DE102022123335A1 - Camshaft adjuster and method for producing a spring retaining plate for a camshaft adjuster - Google Patents
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Abstract
Ein Nockenwellenversteller (1) umfasst einen Stator (2), einen Rotor (3), sowie eine zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) wirkende Rückstellfeder (8). Ferner weist der Nockenwellenversteller (1) ein als Axialanschlag der Rückstellfeder (8) vorgesehenes Federrückhalteblech (9) auf, welches außerhalb seines die Rückstellfeder (8) kontaktierenden Bereiches einen ringscheibenförmigen, prägestrukturierten, einer Oberfläche des Rotors (3) gegenüberliegenden stirnseitigen Bereich (18, 19) aufweist.A camshaft adjuster (1) comprises a stator (2), a rotor (3), and a return spring (8) acting between the stator (2) and the rotor (3). Furthermore, the camshaft adjuster (1) has a spring retaining plate (9) which is provided as an axial stop for the return spring (8) and which, outside its area contacting the return spring (8), has an annular disk-shaped, embossed-structured frontal area (18) opposite a surface of the rotor (3). 19).
Description
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines für die Verwendung in einem Nockenwellenversteller vorgesehenen Federrückhalteblechs.The invention relates to a camshaft adjuster according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for producing a spring retaining plate intended for use in a camshaft adjuster.
Ein gattungsgemäßer, für die Verwendung in einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehener Nockenwellenversteller ist beispielsweise aus der
Ein in der
Ein weiterer Nockenwellenversteller mit einem Rotor, der zwischen zwei Endanschlägen durch Hydraulikmittelbeaufschlagung gegen die Federkraft relativ zu einem Antriebsrad verdrehbar ist, ist in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Nockenwellenverstellern gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterzuentwickeln, wobei ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Fertigungsaufwand, Prozesssicherheit und Kompaktheit sowie Robustheit des Endproduktes, das heißt Nockenwellenverstellers, angestrebt wird.The invention is based on the object of further developing the production of camshaft adjusters compared to the prior art mentioned, with the aim of achieving a particularly favorable relationship between manufacturing effort, process reliability and compactness as well as robustness of the end product, i.e. camshaft adjuster.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Federrückhalteblechs eines Nockenwellenverstellers gemäß Anspruch 8. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtungen, das heißt den Nockenwellenversteller sowie das Federrückhalteblech, und umgekehrt.This object is achieved according to the invention by a camshaft adjuster with the features of claim 1. The object is also achieved by a method for producing a spring retaining plate of a camshaft adjuster according to
In an sich bekannter Grundkonzeption umfasst der Nockenwellenversteller einen Stator, einen mit einer Nockenwelle zu verbindenden Rotor, sowie eine zwischen dem Stator und dem Rotor wirkende Rückstellfeder. Gemäß Anspruch 1 existiert als weitere Komponente des Nockenwellenverstellers ein als Axialanschlag der Rückstellfeder vorgesehenes Federrückhalteblech, welches außerhalb seines die Rückstellfeder kontaktierenden Bereiches einen ringscheibenförmigen, prägestrukturierten, einer Oberfläche des Rotors gegenüberliegenden stirnseitigen Bereich aufweist.In a basic concept known per se, the camshaft adjuster comprises a stator, a rotor to be connected to a camshaft, and a return spring acting between the stator and the rotor. According to claim 1, as a further component of the camshaft adjuster, there is a spring retaining plate provided as an axial stop of the return spring, which outside its area contacting the return spring has an annular disk-shaped, embossed structured end face area opposite a surface of the rotor.
Bei dem Nockenwellenversteller handelt es sich insbesondere um einen hydraulischen Versteller, wobei der Stator über die Kurbelwelle mechanisch angetrieben wird und die Phasenverstellung der Nockenwelle in Relation zur Kurbelwelle durch Beaufschlagung zwischen Stator und Rotor gebildeter Volumina mit Hydraulikdruck erfolgt.The camshaft adjuster is in particular a hydraulic adjuster, the stator being driven mechanically via the crankshaft and the phase adjustment of the camshaft in relation to the crankshaft taking place by applying hydraulic pressure to the volumes formed between the stator and rotor.
