分割面に配置され、それにより流体ダクトは少なくとも部分的にローター部品の端面に形成される。流体ダクトは、分割面において径方向に延びることが好ましい。

この点について、接合面となる端面を押圧することで流体ダクトが形成される、ドイツ特許出願公開第１０ ２０１１ １１７ ８５６ Ａ１号が参照される。ここで流体ダクトは、粉末冶金によって形成された密封手段（突起と切り込み）によって密封されており、特に、それぞれ単体として製造されたローター部品を組み立てることで、更なる加工を必要とせずにローターを形成できる。密封手段とその製造についての説明は、ドイツ特許出願公開第１０ ２０１１ １１７ ８５６ Ａ１号全体のそれぞれの記載が参照される。

特に、第１ローター部品は肩部の領域において最小内径を有し、肩部は、第２ローター部品とは逆側に、第１内部ケーシングと最小内径との間で周方向に包囲し、第１軸方向に第１流体ダクトシステムの境界を定める第１端面を有する。肩部は、第２ローター部品側に、外周面と最小内径との間で周方向に包囲し、第２軸方向に第２流体ダクトシステムの境界を定める第２端面を有する。肩部の端面と第１ローター部品の端面は、互いに（部分的に）平行に配向されることが好ましい。肩部の第１端面は、第１ローター部品の端部間に軸方向に配置されることが好ましい。

第１ローター部品は、最小の内径でカムシャフト上に肩部にわたって配置可能であること、肩部の肩部ケーシング内面によりカムシャフトとの密封面が形成されることが好ましい。第１及び第２流体ダクト系は、肩部と密封面によって互いに分離されている。

具体的には、肩部は、カムシャフト上で（肩部の外周面によって）第１ローター部品及び第２ローター部品を中心合わせする。

肩部は、周方向に沿って、第１端面と第２端面との間に異なる軸方向の延出長を有してもよい。肩部の、円周に沿って少なくとも部分的に増大した軸方向の延出長は、密封面のカムシャフトとの密封効果、及び／又はカムシャフト上のローター部品の中心合わせを向上させ得る。

具体的には、全ての第１開口は分割面に対して軸方向に互い違いになっている。したがって、第１流体ダクトは少なくとも部分的に軸方向に延び、それにより、分割面に対してずれて配置されている第１開口が、少なくとも部分的に分割面に配置されている第１流体ダクトに、また、第１外部開口に接続される。

好適な実施形態によれば、第２ローター部品は（も）、少なくとも全ての第２内部開口及び第２流体ダクトを有する単体として粉末冶金で形成されている。

第２ローター部品の少なくとも全ての第２開口と全ての第２流体ダクトとが切断することなく形成されていると好ましい。

具体的には、粉末冶金（だけ）により製造された、又は、プレスされた金属粉末部品からなる、２つ（だけ）の部品からなるローターが提案される。具体的には、切断加工が不要であり、容易かつ経済的に製造可能なローターが提供可能である。

第１ローター部品と第２ローター部品とが、軸方向に沿った肩部の外周面と第２ローター部品との間の圧迫結合によってフォースクロージャー状態で結合されていると好ましい。このために特に、圧迫結合を形成する２つの表面が軸方向に対して平行である。フォースロック接続のためには、結合される表面に垂直抗力が働くことが必要である。静止摩擦によって生まれる対抗力が相殺されていない限り、これらが相互にずれることが防止される。

別の好ましい実施形態によれば、第１ローター部品と第２ローター部品とが周方向の形状結合により結合されるよう、肩部の外周面が１以上の輪郭形状を有する。このために、外周面に配置された第２ローター部品の第２内部ケーシングは、輪郭形状に一致する形状を有する。形状結合による接続は、２以上の接続対象同士が互いに係合することで成立する。これにより、力伝達の中断があってもなくても、接続対象は緩むことがない。すなわち、形状結合による接続は、一方の接続対象は他方の接続対象を塞ぐ。

周方向の形状結合による接続は、例えば第２ローター部品の位置決め補助として用いることができ、それによれば、第２ローター部品の、第１ローター部品に対する相対的な回転位置が決定される。輪郭形状としては、外周面に、特には軸方向及び径方向（のみ）に沿って延びる、１以上の突起又は凹部を設けてよい。具体的には、外周面（ならびに第２内部ケーシング）は、スプライン状に構成されてよい。

特に好ましい実施形態によれば、第１ローター部品と第２ローター部品とが、肩部から径方向に外向きに、（ローターの）１以上の他の部品において軸方向に交差し、（肩部の外周面上の圧迫結合に加えて）（ローターの）この部品において（更なる）圧迫結合を形成する。特に、１以上の制御羽根の領域に、この少なくとも一の圧迫結合が形成される。（外周面の圧迫結合に加えて）１以上の制御羽根の領域に更なる圧迫結合を配置することで、カムシャフトアジャスターの操作中、第１ローター部品と第２ローター部品との間の分割面に隙間が形成されないようにして、ローターとカムシャフトアジャスターの機能が損なわれるのを防ぐことができる。この更なる軸方向の交差は、例えば、他方のローター部品上の対応する形状の凹部へと（部分的に）延びる、ローター部品上の１以上のボルト及び／又は突起によって形成される。

