WO2016029909A1 - Rotor für einen hydraulischen nockenwellenversteller sowie herstellungsverfahren eines rotors für einen nockenwellenverstellers - Google Patents

Rotor für einen hydraulischen nockenwellenversteller sowie herstellungsverfahren eines rotors für einen nockenwellenverstellers Download PDF

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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a rotor for a hydraulic phaser.
  • the rotor is rotatable about an axis and consists of a first rotor element and a second rotor element. At least one of the rotor elements has formed a plurality of oil passages which are separated from each other by radially arranged elevations.
  • Each elevation of the first rotor element has a first joining profile and the second rotor element has a shape-complementary second joining profile corresponding to the position of each first joining profile. The first and the second joining profile engage each other in the assembled rotor from the first and second rotor element.
  • the invention further relates to a manufacturing method of a rotor for a hydraulic camshaft adjuster.
  • camshaft adjusters allow optimum valve timing over a wide load and engine speed range. This results in significant reductions in emissions and fuel consumption. In addition, the optimization of torque and performance significantly increases driving pleasure. In the prior art, a distinction is made between electric and the above-mentioned hydraulic camshaft adjusters.
  • An object of the present invention is therefore to provide a rotor for a hydraulic camshaft adjuster, in which two rotor elements of the rotor are cost-effectively connected and, moreover, a secure cohesion of the rotor elements is ensured even during operation.
  • a further object of the present invention is to specify an economical production method of a rotor for a hydraulic camshaft adjuster, in which two rotor elements of the rotor are connected inexpensively and accurately and, moreover, a secure cohesion of the rotor elements is ensured even during operation.
  • the rotor for a hydraulic camshaft adjuster is rotatable about an axis and consists of a first rotor element and a second rotor element. At least one of the two rotor elements has formed a plurality of oil passages which are separated from each other by radially arranged elevations. Each elevation of the first rotor element has a first joining profile and the second rotor element corresponding to the position of each first joining profile formed complementary complementary second joining profile. Both joining profiles engage in the assembled rotor from the first and second rotor element into one another.
  • the first joining profile of the first rotor element has a notch and an elevation
  • the second joining profile of the second rotor element has a notch and an elevation such that before the joining of the two rotor elements, a height of the elevation of the second joining profile that results in a notch of the first joining profile engages, is smaller than a height of the notch of the first joining profile and a height of the increase of the first joining profile, which engages in a notch of the second joining profile, is smaller than a height of the notch of the second joining profile.
  • the joining profiles form approximately an S-shape and are mutually mirror-image formed.
  • joining profiles of the first and second rotor elements are preferably already produced during the production of the two rotor elements in the sintering press tool by a material displacement on the respective contact sides of the rotor elements.
  • the invention provides that by means of the height of the increase of the first and second joining profile, which is smaller than the height of the notch of the first and second joining profile, in each case a free space between the first and second rotor element is formed prior to joining the two rotor elements.
  • This particular free space formed in the joining process between an increase of the first or second joining profile and a notch of the first or second joining profile has the advantage that the two rotor elements are assembled accurately and only reduced forces occur which drive the first and second rotor element apart would.
  • each notch of the first and second joining profile has a rounded shape.
  • each increase of the first and second joining profile has formed a flattening.
  • the embodiments of the indentation or the flattening illustrated here should not be construed as limiting the invention. The only condition is that between the increase and the flattening a free space is formed.
  • a base width of the elevation and a base width are the notch of the first and second joining profile 0.5 to 10.0 mm.
  • the height of the elevation and the height of the notch of the first and second joining profiles are preferably 0.1 to 5.0 mm. It is further provided that the height of the increase of the first and second joining profile is smaller by 0.1 to 1.0 mm than the height of the notch of the first and second joining profile.
  • the first and the second joining profile are so elastic-plastic, so that the elevations in the indentations of the first and second joining profile on each side edge of the first and second joining profile in the assembled rotor each overlap form and any free space in the assembled rotor is at least partially filled with the material of the first and second joining profile.
  • the coverage on each lateral flank is preferably 0.005 to 1.0 mm. That is to say that the two rotor elements have a slight oversize for the formation of an overlap on the lateral flanks of the first and second joining profiles, so that when the two rotor elements are joined, the flanks intermesh elastically and thereby produce an axial longitudinal compression bandage.
  • the free spaces described above also absorb material deformations of the first and second joining profiles of the two rotor elements during operation from the longitudinal compression bandage in order to avoid plastification of the material in the longitudinal compression bandage and setting of the joint connection.
  • a further embodiment of the invention provides that the elevations in the notches of the first and second joining profile each have two lateral flanks which form an acute angle to one another.
  • This acute angle is preferably 0 to 35 °, since this tendency is suitable for better removal from the press train.
  • a further preferred embodiment of the rotor according to the invention provides that the plurality of oil passages extending in a radial direction of the first rotor element and the second rotor element are each separated by radially arranged elevations and each elevation of the first rotor element, the first joining profile and each elevation of the second Rotor element has formed the second and complementary shape joining profile.
  • a further embodiment provides that the first joining profile is provided on each elevation of the first rotor element and the second joining profile on each elevation of the second rotor element such that the first and second joining profile in each case from an inner region to an outer region of the first and second rotor element extends.
  • the first and second rotor elements have a plurality of wings, each of which has the elevation.
  • the two joining profiles extend from an inner region to an outer region on the elevations of the first rotor element or second rotor element.