Die stirnseitige, durch Prägung strukturierte Oberfläche des Federrückhalteblechs ermöglicht die Übertragung eines Drehmoments vom Federrückhalteblech auf den Rotor des Verstellers bei der Montage des Nockenwellenverstellers. Somit ist eine einfache Möglichkeit gegeben, ein Montagetool in definierter Winkelrelation zum Rotor als nockenwellenfestem Bauteil anzusetzen. Bei der Montage kann insbesondere ein Zentralventil des Nockenwellenverstellers in seine vorgesehene Position gebracht werden. In jedem Fall werden durch den am Rotor anliegenden prägestrukturierten Bereich des Federrückhalteblechs Relativverdrehungen zwischen dem Federrückhalteblech und dem Rotor vermieden.The front surface of the spring retaining plate, which is structured by embossing, enables the transmission of torque from the spring retaining plate to the rotor of the adjuster when assembling the camshaft adjuster. This provides a simple possibility of positioning an assembly tool in a defined angular relation to the rotor as a component fixed to the camshaft. During assembly, in particular a central valve of the camshaft adjuster can be brought into its intended position. In any case, relative rotations between the spring retaining plate and the rotor are avoided due to the embossed structured area of the spring retaining plate resting on the rotor.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung beschreibt das Federrückhalteblech insgesamt eine Topfform mit einem äußeren ringscheibenförmigen Abschnitt, einem daran anschließenden zylindrischen Abschnitt, sowie einem an den zylindrischen Abschnitt anschließenden inneren ringscheibenförmigen Abschnitt, wobei die Rückstellfeder in Form einer Spiralfeder den zylindrischen Abschnitt umgibt und hierbei durch äußeren ringscheibenförmigen Abschnitt in Axialrichtung gesichert ist, und wobei der prägestrukturierte Bereich durch den inneren ringscheibenförmigen Abschnitt gebildet ist.According to a possible embodiment, the spring retaining plate overall describes a pot shape with an outer annular disk-shaped section, an adjoining cylindrical section, and an inner annular disk-shaped section adjoining the cylindrical section, the return spring in the form of a spiral spring surrounding the cylindrical section and in this case through an outer annular disk-shaped section is secured in the axial direction, and wherein the embossed structured area is formed by the inner annular disk-shaped section.
Das Federrückhalteblech ist rationell herstellbar, indem ein Blech, insbesondere durch Tiefziehen, derart umgeformt wird, dass es eine topfförmige Gestalt annimmt, wobei im Zuge des Umformens an einer Stirnfläche eines inneren ringscheibenförmigen, als Topfboden zu betrachtenden Abschnitts eine Prägestruktur als dreidimensionale Strukturierung ausgebildet wird. Somit entfallen zusätzliche Schritte, etwa in Form einer Laserstrukturierung, zur Erzeugung der dreidimensionalen Strukturierung. Nach der Umformung kann eine Härtung des Federrückhalteblechs durch beliebige, an sich bekannte Härteverfahren erfolgen.The spring retaining plate can be produced efficiently by forming a sheet metal, in particular by deep drawing, in such a way that it takes on a cup-shaped shape, with an embossed structure as a three-dimensional structure being formed in the course of the forming on an end face of an inner annular disk-shaped section, which can be viewed as the pot bottom tion is trained. This eliminates the need for additional steps, such as laser structuring, to create the three-dimensional structuring. After forming, the spring retaining plate can be hardened using any hardening process known per se.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung schließt an den äußeren ringscheibenförmigen Abschnitt des Federrückhalteblechs ein segmentierter Randabschnitt an, welcher dem Stator zugewandt ist. Hierbei können durch die Segmentierung Aussparungen im Randabschnitt gebildet sein, in welche statorseitige Konturen eingreifen.According to a possible embodiment, the outer annular disk-shaped section of the spring retaining plate is adjoined by a segmented edge section which faces the stator. The segmentation can be used to form recesses in the edge section, into which stator-side contours engage.