このようなボルト又は突起は、塊状部品として構成され、グリーンの段階でそれぞれのローター部品と共に製造されることが好ましい。この点について、粉末冶金により製造された部品と塊状部品とからなる複合部品の製造方法が説明されているドイツ特許出願公開第１０ ２００９ ０４２ ６０３ Ａ１号が参照される。ドイツ特許出願公開第１０ ２００９ ０４２ ６０３ Ａ１号は、複合部品の製造について説明されている方法に関し、本明細書において全体が引用される。

また、このようなボルト又は突起は、同じく粉末冶金部品として構成されてもよく、グリーンの段階で対応するローター部品と共に製造される。この点について、２つの部分グリーン体からなるグリーン体の製造方法が説明されているドイツ特許出願公開第１０ ２００９ ０４２ ５９８ Ａ１号が参照される。ドイツ特許出願公開第１０ ２００９ ０４２ ５９８ Ａ１号は、グリーン体の製造について説明されている方法に関し、本明細書において全体が引用される。

具体的には、第１ローター部品及び第２ローター部品が １以上の圧迫結合（又は複数の圧迫結合）（のみ）によって、特に拘束的に、結合されることが提案されている。

更に、１以上のステーターと、ステーター内に回転可能に配置される本明細書で提案の新規なローターとを含むカムシャフトアジャスターが提案される。ローターは１以上の制御羽根を有し、制御羽根はローターの外部ケーシングから径方向に外向きに延び、１以上の制御羽根（及び１以上の制御羽根の周方向両側に配置された、径方向に内向きに延びるステーターの仕切壁）によって２つのチャンバーが形成され、第１チャンバーは第１外部開口を介して第１流体ダクト系に接続可能であり、第２チャンバーは第２外部開口を介して第２流体ダクト系に接続可能である。

仕切壁又はステーターに対して制御羽根ひいてはローターが回転するよう、チャンバーには、流体ダクト系を経由して加圧流体が供給可能である。ローターの回転は、カムシャフトの回転をもたらす。

本発明の更なる側面は、第１ローター部品、特に、本明細書で提案の新規な第１ローター部品を製造するためのプレス工具に関する。

プレスで製造された第１ローター部品は円盤状に構成され、第１端面と第２端面との間で軸方向に、かつ第１内部ケーシングと第１外部ケーシングとの間で径方向に延びる。第１ローター部品は第１内部ケーシングから径方向内向きに延び、周方向にこれを包囲する肩部を第１内部ケーシング上に有し、肩部の領域において最小内径を有し、肩部は第１端面を超えて第１軸方向に延びて外周面を形成するとともに、外周面と最小内径との間で周方向に包囲して第２軸方向に第２流体ダクトシステムの境界を定める第２端面を有する。第１ローター部品は、前記第１内部ケーシングの肩部側に設けられ、第１端面とは逆側を向き、肩部から第１ローター部品を通じて径方向外向きに延びる第１流体ダクトで第１端面に接続される、１以上の第１内部開口を更に有する。

この第１ローター部品を製造するために、プレス工具は、それぞれ軸方向に沿って移動可能な複数のラムを有する。プレス工具は、第２端面と接触する１以上の上部ラムと、第１端面と接触する１以上の下部ラムとを有する。さらに、プレス工具が１以上の第２下部ラムを含み、１以上の第２下部ラムが、１以上の第１流体ダクト及び１以上の第１内部開口を形成するように、肩部の外部で第１下部ラムに沿って前記径方向に移動可能であり、１以上の第１内部開口を形成するように、ラム内周面を有する１以上の第２下部ラムが、１以上の上部ラムのラム外周面に接触する。

特に、これらのラム周面の間に粉末が配置されないよう、第２下部ラムは、ラム内周面によって（連携して、又は同時に）ラム外周面に沿って軸方向に摺動する。

第２下部ラム（又はマンドレル）は、個別のラムとして（すなわち、第１下部ラムから独立して）構成され、第２下部ラムと１以上の上部ラムとの端面間で、粉末の（別々の）制御可能な圧縮が実現される。

第１下部ラムによって、特に第１ローター部品にダクト構造が形成される。このダクト構造は、第２下部ラムによって形成された第１流体ダクトに直接接する。これらは共に、第１ローター部品を貫通する第１流体ダクトの１以上の部分（好ましくは全て）を形成する。これは、第２ローター部品における対応する補完的外形によって閉鎖可能であり、それにより、第１内部開口及び外部開口のみが流体入口又は流体出口を形成する。