  • the manufacturing method of a rotor for a hydraulic camshaft adjuster is characterized by the following step: a first rotor element and a second rotor element are joined together with their respective contact sides in such a way that several first joining profiles of the first rotor element and corresponding second joining profiles of the second rotor element engage in one another, that in each case a free space is formed between each increase of the plurality of second joining profiles and each notch of the first joining profiles and between each increase of the plurality of first joining profiles and each notch of the second joining profiles prior to the joining of the two rotor elements.
  • first and second joining profiles free spaces formed by means of the invention, the well-known and occurring in the prior art problem of a disassembly of two rotor elements of an assembled rotor has been eliminated.
  • the rotor elements, in particular the joining profiles thus no longer act spring-back.
  • the meshing of the two joining profiles also makes it possible for the two rotor elements to be secured against rotation relative to one another during operation in the invention.
  • Fig. 1 is a plan view of a known from the prior art rotor for a hydraulic camshaft adjuster
  • Fig. 2 is a side view of the rotor of Fig. 1, with a vane taken along the line A-A of Fig. 1 in sectional view; 3 shows an enlarged detail of the area marked D in FIG. 2;
  • FIG. 5 shows an exploded view of the rotor according to the invention for a hydraulic camshaft adjuster with a first and a second rotor element
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of a contact side of the first rotor element of FIG. 5;
  • FIG. 8 shows a plan view of the rotor according to the invention for a hydraulic camshaft adjuster
  • FIG. 9 shows a side view of the rotor according to the invention from FIG. 8, wherein a wing is shown along the line B-B from FIG. 8 in the sectional view;
  • Fig. 1 also shows an enlarged detail detail of the marked in Fig. 9 with F area.
  • identical reference numerals are used.
  • only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure.
  • the illustrated embodiments are merely examples of how the rotor according to the invention for a hydraulic camshaft adjuster and the method according to the invention for producing a rotor for a hydraulic camshaft adjuster. can be configured and thus do not represent a final limitation of the invention.
  • the terms first rotor element and second rotor element can be used alternately.
  • Figure 1 shows a plan view
  • Figure 2 is a side view of the rotor 2, wherein a wing 42 along the line A-A of Fig. 1 in the sectional view is shown.
  • the rotor 2 is known from the prior art for a hydraulic camshaft adjuster (not shown) suitable.
  • the rotor 2 is rotatable about an axis A and consists of a first rotor element 4 and a second rotor element 6.
  • at least one of the rotor elements 4, 6 has formed a plurality of oil passages 10, which are separated from each other by radially arranged elevations 12.
  • Each elevation 12 or each contact side 8 of the first and second rotor elements 4, 6, as shown in an enlarged detail of the area marked D in FIG. 2 in FIGS. 3 and 4, has a plurality of joining profiles 14, 15.
  • each elevation 12 of the first rotor element 4 has a first joining profile 14
  • the second rotor element 6 has a shape-complementary second joining profile 15 corresponding to the position of each first joining profile 14.
  • the first and the second joining profile 14, 15 engage in the assembled rotor 2 from the first and second rotor element 4, 6 in one another.
  • the problem here is that an overlap 33 is common to the first and the second joining profile 14, 15, so that both of the elastic-plastic joining profiles 14, 15 are spring-back.
  • first and second joining profiles 14, 15 are oppositely directed forces F1, F2, which cause an unnecessary disengagement of the first and second rotor elements 4, 6 during operation.
  • the oppositely directed forces F1, F2 thus act spring-back.
  • Figure 5 shows an exploded view of the rotor 2 according to the invention for a hydraulic camshaft adjuster with a first and a second rotor element 4, 6.
  • the structure of oil passages 10 and elevations 12 of the first and second rotor element 4, 6 is analogous to the previous description of Figures 1 to 4.
  • first and second rotor elements 4, 6 engage in shape-complementary second joining profiles 15 (see FIG and 1 1) in the assembled rotor according to the invention 2 in each other.
  • first and second rotor elements 4, 6 are connected to one another via pins 35 and / or by means of an oil distribution and centering sleeve 37.
  • the pins 35 also provide one
  • each elevation 12 of the first rotor element 4 has the first joining profile 14 and each elevation 12 of the second rotor element 6 forms the second and shape-complementary joining profile 15.
  • first joining profile 14 are provided on each elevation 12 of the first rotor element 4 and the second joining profile 15 on each elevation 12 of the second rotor element 6 such that the first and second joining profile 14, 14 each from an inner region 38 to a outer region 40 of the first and second rotor elements 4, 6 extends.
  • first and second rotor elements 4, 6 have formed a plurality of wings 42, each of which has the elevation 12.
  • the two joining profiles 14, 15 run from the inner region 38 to the outer region 40 on the elevations 12 of the first rotor element 4 and second rotor element 6, respectively.
  • Figure 8 shows a plan view and Figure 9 is a side view of the rotor 2 according to the invention, wherein a wing 42 along the line BB of Fig. 8 in the sectional view of the described above described rotor 2 is shown.
  • the essential advantages of the invention over the prior art are shown only in the enlarged detail sections of the area marked F in FIG. 9 in FIGS.
  • each notch 17, 19 of the first and second joining profile 14, 15 has a rounded portion 27, in which case each elevation 16, 18 of the first and second joining profile 14, 15 has preferably formed a flattening 29, then that thereby the free space 21 is formed.
  • a base width 23 of the elevation 16, 18 and a base width 25 of the notch 17, 19 of the first and second joining profile 14, 15 is preferably 0.5 to 2.0 mm.
  • the first and second joining profiles 14, 15 are elastically and plastically designed such that the elevations 16, 18 in the notches 17, 19 of the first and second joining profiles 14, 15 are respectively attached to each a lateral flank 31 of the first and second joining profile 14, 15 in the assembled rotor 2 each form a cover 33 and each free space 21 is at least partially filled with an assembled rotor 2 with the material of the first and second joining profile 14, 15.