In besonders montagefreundlicher Bauform des Federrückhalteblechs ist durch den äußeren ringscheibenförmigen Abschnitt ein Eingriff, beispielsweise in Form kreisrunder Aussparungen, für ein bei der Montage des Nockenwellenverstellers zu nutzendes Gegenhaltewerkzeug gebildet. Alternativ oder zusätzlich kann sich im ringscheibenförmigen Abschnitt mindestens eine schlitzförmige, in Umfangsrichtung verlaufende Aussprung befinden, in welche ein bolzenförmiges, fest mit dem Stator verbundenes oder unmittelbar durch den Stator gebildetes Element eingreift, an welchem ein Ende der als Spiralfeder ausgebildeten Rückstellfeder des Nockenwellenverstellers eingehängt ist. Das andere Ende der Rückstellfeder ist in diesem Fall zum Beispiel im radial inneren Bereich des äußeren ringscheibenförmigen Abschnitts oder im daran anschließenden zylindrischen Abschnitt des Federrückhalteblechs an diesem gehalten.In a particularly easy-to-assemble design of the spring retaining plate, the outer annular disk-shaped section forms an engagement, for example in the form of circular recesses, for a counter-holding tool to be used when assembling the camshaft adjuster. Alternatively or additionally, there can be at least one slot-shaped, circumferentially extending projection in the annular disk-shaped section, into which a bolt-shaped element, which is firmly connected to the stator or is formed directly by the stator, engages, on which one end of the return spring of the camshaft adjuster, which is designed as a spiral spring, is suspended . In this case, the other end of the return spring is held, for example, in the radially inner region of the outer annular disk-shaped section or in the adjoining cylindrical section of the spring retaining plate.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 Komponenten eines Nockenwellenverstellers in perspektivischer Ansicht, -
2 die Anordnung nach1 in geschnittener Darstellung, -
3 in einer Schnittdarstellung den Nockenwellenversteller einschließlich der Anordnung nach den1 und2 , -
4 ein Federrückhalteblech des Nockenwellenverstellers nach3 in geschnittener Darstellung, -
5 das Federrückhalteblech nach4 in perspektivischer Ansicht, -
6 ein Detail des Federrückhalteblechs, -
7 eine Prägestruktur des Federrückhalteblechs, -
8 ein Detail der Prägestruktur in einer Schnittdarstellung, -
9 ,10 ein Federrückhalteblech für einen Nockenwellenversteller mit einer alternativ gestalteten Prägestruktur.
-
1 Components of a camshaft adjuster in a perspective view, -
2 the arrangement1 in a sectional view, -
3 in a sectional view the camshaft adjuster including the arrangement according to1 and2 , -
4 a spring retaining plate for the camshaft adjuster3 in a sectional view, -
5 thespring retaining plate 4 in perspective view, -
6 a detail of the spring retaining plate, -
7 an embossed structure of the spring retaining plate, -
8th a detail of the embossed structure in a sectional view, -
9 ,10 a spring retaining plate for a camshaft adjuster with an alternatively designed embossed structure.
Ein insgesamt mit 1 bezeichneter Nockenwellenversteller ist als Versteller des Flügelzellentyps ausgebildet und umfasst einen Stator 2, welcher über die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, nämlich Hubkolbenmotors, angetrieben wird, sowie einen Rotor 3, der im eingebauten Zustand des Nockenwellenverstellers 1 drehfest mit einer zu verstellenden Nockenwelle 4 verbunden ist. Zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 sind variable Hohlräume ausgebildet, die mit Hydraulikdruck beaufschlagbar sind.A camshaft adjuster, designated overall by 1, is designed as an adjuster of the vane cell type and comprises a
Der Stator 2 ist mit einem Kettenrad 22 fest verbunden oder einteilig ausgebildet. Ein Magnetaktuator 5 ist zur Betätigung eines Zentralventils 6 des Nockenwellenverstellers 1 vorgesehen. Die gemeinsame Mittelachse des Nockenwellenverstellers 1 sowie der Nockenwelle 4 ist mit MA bezeichnet. Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus und der Funktion des Nockenwellenverstellers 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.The
In an sich bekannter Weise weist der Nockenwellenversteller 1 eine Rückstellvorrichtung 7 auf, welche eine Feder 8 in Form einer Spiralfeder und ein Federrückhalteblech 9, das die Feder 8 in einer Axialrichtung sichert, umfasst. Durch die Feder 8 wird ein zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 wirkendes Drehmoment ausgeübt. Auf Seiten des Stators 2 ist die Feder 8, das heißt Rückstellfeder, an einem Pin 10 gehalten, welcher im vorliegenden Fall als Endabschnitt einer Schraube ausgebildet ist.In a manner known per se, the camshaft adjuster 1 has a