別の実施形態では、第２ローター部品内の第１流体ダクトのダクト構造が第１ローター部品内の第１流体ダクトに接し、ひいては、第１ローター部品によって被覆されることが必要である。このようにして、例えば第１内部開口は第１ローター部品内に配置可能となり、対応する外部出口は少なくとも部分的に、好ましくは全体的に、第２ローター部品内に、配置可能となる。

第１（及び第２）流体ダクトは、一定の直径を有してもよく、直径が変化してもよい。第１（及び第２）流体ダクトは、プレス軸に対して直角に、又は角度を有して、延びてよい。第１（及び第２）流体ダクトは、プレス軸に対して直角の面に対して角度を有してよい。流体ダクトは、流出する流体が斜めの角度でステーター面に当たるよう、例えば、プレス軸に対して直角の面において斜めの流路を有してもよい。

この点について、プレス方向に直角に配置される側面開口又はスロットを単一部品に形成する方法が説明されている国際公開第２００４／１１２９９６ Ａ１号が参照される。この点に関する国際公開第２００４／１１２９９６ Ａ１号の開示は全体的に本明細書に援用される。

更に、上述のプレス工具によって第１ローター部品を製造する方法が提案され、１以上の上部ラムと下部ラムとの間に配置された粉末をプレスする際、１以上の第１下部ラムは１以上の上部ラムから常に軸方向に離間して配置され、１以上の第２下部ラムは、１以上の第１流体ダクトと１以上の第１内部開口とを形成するよう１以上の第１下部ラムに沿って移動し、１以上の上部ラムと軸方向に重なるように配置され、１以上の第２下部ラムのラム内周面が１以上の上部ラムのラム外周面に接触することで１以上の第１内部開口が形成される。

更に、本明細書に記載された新規なローターを製造する方法が提案され、以下の工程が含まれる。
（ａ）粉末冶金により第１ローター部品を作成する工程であって、第１ローター部品を焼結することを含む工程と、
（ｂ）粉末冶金により第２ローター部品を作成する工程であって、第２ローター部品を焼結することを含む工程と、
（ｃ）第１ローター部品の外周面と第２ローター部品との間の１以上の圧迫結合により第１ローター部品と第２ローター部品とを（任意で、更なる圧迫結合により）接続してローターを製造する工程。

第１ローター部品、ローター、カムシャフトアジャスター、提案された方法、及びプレス工具に関する記載は、相互に適用可能である。

図面を参照して、以下に本発明とその技術的文脈を説明する。図面は特に好適な例示的実施形態を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。図面と、特に図示される寸法関係は、模式的なものにすぎないことが特に強調される。同じ部材に対しては同じ参照番号が付される。

ドイツ特許出願公開第１０ ２０１１ １１７ ８５６ Ａ１号に記載の公知のカムシャフトアジャスターの斜視図である。 切断によって形成された開口と流体ダクトとを有する公知の単体ローターの斜視図である。 図２に示すローターの上面図である。 図３に示す線に沿った断面の部分図である。 ドイツ特許出願公開第１０ ２０１３ ０１５ ６７５ Ａ１に記載の公知のローターの断面斜視図である。 カムシャフト上に配置された図５のローターの断面側面図である。 ローターの斜視図である。 図７のローターの上面図である。 図８のＡ−Ａ断面側面図である。 図７〜９の断面斜視図である。 図１０のローターの分解断面図である。 第１ローター部品の斜視図である。 第２ローター部品を製造するためのプレス工具の断面斜視図である。 第１ローター部品を製造するためのプレス工具の断面斜視図である。

図１は、ドイツ特許出願公開第１０ ２０１１ １１７ ８５６ Ａ１号に記載のカムシャフトアジャスター３の斜視図である。カムシャフトアジャスター３は、ステーター１６と、ステーター１６内に回転可能に設けられるローター２とを含む。ローター２は、ローター２の外部ケーシング９から径方向７に外向きに延びる５つの制御羽根３２を有し、この制御羽根３２と、径方向７に内向きに延び各制御羽根３２の周方向１０両側に配置されるステーター１６の仕切壁４２とにより、２つのチャンバー３３、３４が形成される。第１チャンバー３３は第１外部開口２１を介して第１流体ダクト系１７に接続可能であり、第２チャンバー３４は第２外部開口２２を介して第１流体ダクト系１８に接続可能である。仕切壁４２又はステーター１６に対して制御羽根３２ひいてはローター２が回転するよう、チャンバー３３、３４には、流体ダクト系１７、１８を経由して加圧流体が供給可能である。ローター２の回転は、カムシャフト４１の回転をもたらす。

図２は、切断によって形成された開口１４、１９、２１、２２及び流体ダクト系１７、１８の流体ダクト１５、２４を有する公知の単体ローター２の斜視図である。ここで、ローター２は４つの制御羽根３２を有する。内部ケーシング８に配置された第１内部開口１４と、外部ケーシング９に配置された第１外部開口２１とは、第１流体ダクト１５を介して連結され、第１流体ダクト系１７を形成する。内部ケーシング８に配置された第２内部開口１９と、外部ケーシング９に配置された第２外部開口２２とは、第２流体ダクト２４を介して連結され、第２流体ダクト系１８を形成する。