  • the overlap 33 on each lateral flank 31 is 0.005 to 1.0 mm.
  • the two rotor elements 4, 6 have for the formation of each overlap 33 on the side flanks 31 of the first and second joining profile 14, 15 a slight excess (not shown), so that when joining the two rotor elements 4, 6, the flanks 31 elastically-plastically interlock and thereby produce an axial longitudinal compression bandage.
  • the free spaces described above also take on 21 material decals. - I n formations of the first and second joining profile 14, 15 of the two rotor elements 4, 6 in operation from the longitudinal compression bandage.
  • the elevations 16, 18 in the notches 17, 19 of the first and second joining profile 14, 15 each have two lateral flanks 31 which enclose an acute angle ⁇ relative to each other.
  • This acute angle ⁇ is preferably 0 to 35 °, since this tendency is suitable for better removal from the mold with a press shop train.

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Abstract

Es ist ein Rotor (2) für einen hydraulischen Nockenwellenversteller offenbart. Der Rotor (2) ist um eine Achse (A) drehbeweglich und besteht aus einem ersten Rotorelement (4) und einem zweiten Rotorelement (6). Zumindest eines der Rotorelemente (4, 6) hat eine Mehrzahl von Ölkanälen (10) ausgebildet, die durch radial angeordnete Erhebungen (12) voneinander getrennt sind. Jede Erhebung (12) des ersten Rotorelements (4) hat ein erstes Fügeprofil (14) und das zweite Rotorelement (6) entsprechend zu der Lage eines jeden ersten Fügeprofils (14) ein formkomplementäres zweites Fügeprofil (15) ausgebildet, wobei das erste und das zweite Fügeprofil (14, 15) beim dem zusammengefügten Rotor (2) aus dem ersten und zweiten Rotorelement (4, 6) ineinandergreifen. Erfindungsgemäß haben das erste Fügeprofil (14) des ersten Rotorelements (4) eine Einkerbung (17) und eine Erhöhung (18) und das zweite Fügeprofil (15) des zweiten Rotorelements (6) eine Einkerbung (19) und eine Erhöhung (16) derart ausgebildet, dass vor dem Fügen der beiden Rotorelemente (4, 6) eine Höhe (H6) der Erhöhung (16) des zweiten Fügeprofils (15), die in eine Einkerbung (17) des ersten Fügeprofils (14) eingreift, kleiner ist als eine Höhe (H4) der Einkerbung (17) des ersten Fügeprofils (14) und eine Höhe (H14) der Erhöhung (18) des ersten Fügeprofils (14), die in eine Einkerbung (19) des zweiten Fügeprofils (15) eingreift, kleiner ist als eine Höhe (H16) der Einkerbung (19) des zweiten Fügeprofils (15).

Description

Rotor für einen hydraulischen Nockenwellenversteller sowie Herstellungsverfahren eines Rotors für einen Nockenwellenverstellers
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für einen hydraulischen Nockenwellenversteller. Der Rotor ist um eine Achse drehbeweglich und besteht aus einem ersten Rotorelement und einem zweiten Rotorelement. Zumindest eines der Rotorelemente hat eine Mehrzahl von Ölkanälen ausgebildet, die durch radial angeordnete Erhebungen voneinander getrennt sind. Jede Erhebung des ersten Rotorelements hat ein ers- tes Fügeprofil und das zweite Rotorelement entsprechend zu der Lage eines jeden ersten Fügeprofils ein formkomplementäres zweites Fügeprofil ausgebildet. Das erste und das zweite Fügeprofil greifen beim dem zusammengefügten Rotor aus dem ersten und zweiten Rotorelement ineinander.
Die Erfindung betrifft ferner auch ein Herstellungsverfahren eines Rotors für einen hydraulischen Nockenwellenversteller.
Allgemein ist bekannt, dass Nockenwellenversteller optimale Ventilsteuerzeiten über einen breiten Last- und Drehzahlbereich eines Motors ermöglichen. So werden signifikante Reduzierungen von Emissionen und Kraftstoffverbrauch realisiert. Außerdem wird durch die Optimierung des Drehmoments und der Leistung der Fahrspaß maß- geblich gesteigert. Im Stand der Technik wird zwischen elektrischen und den eingangs genannten hydraulischen Nockenwellenverstellern unterschieden.
Auf dem Gebiet von hydraulischen Nockenwellenverstellern sind Rotoren bekannt, die aus einem ersten Rotorelement und einem zweiten Rotorelement bestehen. Dies ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 053 600 A1 offen- bart. Hier werden beide Rotorelemente mit Stiften verbunden oder gesintert. Eine andere Ausführungsform zwei Rotorelemente eines Rotors zu verbinden, ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 028 640 A1 beschrieben. Hier sind zwei Rotorelemente derart ausgestaltet, dass sie aufgrund ihrer jeweiligen„eigenen" Geometrie zusammenfügbar sind. Die europäische Patentschrift EP 2 300 693 B1 beschreibt ferner zwei identische zusammengefügte Rotorelemente unter Formschluss und
Presspassung zur Bildung der Ölkanäle. Den Rotor als Verbundsystem auszugestal- ten, wobei der Rotorkern plus die Abdeckung die Ölkanäle bilden, ist in der europäischen Patentschrift EP 1 731 722 B1 offenbart. Bei den zuvor genannten Druckschriften erzeugt das zwischen beiden Rotorelemente durchdringende Öl interne und externe Leckage zwischen jeweils zwei Ölkanälen. Diese Leckage verursacht Druckabfall im zusammengefügten Rotor und damit eine Verringerung der Verstellungsgeschwindigkeit des hydraulischen Nockenwellenverstellers.
