DE102015200146A1 - Nockenwellenversteller - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller zur Einstellung einer Phasenrelation zwischen einer Kurbelwelle (1) und einer Nockenwelle (2) einer Brennkraftmaschine, umfassend ein zumindest mittelbar über eine Kette oder einen Riemen drehfest mit der Kurbelwelle (1) verbindbares Antriebsrad (3) sowie einen zumindest mittelbar drehfest mit dem Antriebsrad (3) verbindbaren Stator (4) und einen zumindest mittelbar drehfest mit der Nockenwelle (2) verbindbaren Rotor (5), wobei der Rotor (5) und der Stator (4) relativ zueinander verdrehbar sind, und wobei der Rotor (5) radial nach außen angeordnete Flügel (6a–6d) aufweist, die zwischen radial nach Innen angeordnete Trennelemente (7a–7d) des Stators (4) eingreifen. Erfindungsgemäß besteht der Stator (4) aus einem Außenring (8) und separat dazu ausgebildete Trennelemente (7a–7d), die an einer Innenumfangsfläche (9) des Außenrings (8) befestigbar sind.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller zur Einstellung einer Phasenrelation zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, umfassend ein zumindest mittelbar über eine Kette oder einen Riemen drehfest mit der Kurbelwelle verbindbares Antriebsrad sowie einen zumindest mittelbar drehfest mit dem Antriebsrad verbindbaren Stator und einen zumindest mittelbar drehfest mit der Nockenwelle verbindbaren Rotor, wobei der Rotor und der Stator relativ zueinander verdrehbar sind, und wobei der Rotor radial nach außen angeordnete Flügel aufweist, die zwischen radial nach Innen angeordnete Trennelemente des Stators eingreifen.
- Gebiet der Erfindung
- In modernen Brennkraftmaschinen werden Nockenwellenversteller zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel einstellen zu können. Der Nockenwellenversteller ist in einem Antriebsstrang integriert, über welchen Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb realisiert sein. Darüber hinaus ist der Nockenwellenversteller drehfest mit einer Nockenwelle verbunden und weist eine oder mehrere Druckkammern auf, mittels derer die Phasenrelation zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle gezielt verändert werden kann.
- Aus der
DE 10 2010 008 005 A1 geht ein Nockenwellenversteller mit einer Stator-Deckel-Einheit hervor. Die Stator-Deckel-Einheit ist einteilig aus einem Sinterwerkstoff gefertigt und umfasst einen Stator mit radial nach Innen ausgebildeten Stegen und einen Verriegelungsdeckel. - Aufgabenstellung
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Nockenwellenversteller zu schaffen, der kostengünstig und fertigungstechnisch optimiert ist.
- Erfindungsgemäße Lösung
- Erfindungsgemäß besteht der Stator aus einem Außenring und separat dazu ausgebildete Trennelemente, die an einer Innenumfangsfläche des Außenrings befestigbar sind. Mithin kann der Stator, auch wenn dieser eine Sonderform aufweist, besonders kostengünstig hergestellt und montiert werden, da je nach Anwendungsfall lediglich die Trennelemente formtechnisch angepasst werden, wobei der Außenring eine standardisierte Form aufweist. Die Montage von Außenring und den Trennelementen bildet den Stator.
- Vorzugsweise sind der Außenring und die separat dazu ausgebildeten Trennelemente aus einem Sinterwerkstoff, insbesondere aus einem metallischen oder keramischen Sinterwerkstoff hergestellt. Die pulvermetallurgische Herstellung bietet viele Vorteile hinsichtlich der Formgebung, wobei diese insbesondere für die Massenproduktion kleiner, leichter Formteile, wie vorliegend der Fall, geeignet ist. Das Fertigungsverfahren der Pulvermetallurgie umfasst die mechanische Verdichtung von Metallpulvern in Formwerkzeugen und das Sintern des Grünlings bei hohen Temperaturen bis zur Erzeugung des Fertigteils.
- Besonders bevorzugt weist der Außenring an der Innenumfangsfläche axial ausgebildete Nuten auf, die korrespondierend zu Ausprägungen an den Trennelementen ausgebildet sind, um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Außenring und den separat dazu ausgebildeten Trennelementen zu realisieren. Zusätzlich ist es denkbar die Trennelemente durch einen axialen Anschlag in der Nut aber auch durch Schweißen oder Kleben axial zu fixieren.
- Des Weiteren bevorzugt sind die Nuten im Querschnitt trapezförmig mit Hinterschnitt ausgebildet, um ein radiales Lösen der Trennelemente zu verhindern. Weitere Querschnittsformen sind ebenfalls denkbar. Wesentlich ist dabei der Hinterschnitt, der ein radiales Lösen des jeweiligen Trennelements verhindert.
- Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Trennelemente gleichmäßig an der Innenumfangsfläche des Außenrings angeordnet sind. Vorzugsweise sind insgesamt vier Trennelemente in Umfangsrichtung gleichmäßig an der Innenumfangsfläche des Außenrings angeordnet, so dass diese jeweils einen Winkel von 90° zueinander aufweisen.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das jeweilige Trennelement eine axiale Bohrung auf. Diese Bohrung dient insbesondere zur Durchführung von Schrauben, die zur Befestigung eines Deckels am Stator geeignet sind.
- Kurzbeschreibung der Zeichnung
- Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
-
1 eine schematische Querschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers, umfassend Antriebsrad, Stator und Rotor, -
2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Stators gemäß1 , bestehend aus einem Außenring und separat dazu ausgebildeten Trennelementen, -
3 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Stators gemäß2 in einem montierten Zustand, und -
4 eine schematische Darstellung unterschiedlich ausgebildeter Trennelemente. - Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
- Gemäß der
1 weist ein erfindungsgemäßer Nockenwellenversteller zur Einstellung einer Phasenrelation zwischen einer Kurbelwelle1 und einer Nockenwelle2 einer Brennkraftmaschine ein Antriebsrad3 sowie ein Stator4 und ein Rotor5 auf. Das Antriebsrad3 ist über einen – gestrichelt gezeichneten – Riemen drehfest mit der Kurbelwelle1 verbunden. Ferner ist der Stator4 drehfest mit dem Antriebsrad3 verbunden. Innerhalb des Stators4 ist der Rotor5 relativ verdrehbar zum Stator4 angeordnet. Das Antriebsrad3 wird von der Kurbelwelle1 angetrieben, wobei der Rotor5 drehfest mit der Nockenwelle2 verbunden ist. Ferner weist der Rotor5 radial nach außen angeordnete Flügel6a –6d auf, die zwischen radial nach Innen angeordnete Trennelemente7a –7d des Stators4 eingreifen. Dadurch bilden der Stator4 und der Rotor5 gegeneinander wirkende Druckkammern20 und21 aus. Durch Druckmittelzufuhr zu einer Gruppe von Druckkammern20 oder21 bei gleichzeitigem Abfluss von Druckmittel aus der anderen Gruppe von Druckkammern21 oder20 kann die Phasenrelation des Rotors5 relativ zu dem Stator4 und damit die Phasenrelation der Nockenwelle2 relativ zur Kurbelwelle1 variabel eingestellt werden. - Nach den
2 und3 besteht der Stator4 aus einem Außenring8 und den separat dazu ausgebildeten Trennelementen7a –7d , die an einer Innenumfangsfläche9 des Außenrings8 befestigbar sind. Dazu weist der Außenring8 an der Innenumfangsfläche9 axial ausgebildete Nuten10a –10d auf, die korrespondierend zu Ausprägungen11a –11d an den Trennelementen7a –7d ausgebildet sind, um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Außenring8 und den separat dazu ausgebildeten Trennelementen7a –7d zu realisieren. Zur Montage der Trennelemente7a –7d am Außenring8 werden die Trennelemente7a –7d axial auf den Außenring8 aufgeschoben, wobei die jeweilige Ausprägung11a –11d an dem jeweiligen Trennelement7a –7d formschlüssig in die jeweilige Nut10a –10d am Außenring8 greift. Die Nuten10a –10d sind im Querschnitt trapezförmig mit Hinterschnitt ausgebildet, um ein radiales Lösen der Trennelemente7a –7d zu verhindern. Ferner sind die Trennelemente7a –7d gleichmäßig an der Innenumfangsfläche9 des Außenrings8 angeordnet und weisen jeweils eine axiale Bohrung12a –12d auf. Der Außenring8 und die separat dazu ausgebildeten Trennelementen7a –7d sind aus einem metallischen oder keramischen Sinterwerkstoff hergestellt. - Gemäß
4 können die Trennelemente7a –7c unterschiedliche Formen aufweisen. Das Trennelement7a weist dabei eine axiale Bohrung auf, Trennelement7b hingegen nicht. Ferner ist Trennelement7c schmaler ausgebildet als die Trennelemente7a und7b . Besonders vorteilhaft ist, dass der Außenring8 des Stators4 kostengünstig standardisiert hergestellt wird, wobei allein die Trennelemente7a –7c , je nach Anwendung, spezielle Formen aufweisen können, die dann mit dem Außenring8 verbunden werden um den speziellen Stator4 zu bilden. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kurbelwelle
- 2
- Nockenwelle
- 3
- Antriebsrad
- 4
- Stator
- 5
- Rotor
- 6a–6d
- Flügel
- 7a–7d
- Trennelement
- 8
- Außenring
- 9
- Innenumfangsfläche
- 10a–10d
- Nut
- 11a–11d
- Ausprägung
- 12a–12d
- Bohrung
- 20
- Druckkammer
- 21
- Druckkammer
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102010008005 A1 [0003]
Claims (7)
- Nockenwellenversteller zur Einstellung einer Phasenrelation zwischen einer Kurbelwelle (
1 ) und einer Nockenwelle (2 ) einer Brennkraftmaschine, umfassend ein zumindest mittelbar über eine Kette oder einen Riemen drehfest mit der Kurbelwelle (1 ) verbindbares Antriebsrad (3 ) sowie einen zumindest mittelbar drehfest mit dem Antriebsrad (3 ) verbindbaren Stator (4 ) und einen zumindest mittelbar drehfest mit der Nockenwelle (2 ) verbindbaren Rotor (5 ), wobei der Rotor (5 ) und der Stator (4 ) relativ zueinander verdrehbar sind, und wobei der Rotor (5 ) radial nach außen angeordnete Flügel (6a –6d ) aufweist, die zwischen radial nach Innen angeordnete Trennelemente (7a –7d ) des Stators (4 ) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (4 ) aus einem Außenring (8 ) und separat dazu ausgebildeten Trennelementen (7a –7d ) besteht, die an einer Innenumfangsfläche (9 ) des Außenrings (8 ) befestigbar sind. - Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (
8 ) und die separat dazu ausgebildeten Trennelemente (7a –7d ) aus einem Sinterwerkstoff hergestellt sind. - Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (
8 ) an der Innenumfangsfläche (9 ) axial ausgebildete Nuten (10a –10d ) aufweist, die korrespondierend zu Ausprägungen (11a –11d ) an den Trennelementen (7a –7d ) ausgebildet sind, um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Außenring (8 ) und den separat dazu ausgebildeten Trennelementen (7a –7d ) zu realisieren. - Nockenwellenversteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (
10a –10d ) im Querschnitt trapezförmig mit Hinterschnitt ausgebildet sind, um ein radiales Lösen der Trennelemente (7a –7d ) zu verhindern. - Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennelemente (
7a –7d ) gleichmäßig an der Innenumfangsfläche (9 ) des Außenrings (8 ) angeordnet sind. - Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennelemente (
7a –7d ) eine axiale Bohrung (12a –12d ) aufweisen. - Nockenwellenversteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (
8 ) und die separat dazu ausgebildeten Trennelementen (7a –7d ) aus einem metallischen oder keramischen Sinterwerkstoff hergestellt sind.
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---|---|---|---|
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DE102015200146A1 true DE102015200146A1 (de) | 2016-01-07 |
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Family Applications (1)
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---|---|
DE (1) | DE102015200146A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102018101979A1 (de) * | 2018-01-30 | 2019-08-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hydraulischer Nockenwellenversteller |
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DE102008050622A1 (de) * | 2008-10-07 | 2010-04-08 | Schaeffler Kg | Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine |
DE102010008005A1 (de) | 2010-02-15 | 2011-08-18 | Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 | Stator-Deckel-Einheit und Nockenwellenversteller |
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-
2015
- 2015-01-08 DE DE102015200146.6A patent/DE102015200146A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
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DE102018101979B4 (de) | 2018-01-30 | 2022-06-23 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hydraulischer Nockenwellenversteller |
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