図３は、図２のローター２の上面図である。カムシャフト４１上の配置（図示せず）のため、ローター２は最小内径２７を有する肩部１１を有する。

図４は、図３に示す線に沿った断面の部分図である。図２及び３についての記載が参照される。ローター２は、肩部１１の領域において最小内径２７を有し、肩部は、第１内部ケーシング８と最小内径２７との間で周方向１０に包囲し、第１軸方向１２に第１流体ダクトシステム１７の境界を定める第１端面２８を有する。肩部１１は、外周面８と最小内径２７との間の逆側に、周方向１０に包囲し、第２軸方向３０に第２流体ダクトシステム１８の境界を定める第２端面２９を有する。ローター２は、最小内径２７を有する肩部１１を介してカムシャフト４１上に配置可能であり、それにより、肩部１１はカムシャフト４１との間に密封面を形成する。肩部１１と密封面とにより、第１及び第２流体ダクト系１７、１８は互いから分離される。肩部１１はカムシャフト４１上でローター２を中心合わせする。ここで、カムシャフト４１上のローター２の中心合わせ、流体ダクト系１７、１８の分離、及びカムシャフト４１上の加圧流体供給部とチャンバー３３、３４との間の流体ダクト１５、２４は、切断（旋盤加工、穿孔、フライス加工等）によって形成されている。

図５はドイツ特許出願公開第１０ ２０１３ ０１５ ６７５ Ａ１号に記載のローター２の断面斜視図である。図６はカムシャフト４１上に配置された図５のローター２の断面側面図である。図５及び６を合わせて以下に説明する。ローター２の機能については、図２〜４についての記載が参照される。このローター２においても、ローター２の内部ケーシング表面８、２０上の内部開口１４、１９を介して２つの流体ダクト系１７、１８それぞれに加圧流体が供給される。このために、ローター２は２つの焼結結合部品（第１ローター部品１及び第２ローター部品２６）で構成され、挿入部品（第３部品）がカムシャフト４１上でこれら焼結結合部品の内部に径方向７に配置されることで肩部１１を形成し、流体ダクト系１７、１８を分離するとともにローター２をカムシャフト４１上で中心合わせする。

図７はローター２の斜視図である。ローター２は４つの制御羽根３２を有し、２部構成となっている。分割面２５に沿って、一方に第１ローター部品１が配置され、他方に第２ローター部品２６が配置され、これら２つの部品が結合されることでローター２が形成される。第１内部ケーシング８に配置された第１内部開口１４と、第１外部ケーシング９に配置された第１外部開口２１とは、第１流体ダクト１５によって連結され、第１流体ダクト系１７を形成する。第２内部ケーシング２０に配置された第２内部開口１９と、第２外部ケーシング２３に配置された第２外部開口２２とは、第２流体ダクト２４によって連結され、第２流体ダクト系１８を形成する。ローター２は肩部１１を有し、肩部１１は周方向１０に包囲する第２端面２９を形成する。

図８は、図７に示すローター２の上面図である。カムシャフト４１上の配置（図示せず）のため、ローター２は最小内径２７を有する肩部１１を有する。

図９は、図８のＡ−Ａ断面側面図である。ローター２は２部構成であり、両ローター部品１、２６は円盤形状を有する。第１ローター部品１第１端面５と第２端面６との間で軸方向４、１２、３０、かつ第１内部ケーシング８と第１外部ケーシング９との間で径方向７に延びる。

ローター２は、カムシャフトアジャスター３のステーター１６内で回転可能に配置されるための２つの流体ダクト系１７、１８を有し、各流体ダクト系１７、１８は、それぞれローター２の内部ケーシング８、２０における内部開口１４、１９からローター２の外部ケーシング９、２３における外部開口２１、２２へと延びる流体ダクト１５、２４を有する（ここでは第２流体ダクト系１８のみを示す）。第１ローター部品１と第２ローター部品２６との間のローター２の分割面２５において、流体ダクト１５、２４が少なくとも部分的に延びる。第１ローター部品１は、第１流体ダクト系１７の全ての第１内部開口１４を含む。

更に、第１ローター部品１は、第１内部ケーシング８から径方向内向きに延び、周方向１０にこれを包囲し、第２ローター部品２６へと第１軸方向１２に延び、肩部１１の外周面１３上に第２ローター部品２６を第１ローター部品１と同軸的に配置可能とする肩部１１を第１内部ケーシング８上に有する。第１ローター部品１は、第１内部ケーシング８の肩部１１側に設けられ、第２ローター部品２６とは逆側を向く複数の第１内部開口１４を有する。

第１ローター部品１は、肩部１１の領域において最小内径２７を有する。肩部１１は、第２ローター部品２６とは逆側に、第１内部ケーシング８と最小内径２７との間で周方向１０に包囲し、第１軸方向１２に第１流体ダクトシステム１７の境界を定める第１端面２８を有する。肩部１１は、第２ローター部品２６側に、外周面１３と最小内径２７との間で周方向１０に包囲し、第２軸方向３０に第２流体ダクトシステム１８の境界を定める第２端面２９を有する。

第１ローター部品１は、最小内径２７を有する肩部１１を介してカムシャフト４１（図示せず、図６を参照）上に配置可能であり、それにより、肩部１１（もしくはその肩部ケーシング内面５１）はカムシャフト４１との間に密封面を形成する。肩部１１と密封面とにより、第１及び第２流体ダクト系１７、１８は互いから分離される。肩部１１は、カムシャフト４１上で（肩部１１の外周面１３によって）第１ローター部品１及び第２ローター部品２６を中心合わせする。肩部１１は、周方向１０に沿って、第１端面２８と第２端面２９との間に異なる軸方向４、１２、３０の延出長を有してもよい。ここで、第１端面２８と第２端面２９とは互いに平行に延びる。しかしながら、相互に平行な延在から逸脱していてもよい。肩部１１の、少なくとも部分的に増大した軸方向４、１２、３０の延出長は、密封面のカムシャフト４１との密封効果、及び／又はカムシャフト４１上のローター部品１、２６の中心合わせを向上させ得る。

第１ローター部品１と第２ローター部品２６とが、軸方向４、１２、３０に沿った肩部１１の外周面１３と第２ローター部品２６との間の圧迫結合によってフォースロック状態で結合されていると好ましい。圧迫結合３１．１を形成する両表面（外周面１３及び第２ローター部品２６の表面）は、軸方向４、１２、３０に延びる。

第１ローター部品１と第２ローター部品２６とは、肩部１１から径方向７に外向きに、ローター２の一の更なる部品において軸方向４、１２、３０に交差し、（外周面１３上の圧迫結合３１．１に加えて）ローター２のこの部品において更なる圧迫結合３１．２を形成する。この更なる圧迫結合３１．２は、制御羽根３２の領域において形成される。各制御羽根３２は、分割面を有する限り、更なる圧迫結合３１．２によって固定されていることが好ましい。

（外周面１３の圧迫結合３１．１に加えて）制御羽根３２の領域に更なる圧迫結合３１．２が存在することで、カムシャフトアジャスター３の操作中、第１ローター部品１と第２ローター部品２６との間の分割面２５に隙間が形成されないようにして、ローター２とカムシャフトアジャスター３の機能を少なくとも損なうのを防ぐことができる。

ここで、この更なる軸方向４、１２、３０の交差は、第１ローター部品１上の対応する形状の凹部４８へと延びる、第２ローター部品２６に配置されるボルト４３によって形成される。ボルト４３は、後から挿入されても、特許出願公開第１０ ２００９ ０４２ ６０３ Ａ１号に記載の方法で、上述のように製造されてもよい。もしくは、独立したボルト４３に加えて、対応するボルト４３が第１ローター部品１及び／又は第２ローター部品２６上に、グリーンイングリーン（ｇｒｅｅｎ−ｉｎ−ｇｒｅｅｎ）法により上述のように形成されてもよい。

図１０は、図７〜９のローター２の断面斜視図である。図１１は、図１０のローター２の分解断面図である。図９についての記載が参照される。図１０及び１１を合わせて以下に説明する。

ここで、第１ローター部品１の肩部１１の外周面１３は、輪郭形状４９（ここでは隠れているため図１２を参照）を有し、それにより第１ローター部品１と第２ローター部品２６とが周方向１０の形状結合によって結合される。この目的で、外周面１３に配置された第２ローター部品２６の第２内部ケーシング２０は、輪郭形状４９に一致する形状５０を有する。周方向１０の形状結合による接続は、ここでは第２ローター部品２６の位置決め補助として用いることができ、それによれば、第２ローター部品２６の、第１ローター部品１に対する相対的な回転位置が確立される。

ここで、全ての第１内部開口１４は、軸方向４、１２、３０において分割面２５に対して互い違いに配置されている。したがって、第１流体ダクト１５は少なくとも部分的に軸方向４、１２、３０に延び、それにより、分割面２５に対してずれて配置されている第１開口１４が、少なくとも部分的に分割面２５に配置されている第１流体ダクト１５に、また、第１外部開口２１に接続される。

ここで、流体ダクト系１７、１８の流体ダクト１５、２４は、いずれも第１ローター部品１と第２ローター部品２６との間の分割面２５に配置され、それにより、流体ダクト１５、２４が少なくとも部分的にローター部品１、２６の端面（第１ローター部品１の第１端面５）に形成される。

図１２は第１ローター部品１の斜視図である。図９〜１１についての記載が参照される。

ここで、第１ローター部品１の肩部１１の外周面１３は、輪郭形状４９を有し、それにより第１ローター部品１と第２ローター部品２６とが周方向１０の形状結合によって結合される。輪郭形状４９は、第２ローター部品２６に配置された対応する形状５０と係合する（ここでは隠れているため図１０を参照）。

ここで、第１ローター部品１の外周面１３上の第２ローター部品２６との圧迫結合３１に加えて、ボルト４３が第１ローター部品１の各制御羽根３２に配置されていることで、対応する第２ローター部品２６の凹部４８との間に更なる圧迫結合３１が形成されている。

図１３は、第２ローター部品２６を製造するためのプレス工具３５の断面斜視図である。この第２ローター部品２６を製造するために、プレス工具３５は、それぞれ軸方向４に沿って移動可能な複数のラム３６、３７、３８を有する。プレス工具３５は、１以上の上部ラム３６と１以上の下部ラム３７とを有する。プレス工具３５は更に、例えば（軸方向４に沿って）異なる材料厚みを形成するのに用いられる第２下部ラム３８を有する。ラム３６、３７、３８は、プレス工程中、金型４４内で中心マンドレル４５の周囲に配置される。

図１４は、第１ローター部品１を製造するためのプレス工具３５の断面斜視図である。この第１ローター部品１を製造するために、プレス工具３５は、それぞれ軸方向４に沿って移動可能な複数のラム３６、３７、３８、４６、４７を有する。プレス工具３５は、第２端面６と接触する１以上の上部ラム３６と、前記第１端面５と接触する１以上の下部ラム３７とを有する。更に、プレス工具３５は１以上の第２下部ラム３８を含み、１以上の第２下部ラム３８が、１以上の第１流体ダクト１５及び１以上の第１内部開口１４を形成するように、肩部１１の外部で第１下部ラム３７に沿って径方向７に移動可能である。ラム内周面３９を有する１以上の第２下部ラム３８は、１以上の第１内部開口１４を形成するように、１以上の上部ラム４６のラム外周面４０に接触する。

ラム３６、３７、３８、４６、４７は、プレス工程中、金型４４内で中心マンドレル４５の周囲に配置される。

プレス工程中、これらのラム周面３９、４０の間に粉末が配置されないよう、第２下部ラム３８は、ラム内周面３９によってラム外周面４０に沿って軸方向４に摺動する。

第２下部ラム３８（又はマンドレル）は、個別のラムとして（すなわち、第１下部ラム３７から独立して）構成され、第２下部ラム３８と上部ラム３６との端面間で、粉末の制御可能な圧縮が実現される。

プレス工具３５で第１ローター部品１を製造する方法において、１以上の上部ラム３６、４６と下部ラム３７、３８、４７との間に配置された粉末をプレスする際、第１下部ラム３７は１以上の上部ラム３６から常に軸方向４に離間して配置され、第２下部ラム３８は、１以上の第１流体ダクト１５と１以上の第１内部開口１４とを形成するよう１以上の第１下部ラム３７（及び第３下部ラム４７）に沿って移動し、第２上部ラム４６と軸方向４に重なるように配置され、第２下部ラム３８のラム内周面３９が第２上部ラム４６のラム外周面４０に接触することで１以上の内部開口１４が形成される。肩部１１は、第２上部ラム４６と第３下部ラム４７とによって形成される。第２下部ラム３８によって形成され、第１内部開口１４を第１外部開口２１に接続する、第１流体ダクト１５に合流する第１流体ダクト１５の更なる流路が、例えば第１ローター部品１において、第１下部ラム３７によって形成される。

１ 第１ローター部品
２ ローター
３ カムシャフトアジャスター
４ 軸方向
５ 第１端面
６ 第２端面
７ 径方向
８ 第１内部ケーシング
９ 第１外部ケーシング
１０ 周方向
１１ 肩部
１２ 第１軸方向
１３ 外周面
１４ 第１内部開口
１５ 第１流体ダクト
１６ ステーター
１７ 第１流体ダクト系
１８ 第２流体ダクト系
１９ 第２内部開口
２０ 第２内部ケーシング
２１ 第１外部開口
２２ 第２外部開口
２３ 第２外部ケーシング
２４ 第２流体ダクト
２５ 分割面
２６ 第２ローター部品
２７ 最小内径
２８ 第１端面
２９ 第２端面
３０ 第２軸方向
３１ 圧迫結合（３１．１及び３１．２）
３２ 制御羽根
３３ 第１チャンバー
３４ 第２チャンバー
３５ プレス工具
３６ （第１）上部ラム
３７ 第１下部ラム
３８ 第２下部ラム
３９ ラム内周面
４０ ラム外周面
４１ カムシャフト
４２ 仕切壁
４３ ボルト
４４ 金型
４５ 中心マンドレル
４６ 第２上部ラム
４７ 第３下部ラム
４８ 凹部
４９ 輪郭形状
５０ 対応する形状
５１ 肩部ケーシング内面

Claims (15)

1. カムシャフトアジャスター（３）用ローター（２）の第１ローター部品（１）であって、
   第１ローター部品（１）は円盤状に構成され、第１端面（５）と第２端面（６）との間で軸方向（４、１２、３０）に、かつ第１内部ケーシング（８）と第１外部ケーシング（９）との間で径方向（７）に延び、
   第１ローター部品（１）は、前記第１内部ケーシング（８）から径方向（７）に内向きに延び、周方向（１０）にこれを包囲し、第１端面（５）を超えて第１軸方向（１２）に延びて、外周面（１３）を形成する肩部（１１）を第１内部ケーシング（８）上に有し、
   第１ローター部品（１）は、前記第１内部ケーシング（８）の肩部（１１）側に設けられ、前記第１端面（５）とは逆側を向き、肩部（１１）から第１ローター部品（１）を通じて径方向（７）外向きに延びる第１流体ダクト（１５）で第１端面（５）に接続される、１以上の第１内部開口（１４）を有し、
   第１ローター部品（１）は、前記１以上の第１内部開口（１４）と、前記１以上の第１流体ダクト（１５）と、前記肩部（１１）とを有する単体として粉末冶金によって製造されることを特徴とする第１ローター部品（１）。
2. 前記１以上の第１内部開口（１４）と前記１以上の第１流体ダクト（１５）とが、少なくとも切断することなく形成されることを特徴とする請求項１に記載の第１ローター部品（１）。
3. カムシャフトアジャスター（３）用ローター（２）であって、
   カムシャフトアジャスター（３）のステーター（１６）内で回転可能に配置されるための２つの流体ダクト系（１７、１８）を有し各流体ダクト系（１７、１８）において、１以上の流体ダクト（１５、２４）がそれぞれ、ローター（２）の内部ケーシング（８、２０）における内部開口（１４、１９）からローター（２）の外部ケーシング（９、２３）における外部開口（２１、２２）へと延び、第１ローター部品（１）と第２ローター部品（２６）との間のローター（２）の分割面（２５）において前記流体ダクト（１５、２４）が少なくとも部分的に延び、前記第１ローター部品（１）が前記第１流体ダクト系（１７）の全ての第１内部開口（１４）を含み、
   第１ローター部品（１）が、第１内部ケーシング（８）から径方向内向きに延び、周方向（１０）にこれを包囲し、第２ローター部品（２６）へと第１軸方向（１２）に延びて、肩部（１１）の外周面（１３）上に第２ローター部品（２６）を第１ローター部品（１）と同軸的に配置可能とする肩部（１１）を第１内部ケーシング（８）上に有し、
   第１ローター部品（１）が、前記第１内部ケーシング（８）の肩部（１１）側に設けられ、第２ローター部品（２６）とは逆側を向く１以上の第１内部開口（１４）を有し、
   第１ローター部品（１）が、すべての第１内部開口（１４）と、第１流体ダクト（１５）と、肩部（１１）とを有する単体として粉末冶金によって製造されることを特徴とするローター（２）。
4. 前記肩部（１１）の領域において前記第１ローター部品（１）が最小内径（２７）を有し、
   前記肩部（１１）が、第２ローター部品（２６）とは逆側に、前記第１内部ケーシング（８）と最小内径（２７）との間で周方向（１０）に包囲し、第１軸方向（１２）に第１流体ダクトシステム（１７）の境界を定める第１端面（２８）を有し、
   前記肩部（１１）が、第２ローター部品（２６）側に、前記外周面（１３）と最小内径（２７）との間で周方向（１０）に包囲し、第２軸方向（３０）に第２流体ダクトシステム（１８）の境界を定める第２端面（２９）を有することを特徴とするローター（２）。
5. すべての第１内部開口（１４）が、分割面に対して軸方向（４、１２、３０）に互い違いになっていることを特徴とする請求項３又は４に記載のローター（２）。
6. 前記第２ローター部品（２６）が、少なくとも全ての第２内部開口（１９）及び第２流体ダクト（２４）を有する単体として粉末冶金で形成されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載のローター（２）。
7. 前記第２ローター部品の少なくとも全ての第２内部開口（１９）及び全ての第２流体ダクト（２４）が、切断することなく形成されることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載のローター（２）。
8. 前記第１ローター部品（１）と前記第２ローター部品（２６）とが、軸方向（４、１２、３０）に沿った肩部（１１）の外周面（１３）と第２ローター部品（２６）との間の圧迫結合（３１）によってフォースクロージャー状態で結合されていることを特徴とする請求項３から７のいずれか一項に記載のローター（２）。
9. 第１ローター部品（１）と第２ローター部品（２６）とが周方向（１０）の形状結合により結合されるよう、前記肩部（１１）の外周面（１３）が１以上の輪郭形状（４９）を有することを特徴とする請求項３から８のいずれか一項に記載のローター（２）。
10. 第１ローター部品（１）と第２ローター部品（２６）とが、肩部（１１）から径方向（７）に外向きに、１以上の他の部品において軸方向（４、１２、３０）に交差し、この部品において圧迫結合（３１）を形成することを特徴とする請求項３から８のいずれか一項に記載のローター（２）。
11. 第１ローター部品（１）と第２ローター部品（２６）とが、１以上の圧迫結合（３１）によって結合されることを特徴とする請求項３から１０のいずれか一項に記載のローター（２）。
12. １以上のステータ（１６）と、ステーター（１６）内に回転可能に配置される、請求項３から１１のいずれか一項に記載のローター（２）とを含むカムシャフトアジャスター（３）であって、
    前記ローター（２）が１以上の制御羽根（３２）を有し、制御羽根（３２）がローター（２）の前記外部ケーシング（９、２３）から径方向（７）に外向きに延び、前記１以上の制御羽根（３２）によって２つのチャンバー（３３、３４）が形成され、
    第１チャンバー（３３）は第１外部開口（２１）を介して第１流体ダクト系（１７）に接続可能であり、第２チャンバー（３４）は第２外部開口（２２）を介して第２流体ダクト系（１８）に接続可能であることを特徴とするカムシャフトアジャスター（３）。
13. 第１ローター部品（１）を製造するためのプレス工具（３５）であって、
    第１ローター部品（１）は円盤状に構成され、第１端面（５）と第２端面（６）との間で軸方向（４、１２、３０）、かつ第１内部ケーシング（８）と第１外部ケーシング（９）との間で径方向（７）に延び、
    第１ローター部品（１）は前記第１内部ケーシング（８）から径方向内向きに延び、周方向（１０）にこれを包囲する肩部（１１）を第１内部ケーシング（８）上に有し、
    肩部（１１）の領域において最小内径（２７）を有し、前記肩部（１１）が前記第１端面を超えて第１軸方向（１２）に延びて外周面（１３）を形成するとともに、前記外周面（１３）と最小内径（２７）との間で周方向（１０）に包囲し第２軸方向（３０）に第２流体ダクト系（１８）の境界を定める第２端面（２９）を有し、
    第１ローター部品（１）は、前記第１内部ケーシング（８）の肩部（１１）側に設けられ、前記第１端面（５）とは逆側を向き、肩部（１１）から第１ローター部品（１）を通じて径方向（７）外向きに延びる第１流体ダクト（１５）で第１端面（５）に接続される、１以上の第１内部開口（１４）を有し、
    前記プレス工具（３５）が、それぞれ軸方向（４、１２、３０）に可動である複数のラム（３６、３７、３８）を有し、
    前記プレス工具（３５）が、前記第２端面（６）と接触する１以上の上部ラム（３６）と、前記第１端面（５）と接触する１以上の下部ラム（３７）とを有し、
    前記プレス工具（３５）が１以上の第２下部ラム（３８）を含み、１以上の第２下部ラム（３８）が、前記１以上の第１流体ダクト（１５）及び前記１以上の第１内部開口（１４）を形成するように、肩部（１１）の外部で第１下部ラム（３７）に沿って前記径方向（７）に移動可能であり、前記１以上の第１内部開口（１４）を形成するように、ラム内周面（３９）を有する前記１以上の第２下部ラム（３８）が、前記１以上の上部ラム（３６）のラム外周面（４０）に接触することを特徴とするプレス工具（３５）。
14. 請求項１３に記載のプレス工具（３５）で前記第１ローター部品（１）を製造する方法であって、
    前記１以上の上部ラム（３６）と前記下部ラム（３７、３８）との間に配置された粉末をプレスする際、前記１以上の第１下部ラム（３７）は前記１以上の上部ラム（３６）から常に軸方向（４、１２、３０）に離間して配置され、
    前記１以上の第２下部ラム（３８）は、前記１以上の第１流体ダクト（１５）と前記１以上の第１内部開口（１４）とを形成するよう前記１以上の第１下部ラム（３７）に沿って移動し、前記１以上の上部ラム（３６）と軸方向（４、１２、３０）に重なるように配置され、前記１以上の第２下部ラム（３８）のラム内周面（３９）が前記１以上の上部ラム（３６）のラム外周面（４０）に接触することで前記１以上の内部開口（１４）が形成されることを特徴とする方法。
15. 請求項３から１１のいずれか一項に記載のローター（２）を製造する方法であって、
    （ａ）粉末冶金により前記第１ローター部品（１）を作成する工程であって、前記第１ローター部品（１）を焼結することを含む工程と、
    （ｂ）粉末冶金により前記第２ローター部品（２６）を作成する工程であって、前記第２ローター部品（２６）を焼結することを含む工程と、
    （ｃ）前記第１ローター部品（１）の前記外周面（１３）と前記第２ローター部品（２６）との間の１以上の圧迫結合（３１）により前記第１ローター部品（１）と前記第２ローター部品（２６）とを接続して前記ローター（２）を製造する工程とを含むことを特徴とする方法。

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