Ein weiterer hydraulischer Nockenwellenversteller mit einem ersten und einem zweiten Rotorelement ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 201 1 1 17 856 A1 offenbart. Hier dichten die beiden Rotorelemente durch Sinterfacetten Ölkanäle ab. Problematisch ist hier jedoch, dass im Betrieb des Nockenwellenverstellers eine Rückfederung der beiden Rotorelemente im Längspressverband auftritt.
Eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist daher, einen Rotor für einen hydraulischen Nockenwellenversteller anzugeben, bei dem zwei Rotorelemente des Rotors kostengünstig verbunden sind und zudem ein sicherer Zusammenhalt der Rotorele- mente auch im Betrieb gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Rotor für einen hydraulischen Nockenwellenversteller gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist, ein wirtschaftliches Herstellungsverfahren eines Rotors für einen hydraulischen Nockenwellenversteller anzuge- ben, bei dem zwei Rotorelemente des Rotors kostengünstig und passgenau verbunden werden und zudem ein sicherer Zusammenhalt der Rotorelemente auch im Betrieb gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren eines Rotors für einen hydraulischen Nockenwellenversteller gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 10 umfasst. Der erfindungsgemäße Rotor für einen hydraulischen Nockenwellenversteller ist um eine Achse drehbeweglich und besteht aus einem ersten Rotorelement und einem zweiten Rotorelement. Zumindest eines der beiden Rotorelemente hat eine Mehrzahl von Ölkanälen ausgebildet, die durch radial angeordnete Erhebungen voneinander getrennt sind. Jede Erhebung des ersten Rotorelements hat ein erstes Fügeprofil und das zweite Rotorelement entsprechend zu der Lage eines jeden ersten Fügeprofils ein formkomplementäres zweites Fügeprofil ausgebildet. Beide Fügeprofile greifen beim dem zusammengefügten Rotor aus dem ersten und zweiten Rotorelement ineinander.
Erfindungsgemäß haben das erste Fügeprofil des ersten Rotorelements eine Einkerbung und eine Erhöhung und das zweite Fügeprofil des zweiten Rotorelements eine Einkerbung und eine Erhöhung derart ausgebildet, dass vor dem Fügen der beiden Rotorelemente eine Höhe der Erhöhung des zweiten Fügeprofils, die in eine Einkerbung des ersten Fügeprofils eingreift, kleiner ist als eine Höhe der Einkerbung des ersten Fügeprofils und eine Höhe der Erhöhung des ersten Fügeprofils, die in eine Einkerbung des zweiten Fügeprofils eingreift, kleiner ist als eine Höhe der Einkerbung des zweiten Fügeprofils. Sprich die Fügeprofile bilden in etwa eine S-Form und sind gegenseitig spiegelbildlich ausgeformt. Bevorzugt werden diese Fügeprofile des ersten und zweiten Rotorelements bereits bei der Herstellung der beiden Rotorelemente im Sinterpresswerkzeug durch eine Materialverdrängung an den jeweiligen Kontaktseiten der Rotorelemente hergestellt. Somit sieht die Erfindung vor, dass vermittels der Höhe der Erhöhung des ersten und zweiten Fügeprofils, die kleiner ist als die Höhe der Einkerbung des ersten und zweiten Fügeprofils, vor dem Fügen der beiden Rotorelemente jeweils ein Freiraum zwischen dem ersten und zweiten Rotorelement ausgebildet ist. Dieser jeweilige im Fügevorgang gebildete Freiraum zwischen einer Erhöhung des ersten bzw. zweiten Fü- geprofils und einer Einkerbung des ersten bzw. zweiten Fügeprofils hat den Vorteil, dass die beiden Rotorelemente passgenau zusammengefügt werden und nur verminderte Kräfte auftreten, die das erste und zweite Rotorelement auseinandertreiben würden. Das im Stand der Technik auftretende Problem einer Rückfederung ist somit bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung behoben. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat jede Einkerbung des ersten und zweiten Fügeprofils eine Abrundung ausgeformt. Ebenso hat dann jede Erhöhung des ersten und zweiten Fügeprofils eine Abflachung ausgeformt. Die hier dargestellten Ausgestaltungen der Einkerbung bzw. der Abflachung soll nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Die einzige Bedingung ist, dass zwi- sehen der Erhöhung und der Abflachung ein Freiraum ausgebildet ist.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rotors sehen spezielle Maße vor. So betragen vorzugsweise eine Basisbreite der Erhöhung und eine Basisbreite der Einkerbung des ersten und zweiten Fügeprofils 0,5 bis 10,0 mm. Ferner betragen bei dem erfindungsgemäßen Rotor vorzugsweise die Höhe der Erhöhung und die Höhe der Einkerbung des ersten und zweiten Fügeprofils 0,1 bis 5,0 mm. Bevorzugt ist ferner vorgesehenen, dass die Höhe der Erhöhung des ersten und zweiten Füge- profils um 0,1 bis 1 ,0 mm kleiner ist als die Höhe der Einkerbung des ersten und zweiten Fügeprofils.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors sind das erste und das zweite Fügeprofil derart elastisch-plastisch ausgebildet, so dass die Erhöhungen in den Einkerbungen des ersten bzw. zweiten Fügeprofils an jeweils einer seitlichen Flanke des ersten und zweiten Fügeprofils bei dem zusammengefügten Rotor je eine Überdeckung ausbilden und jeder Freiraum bei dem zusammengefügten Rotor zumindest teilweise mit dem Material aus dem ersten und zweiten Fügeprofil befüllt ist. So beträgt die Überdeckung an jeder seitlichen Flanke vorzugsweise 0,005 bis 1 ,0 mm. Das heißt die beiden Rotorelemente weisen für die Ausbildung je einer Überde- ckung an den seitlichen Flanken des ersten und zweiten Fügeprofils ein geringes Übermaß auf, so dass beim Fügen der beiden Rotorelemente die Flanken elastischplastisch ineinandergreifen und dadurch einen axialen Längspressverband herstellen. Insbesondere nehmen dabei auch die oben beschriebenen Freiräume Materialdeformationen des ersten und zweiten Fügeprofils der beiden Rotorelemente im Betrieb aus dem Längspressverband auf, um eine Plastifizierung des Materials im Längspressverband und das Setzen der Fügeverbindung zu vermeiden.
Ferner sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Erhöhungen in den Einkerbungen des ersten bzw. zweiten Fügeprofils jeweils zwei seitliche Flanken aufweisen, die zueinander einen spitzen Winkel einschließen. Dieser spitze Winkel liegt vorzugsweise bei 0 bis 35°, da sich diese Neigung für eine bessere Entformung mit dem Presswerkezug eignet.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors sieht dabei vor, dass die Mehrzahl der in einer radialen Richtung verlaufenden Ölkanäle des ersten Rotorelements und des zweiten Rotorelements jeweils durch radial angeordnete Erhebungen voneinander getrennt sind und jede Erhebung des ersten Rotorelements das erste Fügeprofil und jede Erhebung des zweiten Rotorelements das zweite und formkomplementäre Fügeprofil ausgebildet hat. Vorzugsweise sieht eine weitere Ausführungsform vor, dass das erste Fügeprofil derart auf einer jeden Erhebung des ersten Rotorelements und das zweite Fügeprofil derart auf einer jeden Erhebung des zweiten Rotorelements vorgesehen sind, dass das erste und zweite Fügeprofil jeweils von einem inneren Bereich zu einem äußeren Bereich des ersten und zweiten Rotorelements verläuft.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung haben das erste und zweite Rotorelement mehrere Flügel ausgebildet, von denen jeder die Erhebung besitzt. Somit verlaufen auch hier die beiden Fügeprofile von einem inneren Bereich zu einem äußeren Bereich auf den Erhebungen des ersten Rotorelements bzw. zweiten Rotorelements. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eines Rotors für einen hydraulischen Nockenwellenversteller ist durch den folgenden Schritt gekennzeichnet: Es werden ein erstes Rotorelement und ein zweites Rotorelement derart mit ihren jeweiligen Kontaktseiten zusammengefügt werden, dass mehrere erste Fügeprofile des ersten Rotorelements und entsprechende zweite Fügeprofile des zweiten Rotorelements derart ineinandergreifen, dass zwischen einer jeden Erhöhung der mehreren zweiten Fügeprofile und einer jeden Einkerbung der ersten Fügeprofile sowie zwischen einer jeden Erhöhung der mehreren ersten Fügeprofile und einer jeden Einkerbung der zweiten Fügeprofile vor dem Fügen der beiden Rotorelemente jeweils ein Freiraum ausgebildet wird. Durch die ersten und zweiten Fügeprofile gebildeten Freiräume ist vermittels der Erfindung das allseits im Stand der Technik bekannte und auftretende Problem eines Auseinandertreibens zweier Rotorelemente eines zusammengefügten Rotors eliminiert worden. Die Rotorelemente, insbesondere die Fügeprofile, wirken somit nicht mehr rückfedernd. Zudem ermöglicht das Ineinandergreifen der beiden Fügeprofile auch, dass bei der Erfindung die beiden Rotorelemente im Betrieb gegen ein Verdrehen zueinander gesichert sind.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Dabei zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Rotors für einen hydraulischen Nockenwellenversteller;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Rotors aus Fig. 1 , wobei ein Flügel entlang der Linie A-A aus Fig. 1 in der Schnittansicht dargestellt ist; Fig. 3 einen vergrößerten Detailausschnitt des in Fig. 2 mit D gekennzeichneten Bereichs;
Fig. 4 ebenfalls einen vergrößerten Detailausschnitt des in Fig. 2 mit D gekennzeichneten Bereichs;
Fig. 5 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Rotors für ei- nen hydraulischen Nockenwellenversteller mit einem ersten und einem zweiten Rotorelement;
Fig. 6 eine vergrößerte Perspektivansicht auf eine Kontaktseite des ersten Rotorelements aus Fig. 5;
Fig. 7 einen vergrößerten Detailausschnitt des in Fig. 6 mit E gekenn- zeichneten Bereichs;
Fig. 8 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Rotors für einen hydraulischen Nockenwellenversteller;
Fig. 9 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Rotors aus Fig. 8, wobei ein Flügel entlang der Linie B-B aus Fig. 8 in der Schnittan- sieht dargestellt ist;
Fig. 10 einen vergrößerten Detailausschnitt des in Fig. 9 mit F gekennzeichneten Bereichs; und
Fig. 1 1 ebenfalls einen vergrößerten Detailausschnitt des in Fig. 9 mit F gekennzeichneten Bereichs. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie der erfindungsgemäße Rotor für einen hydraulischen Nockenwellenversteller und das er- findungsgemäße Herstellungsverfahren eines Rotors für einen hydraulischen No- ckenwellenversteller ausgestaltet sein können und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar. Die Bezeichnungen erstes Rotorelement bzw. zweites Rotorelement können wechselseitig verwendet werden.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht und Figur 2 eine Seitenansicht des Rotors 2, wobei ein Flügel 42 entlang der Linie A-A aus Fig. 1 in der Schnittansicht dargestellt ist. Der Rotor 2 ist aus dem Stand der Technik bekannt für einen hydraulischen Nockenwellen- versteller (nicht dargestellt) geeignet. Der Rotor 2 ist um eine Achse A drehbeweglich und besteht aus einem ersten Rotorelement 4 und einem zweiten Rotorelement 6. Auch hat zumindest eines der Rotorelemente 4, 6 eine Mehrzahl von Ölkanälen 10 ausgebildet, die durch radial angeordnete Erhebungen 12 voneinander getrennt sind.
Jede Erhebung 12 bzw. jede Kontaktseite 8 des ersten und zweiten Rotorelements 4, 6, wie ein vergrößerter Detailausschnitt des in Fig. 2 mit D gekennzeichneten Bereichs in Figur 3 und 4 zeigt, hat mehrere Fügeprofile 14, 15 ausgebildet. So hat jede Erhebung 12 des ersten Rotorelements 4 ein erstes Fügeprofil 14 und das zweite Rotor- element 6 entsprechend zu der Lage eines jeden ersten Fügeprofils 14 ein formkomplementäres zweites Fügeprofil 15 ausgebildet. Dabei greifen das erste und das zweite Fügeprofil 14, 15 beim dem zusammengefügten Rotor 2 aus dem ersten und zweiten Rotorelement 4, 6 ineinander. Problematisch ist hier jedoch, dass eine Überdeckung 33 dem ersten und dem zweiten Fügeprofil 14, 15 gemeinsam ist, so dass bei- de der elastisch-plastischen Fügeprofile 14, 15 rückfedernd sind. Dies ist schematisch insbesondere an den mit Z gekennzeichneten Bereich in Fig. 4 dargestellt Am ersten und zweiten Fügeprofil 14, 15 treten entgegengesetzt gerichtete Kräfte F1 , F2 auf, die ein unnötiges Auseinandertreiben des ersten und zweiten Rotorelements 4, 6 im Betrieb bewirken. Die entgegengesetzt gerichtete Kräfte F1 , F2 wirken also rückfedernd. Figur 5 zeigt eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Rotors 2 für einen hydraulischen Nockenwellenversteller mit einem ersten und einem zweiten Rotorelement 4, 6. Der Aufbau aus Ölkanälen 10 und Erhebungen 12 des ersten und zweiten Rotorelements 4, 6 ist analog der vorherigen Beschreibung zu den Figuren 1 bis 4. Ebenso greifen auch hier erste Fügeprofile 14, wie in einer vergrößerten Perspektiv- ansieht in Figur 6 und in einem vergrößerten Detailausschnitt des in Fig. 6 mit E gekennzeichneten Bereichs in Figur 7 gezeigt, in formkomplementäre zweite Fügeprofile 15 (s. hierzu Figur 10 und 1 1 ) bei dem zusammengefügten erfindungsgemäßen Rotor 2 ineinander. Beispielsweise, wie auch in Fig. 5 dargestellt, sind das erste und das zweite Rotorelement 4, 6 über Stifte 35 und/oder vermittels einer Ölverteilungs- und Zentrierhülse 37 miteinander verbunden. Die Stifte 35 stellen auch eine
Verdrehsicherung dar. Selbstverständlich ist aber auch, dass die beiden Rotorelemen- te 4, 6 auch vermittels anderer bekannter Verbindungstechnik miteinander verbindbar sind.
Wie ebenfalls aus der Ausführungsform in Fig. 5 und 6 zu erkennen ist, sind die Mehrzahl der in einer radialen Richtung R1 verlaufenden Ölkanäle 10 des ersten Rotorelements 4 und des zweiten Rotorelements 15 jeweils durch radial angeordnete Erhe- bungen 12 voneinander getrennt. Ebenso können die Ölkanäle 10 in anderen Ausführungsformen aber radial und axial verlaufen, wenn auch hier nicht dargestellt. Dabei hat jede Erhebung 12 des ersten Rotorelements 4 das erste Fügeprofil 14 und jede Erhebung 12 des zweiten Rotorelements 6 das zweite und formkomplementäre Fügeprofil 15 ausgebildet. Insbesondere sind das erste Fügeprofil 14 derart auf einer jeden Erhebung 12 des ersten Rotorelements 4 und das zweite Fügeprofil 15 derart auf einer jeden Erhebung 12 des zweiten Rotorelements 6 vorgesehen, dass das erste und zweite Fügeprofil 14, 14 jeweils von einem inneren Bereich 38 zu einem äußeren Bereich 40 des ersten und zweiten Rotorelements 4, 6 verläuft. Ebenso haben das erste und zweite Rotorelement 4, 6 mehrere Flügel 42 ausgebildet, von denen jeder die Er- hebung 12 besitzt. Somit verlaufen auch hier die beiden Fügeprofile 14, 15 von dem inneren Bereich 38 zu dem äußeren Bereich 40 auf den Erhebungen 12 des ersten Rotorelements 4 bzw. zweiten Rotorelements 6.
Figur 8 zeigt eine Draufsicht und Figur 9 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Rotors 2, wobei ein Flügel 42 entlang der Linie B-B aus Fig. 8 in der Schnittansicht des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen beschrieben Rotors 2 dargestellt ist. Die wesentlichen Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind erst in den vergrößerten Detailausschnitten des in Fig. 9 mit F gekennzeichneten Bereichs in den Figuren 10 und 11 einwandfrei dargestellt, nämlich, dass das erste Fügeprofil 14 des ersten Rotorelements 4 eine Einkerbung 17 und eine Erhöhung 18 und das zweite Fügeprofil 15 des zweiten Rotorelements 6 eine Einkerbung 19 und eine Erhöhung 16 derart ausgebildet haben, dass eine Höhe H6 der Erhöhung 16 des zweiten Fügeprofils 15, die in eine Einkerbung 17 des ersten Fügeprofils 14 eingreift, kleiner ist als eine Höhe H der Einkerbung 17 des ersten Fügeprofils 14 und eine Höhe Hi der Erhöhung 18 des ersten Fügeprofils 14, die in eine Einkerbung 19 des zweiten Fügeprofils 15 eingreift, kleiner ist als eine Höhe Hi6 der Einkerbung 19 des zweiten Fügeprofils 15. Vermittels der Höhe H6, Hi der Erhöhung 16, 18 des ersten und zweiten Fügeprofils 14, 15, die kleiner ist als die Höhe H , Hi6 der Einkerbung 17, 19 des ersten und zweiten Fügeprofils 14, 14, ist somit jeweils ein Freiraum 21 zwischen der jeweiligen Erhöhung 16, 18 und der jeweiligen Einkerbung 17, 19 des ersten und zweiten Rotorelement 4, 6 ausgebildet. Dieser dadurch gebildete Freiraum 21 vermeidet somit, dass die beiden Rotorelemente 4, 6 im Betrieb auseinandergetrieben werden. Es treten somit keine Kräfte auf, die das erste und das zweite Rotorelement 4, 6 auseinander treiben würden. Vorteilhafterweise, wie hier ebenfalls dargestellt ist, hat jede Einkerbung 17, 19 des ersten und zweiten Fügeprofils 14, 15 eine Abrundung 27 ausgeformt, wobei dann jede Erhöhung 16, 18 des ersten und zweiten Fügeprofils 14, 15 vorzugsweise eine Abflachung 29 ausgeformt hat, so dass dadurch der Freiraum 21 gebildet wird. Ebenso beträgt eine Basisbreite 23 der Erhöhung 16, 18 und eine Basisbreite 25 der Einkerbung 17, 19 des ersten und zweiten Fügeprofils 14, 15 vorzugsweise 0,5 bis 2,0 mm.
Bevorzugt ist bei der Erfindung auch vorgesehen, dass das erste und das zweite Fü- geprofil 14, 15 derart elastisch-plastisch ausgebildet, so dass die Erhöhungen 16, 18 in den Einkerbungen 17, 19 des ersten bzw. zweiten Fügeprofils 14, 15 an jeweils einer seitlichen Flanke 31 des ersten und zweiten Fügeprofils 14, 15 bei dem zusammengefügten Rotor 2 je eine Überdeckung 33 ausbilden und jeder Freiraum 21 bei einem zusammengefügten Rotor 2 zumindest teilweise mit dem Material aus ersten und zweiten Fügeprofil 14, 15 befüllt ist. Vorzugsweise beträgt dabei die Überdeckung 33 an jeder seitlichen Flanke 31 0,005 bis 1 ,0 mm. Das heißt die beiden Rotorelemente 4, 6 weisen für die Ausbildung je einer Überdeckung 33 an den seitlichen Flanken 31 des ersten und zweiten Fügeprofils 14, 15 ein geringes Übermaß (nicht dargestellt) auf, so dass beim Fügen der beiden Rotorelemente 4, 6 die Flanken 31 elastisch- plastisch ineinandergreifen und dadurch einen axialen Längspressverband herstellen. Insbesondere nehmen dabei auch die oben beschriebenen Freiräume 21 Materialde- - I n formationen des ersten und zweiten Fügeprofils 14, 15 der beiden Rotorelemente 4, 6 im Betrieb aus dem Längspressverband auf.
Wie ebenfalls hier dargestellt, weisen die Erhöhungen 16, 18 in den Einkerbungen 17, 19 des ersten bzw. zweiten Fügeprofils 14, 15 jeweils zwei seitliche Flanken 31 auf, die zueinander einen spitzen Winkel α einschließen. Dieser spitze Winkel α liegt vorzugsweise bei 0 bis 35°, da sich diese Neigung für eine bessere Entformung mit einem Presswerkezug eignet.
Bezuqszeichenliste
2 Rotor
4 erstes Rotorelement
6 zweites Rotorelement
8 Kontaktseite
10 Ölkanal
12 Erhebung
14 erstes Fügeprofil
15 zweites Fügeprofil
16 Erhöhung des zweiten Fügeprofils
17 Einkerbung des ersten Fügeprofils
18 Erhöhung des ersten Fügeprofils
19 Einkerbung des zweiten Fügeprofils
21 Freiraum
23 Basisbreite der Erhöhung
25 Basisbreite der Einkerbung
27 Abrundung
29 Abflachung
31 Flanke
33 Überdeckung
35 Stift
37 Ölverteilungs- und Zentrierhülse
38 innerer Bereich
40 äußerer Bereich
42 Flügel
A Achse
F1 Kraft
F2 Kraft
H4 Höhe der Einkerbung des ersten Fügeprofils
H6 Höhe der Erhöhung des zweiten Fügeprofils HM Höhe der Erhöhung des ersten Fügeprofils H 16 Höhe der Einkerbung des zweiten Fügeprofils R1 radiale Richtung
α Winkel

Claims

Patentansprüche
1 . Rotor (2) für einen hydraulischen Nockenwellenversteller, der um eine Achse (A) drehbeweglich ist und aus einem ersten Rotorelement (4) und einem zweiten Rotorelement (6) besteht, wobei zumindest eines der Rotorelemente (4, 6) eine Mehrzahl von Ölkanälen (10) ausgebildet hat, die durch radial angeordnete Erhebungen (12) voneinander getrennt sind, wobei jede Erhebung (12) des ersten Rotorelements (4) ein erstes Fügeprofil (14) und das zweite Rotorelement (6) entsprechend zu der Lage eines jeden ersten Fügeprofils (14) ein formkomplementäres zweites Fügeprofil (15) ausgebildet hat, wobei das erste und das zweite Fügeprofil (14, 15) beim dem zusammengefügten Rotor (2) aus dem ersten und zweiten Rotorelement (4, 6) ineinandergreifen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fügeprofil (14) des ersten Rotorelements (4) eine Einkerbung (17) und eine Erhöhung (18) und das zweite Fügeprofil (15) des zweiten Rotorelements (6) eine Einkerbung (19) und eine Erhöhung (16) derart ausgebildet haben, dass vor dem Fügen der beiden Rotorelemente (4, 6) eine Höhe (H6) der Erhöhung (16) des zweiten Fügeprofils (15), die in eine Einkerbung (17) des ersten Fügeprofils (14) eingreift, klei- ner ist als eine Höhe (H ) der Einkerbung (17) des ersten Fügeprofils (14) und eine Höhe (Hi ) der Erhöhung (18) des ersten Fügeprofils (14), die in eine Einkerbung (19) des zweiten Fügeprofils (15) eingreift, kleiner ist als eine Höhe (Hi6) der Einkerbung (19) des zweiten Fügeprofils (15).
2. Rotor (2) nach Anspruch 1 , wobei vermittels der Höhe (H6, Hi ) der Erhöhung (16, 18) des ersten und zweiten Fügeprofils (14, 15), die kleiner ist als die Höhe (H , Hi6) der Einkerbung (17, 19) des ersten und zweiten Fügeprofils (14, 15), vor dem Fügen der beiden Rotorelemente (4, 6) jeweils ein Freiraum (21 ) zwischen den Erhöhungen (16, 18) des ersten und zweiten Fügeprofils (14, 15) und den jeweils zugeordneten Einkerbungen (17, 19) des ersten und zweiten Fügeprofils (14, 15) des ersten bzw. zweiten Rotorelements (4, 6) ausgebildet ist.
3 Rotor (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede Einkerbung (17, 19) des ersten und zweiten Fügeprofils (14, 15) eine Abrundung (27) ausgeformt hat und jede Erhöhung (16, 18) des ersten und zweiten Fügeprofils (14, 15) eine Abflachung (29) ausgeformt hat.
4. Rotor (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Basisbreite (23) der Erhöhung (16, 18) und eine Basisbreite (25) der Einkerbung (17, 19) des ersten und zweiten Fügeprofils (14, 15) 0,5 bis 10,0 mm betragen.
5. Rotor (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Höhe (H6, H M) der Erhöhung (16, 18) und die Höhe (H , Hi6) der Einkerbung (17, 19) des ersten und zweiten Fügeprofils (15) 0,1 bis 5,0 mm betragen.
6. Rotor (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste und das zweite Fügeprofil (14, 15) derart elastisch-plastisch ausgebildet sind, so dass die Erhöhungen (16, 18) in den Einkerbungen (17, 19) des ersten bzw. zweiten Fügeprofils (14, 15) an jeweils einer seitlichen Flanke (31 ) des ersten und zweiten Fügeprofils (14, 15) bei dem zusammengefügten Rotor (2) je eine Überdeckung (33) ausbilden und jeder Freiraum (21 ) bei dem zusammengefügten Rotor (2) zumindest teilweise mit dem Material aus dem ersten und zweiten Fügeprofil (14, 15) befüllt ist.
7. Rotor (2) nach Anspruch 6, wobei die Erhöhungen (16, 18) in den Einkerbungen (17, 19) des ersten bzw. zweiten Fügeprofils (14, 15) jeweils zwei seitliche Flanken (31 ) aufweisen, die zueinander einen spitzen Winkel (a) einschließen.
8. Rotor (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl der in ei- ner radialen Richtung (R1 ) verlaufenden Ölkanäle (10) des ersten Rotorelements (4) und des zweiten Rotorelements (6) jeweils durch radial angeordnete Erhebungen (12) voneinander getrennt sind und jede Erhebung (12) des ersten Rotorelements (4) das erste Fügeprofil (14) und jede Erhebung (12) des zweiten Rotorelements (6) das zweite und formkomplementäre Fügeprofil (15) ausgebildet hat.
9. Rotor (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Fügeprofil (14) derart auf einer jeden Erhebung (12) des ersten Rotorelements (4) und das zweite Fügeprofil (15) derart auf einer jeden Erhebung (12) des zweiten Rotorelements (2) vorgesehen sind, dass das erste und zweite Fügeprofil (14, 15) jeweils von einem inneren Bereich (38) zu einem äußeren Bereich (40) des ersten und zweiten Rotorele- ments (4, 6) verläuft.
10. Herstellungsverfahren eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für einen hydraulischen Nockenwellenversteller, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt, dass ein erstes Rotorelement (4) und ein zweites Rotorelement (6) derart mit ihren jeweili- gen Kontaktseiten (8) zusammengefügt werden, dass mehrere erste Fügeprofile (14) des ersten Rotorelements (4) und entsprechende zweite Fügeprofile (15) des zweiten Rotorelements (6) derart ineinandergreifen, dass zwischen einer jeden Erhöhung (16) der mehreren zweiten Fügeprofile (15) und einer jeden Einkerbung (17) der ersten Fügeprofile (14) sowie zwischen einer jeden Erhöhung (18) der mehreren ersten Fü- geprofile (14) und einer jeden Einkerbung (19) der zweiten Fügeprofile (15) vor dem Fügen der beiden Rotorelemente (4, 6) jeweils ein Freiraum (21 ) ausgebildet wird.
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