In
Die kreisrunden Öffnungen 12 sind zur Positionierung eines bei der Montage des Nockenwellenversteller 1 in definierter Winkelstellung anzusetzenden Gegenhaltewerkzeugs nutzbar.The
Die verschiedenen Öffnungen 11, 12 befinden sich in einem äußeren ringscheibenförmigen Abschnitt 14 des Federrückhalteblechs 9. Der äußere ringscheibenförmige Abschnitt 14 ist parallel von einem ebenfalls ringscheibenförmigen statorfesten Element 13 des Nockenwellenverstellers 1 beabstandet. In dem zwischen dem Abschnitt 14 und dem Element 13 gebildeten Spaltraum befindet sich die Feder 8. Am äußeren Rand des ringscheibenförmigen Abschnitts 14 geht dieser in einen ansatzweise zylindrischen, segmentierten Randabschnitt 15 über, der die spiralförmig aufgewickelte Feder 8 radial umgibt.The
Der äußere ringscheibenförmige Abschnitt 14 geht an seinem inneren Rand in einen zylindrischen Abschnitt 17 über, welcher das statorfeste Elemente 13 durchdringt und teilweise in den Rotor 3 eindringt. Mit 16 ist eine am Übergang zwischen dem äußeren ringscheibenförmigen Abschnitt 14 und dem zylindrischen Abschnitt 17 befindliche Haltelasche bezeichnet, in welche ein Ende der Spiralfeder 8 einhängbar ist.The outer annular disk-shaped
An seiner dem äußeren ringscheibenförmigen Abschnitt 14 abgewandten Stirnseite geht der zylindrische Abschnitt 17 in einen inneren ringscheibenförmigen Abschnitt 18 über. Im Gegensatz zum äußeren ringscheibenförmigen Abschnitt 14 ist der innere ringscheibenförmigen Abschnitt 18 radial nach innen gerichtet und stellt damit ansatzweise einen Boden des insgesamt topfförmigen Federrückhalteblechs 9 dar.On its end face facing away from the outer annular disk-shaped
Bei der Montage des Nockenwellenverstellers 1 hat der innere ringscheibenförmige Abschnitt 18 des Federrückhalteblechs 9 am Rotor 3 mit einer ausreichend hohen Kraft anzuliegen, um Verdrehungen zwischen dem Federrückhalteblech 9 und dem Rotor 3 zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist an der durch den inneren ringscheibenförmigen Abschnitt 18 bereitgestellten Stirnseite des Federrückhaltebleches 9 eine Prägestruktur 19 ausgebildet. Die Prägestruktur 19 tangiert während der Montage unter Belastung mit einer Axialkraft eine Kontaktebene EK, in welcher eine ringscheibenförmige, plane Stirnfläche des Rotors 3 liegt.When assembling the camshaft adjuster 1, the inner annular disk-shaped
Bei dem Federrückhalteblech 9 handelt es sich um ein durch Tiefziehen spanlos hergestelltes Blechteil. Die Prägestruktur 19 wird im selben Tiefziehprozess geformt, welcher dem gesamten Federrückhalteblech 9 seine endgültige Form gibt. Die Wandstärke des inneren ringscheibenförmigen Abschnitts 18 ist mit d bezeichnet und weicht nicht wesentlich von der Wandstärke des äußeren ringscheibenförmigen Abschnitts 14 ab. Im zylindrischen Abschnitt 17 ist die Wandstärke des Federrückhalteblechs 9 durch die Umformung signifikant herabgesetzt. Die mit PT angegebene Prägetiefe der Prägestruktur 19 beträgt weniger als ein Viertel der Wandstärke d im inneren ringscheibenförmigen Abschnitt 18 und zugleich weniger als die Wandstärke im zylindrischen Abschnitt 17.The
Im Ausführungsbeispiel nach den
Das in den
Die Rasterbreite RB ist im Fall der
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- NockenwellenverstellerCamshaft adjuster
- 22
- Statorstator
- 33
- Rotorrotor
- 44
- Nockenwellecamshaft
- 55
- MagnetaktuatorMagnetic actuator
- 66
- ZentralventilCentral valve
- 77
- Rückstellvorrichtungreset device
- 88th
- Rückstellfederreturn spring
- 99
- FederrückhalteblechSpring retaining plate
- 1010
- Pin, SchraubePin, screw
- 1111
- schlitzförmige Öffnungslot-shaped opening
- 1212
- kreisrunde Öffnungcircular opening
- 1313
- statorfestes Elementstator fixed element
- 1414
- äußerer ringscheibenförmiger Abschnittouter annular disc-shaped section
- 1515
- segmentierter Randabschnittsegmented edge section
- 1616
- Haltelascheretaining tab
- 1717
- zylindrischer Abschnittcylindrical section
- 1818
- innerer ringscheibenförmiger Abschnittinner annular disc-shaped section
- 1919
- PrägestrukturEmbossed structure
- 2020
- Pyramiden-ReliefPyramid relief
- 2121
- RadialrilleRadial groove
- 2222
- Kettenrad Sprocket
- dd
- WandstärkeWall thickness
- EKEK
- KontaktebeneContact level
- MAM.A
- MittelachseCentral axis
- PTPT
- Prägetiefeembossing depth
- RBRB
- RasterbreiteGrid width
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |