DE102008057570A1 - Phasenversteller sowie Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle, mit einem derartigen Phasenversteller - Google Patents
Phasenversteller sowie Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle, mit einem derartigen Phasenversteller Download PDFInfo
- Publication number
- DE102008057570A1 DE102008057570A1 DE102008057570A DE102008057570A DE102008057570A1 DE 102008057570 A1 DE102008057570 A1 DE 102008057570A1 DE 102008057570 A DE102008057570 A DE 102008057570A DE 102008057570 A DE102008057570 A DE 102008057570A DE 102008057570 A1 DE102008057570 A1 DE 102008057570A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- injection molding
- produced
- phase adjuster
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 9
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 claims description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 15
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 14
- RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N endosulfan Chemical compound C12COS(=O)OCC2C2(Cl)C(Cl)=C(Cl)C1(Cl)C2(Cl)Cl RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 12
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 11
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 5
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
- B22F3/225—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/08—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of toothed articles, e.g. gear wheels; of cam discs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
- B22F5/106—Tube or ring forms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/022—Chain drive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
- B22F2003/248—Thermal after-treatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/024—Belt drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
- F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
- F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
- F01L2001/34469—Lock movement parallel to camshaft axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2301/00—Using particular materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft einen Phasenversteller für eine Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle, insbesondere zum Verstellen der Phasenlage einer Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor, wobei der Phasenversteller, der als hydraulisch zu betätigender Rotationskolbenversteller ausgebildet ist, einen mit einem Antriebsmittel zu koppelnden Stator und einen drehfest mit der Welle zu verbindenden Rotor aufweist, welcher in dem Stator drehverstellbar gelagert und mit diesem zur Drehmomentübertragung gekoppelt ist. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle, die mit einem derartigen Phasenversteller ausgestattet ist.
- Ein Phasenversteller der eingangs genannten Art kommt insbesondere bei Vorrichtungen zum Verstellen der Phasenlage einer Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor zum Einsatz. Durch das gezielte Verstellen der Phasenlage der Nockenwelle ist es möglich, den Verdichtungsvorgang und Ausstoßvorgang während des Verbrennungsprozesses hinsichtlich der Kraftstoffausnutzung zu optimieren.
- Aus der
DE 100 20 119 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der die Phasenlage der Nockenwelle eines Verbrennungsmotors mit Hilfe eines als Rotationskolbenversteller ausgebildeten Phasenverstellers gezielt verändert werden kann, um den Kraftstoffverbrauch zu vermindern. - Der als Rotationskolbenversteller ausgebildete Phasenversteller ist hydraulisch zu betätigen, was eine besonders präzise Fertigung der einzelnen Komponenten des Phasenverstellers, insbesondere der am Stator und Rotor ausgebildeten Dichtflächen, erforderlich macht, um einen langlebigen Einsatz und ein präzises Verstellen der Phasenlage zu erreichen.
- Der Rotor und der Stator werden deshalb entweder durch spanende Bearbeitung aus dem Vollem gefertigt oder als Sinterteile ausgeführt, die nachträglich durch spanende Bearbeitung in ihre endgültige Form gebracht werden. Bei beiden Herstellungsweisen ist jedoch von Nachteil, dass die erforderlichen Bearbeitungsschritte der als Massenteile ausgelegten Komponenten des Phasenverstellers material- und zeitaufwendig sind.
- Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, den eingangs genannten Phasenversteller derart zu verbessern, dass der Phasenversteller verglichen mit dem Stand der Technik bei gleichbleibend hoher Gewährleistung der Betriebssicherheit einfacher zu fertigen ist.
- Offenbarung der Erfindung
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass der Rotor und/oder der Stator endformnah durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellt worden sind bzw. ist. Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle gelöst, die mit einem erfindungsgemäßen Phasenversteller ausgestattet ist.
- Das pulvermetallurgische Spritzgießen, auch MIM-Verfahren (von Metal Injection Moulding) genannt, ist zwar seit geraumer Zeit bekannt. Allerdings wird davon ausgegangen, dass aufgrund der Besonderheiten dieses Herstellungsverfahrens die damit gefertigten Bauteile verglichen mit bauidentischen Bauteilen, die durch herkömmliche Herstellungsverfahren wie spanende Verfahren gefertigt worden sind, eine geringere Festigkeit aufweisen. Ferner wurde in der Vergangenheit davon ausgegangen, dass sich das pulvermetallurgische Spritzgießen nicht für besonders präzise zu fertigende Bauteile, wie Komponenten hydraulisch zu betätigender Verstelleinheiten, eignen würde. Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, dass sich bei durch das pulvermetallurgische Spritzgießen gefertigten Bauteile durch nachfolgende Behandlungsschritte wie Härten oder Anlassen ähnlich hohe Festigkeitswerte erzielen lassen, wie bei herkömmlich hergestellten Bauteilen. Auch ist ein nachträgliches Feinstbearbeiten beispielsweise von Verzahnungen oder Dichtflächen durch spanende Bearbeitungsverfahren, wie Feinstfräsen, Schleifen, etc., möglich.
- Bei dem erfindungsgemäßen Phasenversteller hat sich gezeigt, dass sich insbesondere der Rotor und/oder der Stator für das pulvermetallurgische Spritzgießen besonders gut eignen bzw. eignet. Der so gefertigte Rotor, der auch im Stand der Technik funktionsbedingt mit einer Vielzahl von Kanälen und Formelementen versehen ist, lässt sich durch das pulvermetallurgische Spritzgießen nahezu ohne weitere Bearbeitung in seine endgültige Form fertigen. Gleiches gilt auch für den Stator, der für den Antrieb mit entsprechenden Formelementen, wie Verzahnungen, ausgestattet sein muss, die sich gleichfalls endformnah durch das pulvermetallurgische Spritzgießen herstellen lassen, wobei der für die Herstellung erforderliche Aufwand verglichen mit dem Stand der Technik deutlich geringer ist. Durch das erfindungsgemäße Fertigen des Rotors und/oder Stators als pulvermetallurgisches Spritzgießteil wird verglichen mit dem Stand der Technik nicht nur der erforderliche Materialaufwand verringert, sondern auch die nötige Fertigungsdauer verkürzt, da eine endformnahe Herstellung der Komponenten ermöglicht wird, ohne dass die so gefertigten Bauteile noch einer umfangreichen Nachbearbeitung beispielsweise durch spanende Verfahren unterzogen werden müssen. Des weiteren ist es möglich, gleichfalls ohne zusätzlichen Aufwand, gezielt Ausnehmungen und Vertiefungen zur Gewichtseinsparung an den Komponenten auszubilden.
- Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen.
- Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Phasenverstellers ist der Rotor und/oder der Stator durch Wärmebehandlung gehärtet worden, um die erforderliche Verschleißfestigkeit sicherzustellen. Ist der Rotor bzw. der Stator als pulvermetallurgisches Spritzgießteil ausgeführt, wird besonders bevorzugt vorgeschlagen, das Bauteil durch Induktionshärten und gegebenenfalls anschließendes Anlassen, wärmezubehandeln.
- Ist der Rotor bzw. der Stator durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellt worden, sollte der Rotor bzw. der Stator eine Kernhärte nach Brinell von mindestens 120 HB 2,5/62,5 (ermittelt nach DIN EN ISO 6506) aufweisen.
- Zum Ankoppeln des Antriebsmittels ist am Stator vorzugsweise eine Umfangsverzahnung vorgesehen, die mit dem Antriebsmittel in Eingriff kommt. Als Antriebsmittel können Zahnräder bzw. Ritzel, aber auch Zahnriemen und Steuerketten zum Einsatz kommen. Um eine für das Ankoppeln des Antriebsmittels ausreichende Lage- und Formgenauigkeit der Umfangsverzahnung zu erreichen, gleichzeitig jedoch den Aufwand bei der Fertigung des als pulvermetallurgischen Spritzgießteil ausgebildeten Stators so gering wie nötig zu halten, ist die Umfangsverzahnung durch spanendes Bearbeiten, insbesondere durch Fräsen und Schleifen, geringfügig nachbearbeitet.
- Damit eine ausreichende Verschleißfestigkeit der Umfangsverzahnung gewährleistet ist, weist die Umfangsverzahnung vorzugsweise eine Harte nach Vickers von mindestens 600 HV 0,1 (ermittelt gemäß der DIN EN ISO 6507) am Zahnkopf und eine Härte nach Vickers von mindestens 500 HV 0,1 (gleichfalls ermittelt nach DIN EN ISO 6507) am Zahngrund auf.
- Des weiteren wird bei denen als pulvermetallurgisches Spritzgießteil ausgebildeten Komponenten des Phasenverstellers vorgeschlagen, lediglich die als Dichtflächen dienenden Flächen durch spanende Bearbeitung feinstzubearbeiten, während andere Abschnitte der Komponenten, also des Rotors und des Stators, unbearbeitet bleiben.
- Als besonders geeigneter Werkstoff für die Herstellung des Rotors und Stators als pulvermetallurgisches Spritzgießteil hat sich ein niedriglegierter Stahl gezeigt, der einen Kohlenstoffgehalt von 0,6 bis 0,8% und einen Kupfergehalt von 1,0 bis 2,0% aufweist. Der so niedriglegierte Stahl ist einerseits gut zu verarbeiten und andererseits durch Wärmebehandlung nachträglich zu härten. Generell können jedoch auch andere Werkstoffe zum Einsatz kommen, die in der Regel nach leistungsspezifischen Merkmalen, wie Festigkeit, Verarbeitbarkeit, Wärmebehandelbarkeit, Vergütbarkeit, etc., ausgewählt sind.
- Um das Gewicht des erfindungsgemäßen Phasenverstellers möglichst gering zu halten, wird ferner vorgeschlagen den als pulvermetallurgisches Spritzgießteil ausgebildeten Rotor, der mehrere sich vom Zentrum nach außen erstreckende Ansteuerkanäle aufweist, an mindestens seiner Stirnseiten mit wenigstens eine Ausnehmung und/oder zwischen den Ansteuerkanälen mit wenigstens einem an den beiden Stirnseiten endenden Durchbruch zu versehen. Die Ausnehmungen und Durchbrüche können gegebenenfalls auch gestuft ausgebildet sein. Entscheidend ist nur, dass die Festigkeit der Komponenten durch die Ausnehmungen und Durchbrüche nicht beeinträchtigt ist. Die Ausnehmungen und Durchbrüche sind dabei so gestaltet und am Rotor angeordnet, dass sie außerhalb der Hauptspannungslinien liegen, so dass das Widerstandsmoment des Rotors insgesamt nicht nachteilig beeinflusst ist. Die Ausnehmung und/oder der Durchbruch lassen bzw. lässt sich ohne großen Aufwand beim pulvermetallurgischen Spritzgießen bereits ausbilden, wodurch eine Material- bzw. Gewichtsersparnis erreicht werden kann, ohne dass der Rotor noch einer weiteren umfangreichen spanenden Bearbeitung unterzogen werden muss.
- Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verstellung der Phasenlage einer Welle, wobei die Vorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Phasenversteller ausgestattet ist. Als besonders bevorzugtes Einsatzgebiet wird die mit dem erfindungsgemäßen Phasenversteller ausgestattete Vorrichtung für das Verstellen der Phasenlage einer Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor verwendet. Allerdings eignet sich die Vorrichtung generell auch zum Phasenverstellen bei anderen Kopplungen zwischen einem Antriebsmittel und einer Welle.
- Ausführungsbeispiel
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
-
1 einen Schnitt entlang der Linie A-A der2 durch einen erfindungsgemäßen Phasenversteller für eine Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Nockenwelle; -
2 einen Schnitt entlang der Linie B-B der1 durch den Phasenversteller; -
3 eine perspektivische Darstellung eines Stators des Phasenverstellers; und -
4 eine perspektivische Darstellung eines Rotors des Phasenverstellers. - In den
1 und2 ist in teilweise geschnittener Vorderansicht sowie in geschnittener Seitenansicht ein Phasenversteller10 gezeigt, der in einer Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor zum Einsatz kommt. - Der Phasenversteller
10 weist einen Stator12 und einen in den Stator12 eingesetzten Rotor14 auf. Der Rotor14 ist auf eine nicht gezeigte Nockenwelle aufgeschoben und drehfest mit dieser verbunden. Der Stator12 ist durch zwei an seinen beiden Stirnseiten vorgesehene Dichtdeckel16 und18 fluiddicht verschlossen, wobei die Nockenwelle durch jeweils eine an den Dichtdeckeln16 und18 konzentrisch vorgesehene Öffnung ragt. Der Rotor14 kann, wie später noch erläutert werden wird, mit Hilfe einer hydraulischen Ansteuerung relativ zum Stator12 um die Rotationsachse R der Nockenwelle verdreht werden, um die Phase, mit der die Nockenwelle die Ventile des Verbrennungsmotors öffnet oder schließt, zu verstellen. - Der Stator
12 ist ringförmig ausgebildet und weist an seiner Umfangsaußenfläche eine Umfangsverzahnung20 auf, die mit einem Zahnriemen oder einer Steuerkette in Eingriff gebracht ist, wenn der Phasenversteller10 im Einsatz ist. Wie insbesondere3 gut zu entnehmen ist, in der der Stator12 perspektivisch dargestellt ist, hat der Stator12 an seiner Innenumfangsfläche insgesamt fünf radial nach innen ragende, identisch ausgebildete Erhebungen22 . Jede der Erhebungen22 ist mit einer axial verlaufenden Durchgangsbohrung24 versehen, durch die eine Befestigungsschraube26 ragt, mit der die beiden Dichtdeckel16 und18 am Stator12 lösbar befestigt sind (vgl.2 ). - Die radial am weitesten innen angeordnete Fläche jeder Erhebungen
22 ist im Querschnitt quer zur Rotationsachse R des Stators12 betrachtet jeweils kreisförmig abgerundet ausgebildet, wobei der Innenradius der Fläche zumindest annähernd dem Außenradius des Rotors14 entspricht. Die innen angeordneten Flächen der Erhebungen22 dienen bei eingesetztem Rotor14 als Dichtflächen an der Außenumfangsfläche des Rotors14 , wobei die Erhebungen22 gemeinsam mit der Außenfläche des Rotors14 sowie den beiden Dichtdeckeln16 und18 Druckkammern28 begrenzen. - Der Rotor
14 , der in4 gleichfalls in perspektiver Darstellung gezeigt ist, hat an seiner Umfangsfläche insgesamt fünf gleichmäßig über den Umfang verteilte Schlitze30 , die jeweils in radialer Richtung verlaufen. In jedem Schlitz30 ist ein Flügel32 befestigt (vgl.1 und2 ), der sich radial nach außen vom Rotor14 erstreckt. Zwischen den Schlitzen30 sind radial nach außen verlaufende Kanäle34 und36 vorgesehen, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Schlitzen30 jeweils zwei Kanäle34 und36 angeordnet sind, die in Richtung der Rotationsachse R betrachtet versetzt zueinander verlaufen. Des weiteren sind an den beiden Stirnseiten des Rotors14 zur Gewichtsersparnis jeweils Ausnehmungen38 vorgesehen, die abschnittsweise miteinander verbunden sind und Durchbrüche40 bilden. Die Ausnehmungen38 und Durchbrüche40 sind dabei so am Rotor14 ausgebildet, dass die Festigkeit des Rotors14 nicht beeinträchtigt ist. Gegebenenfalls können die Ausnehmungen38 und Durchbrüche40 auch gestuft und tiefer ausgebildet sein als in4 gezeigt. - Im zusammengesetzten Zustand (vgl.
1 und2 ), ragt jeweils ein Flügel32 in eine der Druckkammern28 und untergliedert die Druckkammer28 in zwei Kammerabschnitte42 und44 . Jeder Flügel32 ist in radialer Richtung betrachtet so bemessen, dass er abdichtend an einem der im Querschnitt quer zur Rotationsachse R betrachtet kreisförmig abgerundet ausgebildeten Innenumfangsabschnitte46 der Druckammern28 entlang gleiten kann. - Die Kammerabschnitte
42 jeder Druckkammer28 stehen jeweils mit einem der Kanäle34 in Strömungsverbindung, während die anderen Kammerabschnitte44 jeder Druckkammer28 mit jeweils einem der anderen Kanäle36 in Strömungsverbindung stehen. - Die Kanäle
34 und36 sind an eine Hydrauliksteuerung (nicht dargestellt) angeschlossen, die zum Verstellen des Rotors14 innerhalb des Stators12 über die Kanäle34 und36 ein Hydraulikmedium in die Kammerabschnitte42 und44 fördert bzw. aus diesen abzieht. Soll der Rotor14 gegenüber dem Stator12 beispielsweise im Uhrzeigersinn der1 verstellt werden, wird das Hydraulikmedium durch die Kanäle34 in die Kammerabschnitte42 gefördert, während gleichzeitig das in den Kammerabschnitten44 enthaltene Hydraulikmedium durch die Kanäle36 aus den Kammerabschnitten44 gefördert wird. Soll der Rotor14 dagegen gegenüber dem Stator12 entgegen dem Uhrzeigersinn der -
1 verdreht werden, wird das Hydraulikmedium durch die Kanäle36 in die Kammerabschnitte44 gefördert, während in den Kammerabschnitten42 enthaltenes Hydraulikmedium durch die Kanäle34 aus diesen abgezogen wird. Auf diese Weise ist der Rotor14 hydraulisch eingespannt und kann sehr schnell innerhalb des Stators12 verstellt werden, wodurch sich die relative Lage der mit dem Rotor14 drehfest verbundenen Nockenwelle gegenüber dem Stator12 verändert und auf diese Weise der Zeitpunkt, zu dem die Nockenwelle die Ventile des Verbrennungsmotors öffnet oder schließt gezielt verstellt werden. - Erfindungsgemäß ist bei dem Phasenversteller
10 der Stator12 endformnah durch pulvermetallurgisches Spritzgießen aus einem niedriglegiertem Stahl mit einem Kohlenstoffanteil von 0,6 bis 0,8% und einem Kupferanteil von 1,0 bis 2,0% gefertigt worden. Dabei wurden bereits die Erhebungen22 und die Durchgangsbohrungen24 in ihre endgültige Gestalt ausgeformt. Der durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellte Stator12 hat bereits eine Kernhärte nach Brinell von mindestens 120 HB 2,5/62,5 (DIN EN ISO 6506). Zum Erhöhen der Oberflächenhärte wurde der Stator12 anschließend durch Induktionshärten gehärtet und angelassen. Nach dem Anlassen wurden die an den Erhebungen22 vorgesehenen Dichtflächen, die Innenumfangsabschnitte46 sowie die Umfangsverzahnung20 durch spanende Feinstbearbeitung zu deren jeweils endgültigen Form fertigbearbeitet. Durch das Härten hat die Umfangsverzahnung20 eine Härte nach Vickers von mindestens 600 HV 0,1 (DIN EN ISO 6507) am Zahnkopf und eine Härte nach Vickers von mindestens 500 HV 0,1 (DIN EN ISO 6507) am Zahngrund. - In gleicher Weise ist auch der Rotor
14 endformnah durch pulvermetallurgisches Spritzgießen aus einem niedriglegiertem Stahl mit einem Kohlenstoffanteil von 0,6 bis 0,8% und einem Kupferanteil von 1,0 bis 2,0% gefertigt worden. Dabei wurden sämtliche Schlitze30 und Kanäle34 und36 sowie die Ausnehmungen38 und Durchbrüche40 endgültig ausgeformt. Der durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellte Rotor14 weist eine Kernhärte nach Brinell von mindestens 120 HB 2,5/62,5 (DIN EN ISO 6506) auf. Der Rotor14 wurde anschließend durch Induktionshärten gehärtet und anschließend angel assen. Nach dem Anlassen wurde die Außenumfangsfläche des Rotors14 , die als Dichtfläche zu den Erhebungen22 dient, durch spanende Feinstbearbeitung fertigbearbeitet. Durch das Härten und Anlassen weist der Rotor14 an seinen Dichtflächen eine Härte nach Vickers von mindestens 600 HV 0,1 (DIN EN ISO 6507) auf. - Durch das Ausbilden des Stators
12 und des Rotors14 als pulvermetallurgische Spritzgießteile ergeben sich verschiedenste Vorteile. Zum einen ist die Herstellung sowohl des Stators12 als auch des Rotors14 gegenüber den herkömmlichen Herstellungsverfahren deutlich vereinfacht. So kann der Stator12 und der Rotor14 bereits in einem Arbeitsschritt in eine endnahe Form gebracht werden. Ferner ist es erstmals möglich, ohne großen Aufwand Ausnehmungen38 und Durchbrüche40 am Rotor14 auszubilden, wodurch nicht nur Material gespart, sondern auch das Gewicht des Phasenverstellers10 vermindert werden kann. Des weiteren ist es problemlos möglich, die beiden Komponenten durch geeignete Behandlungsschritte zusätzlich zu härten und anzulassen, um die gewünschte Verschleißfestigkeit zu erzielen. Auch ist eine nachträgliche Feinstbearbeitung von Dichtflächen, Verzahnungen und ähnliches immer noch möglich. -
- 10
- Phasenversteller
- 12
- Stator
- 14
- Rotor
- 16
- Dichtdeckel
- 18
- Dichtdeckel
- R
- Rotationsachse
- 20
- Umfangsverzahnung
- 22
- Erhebung
- 24
- Durchgangsbohrungen
- 26
- Befestigungsschrauben
- 28
- Druckkammern
- 30
- Schlitze
- 32
- Flügel
- 34
- Kanäle
- 36
- Kanäle
- 38
- Ausnehmungen
- 40
- Durchbrüche
- 42
- Kammerabschnitte
- 44
- Kammerabschnitte
- 46
- Innenumfangsabschnitte
- 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 10020119 A1 [0003]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - DIN EN ISO 6506 [0012]
- - DIN EN ISO 6507 [0014]
- - DIN EN ISO 6507 [0014]
- - DIN EN ISO 6506 [0033]
- - DIN EN ISO 6507 [0033]
- - DIN EN ISO 6507 [0033]
- - DIN EN ISO 6506 [0034]
- - DIN EN ISO 6507 [0034]
Claims (9)
- Phasenversteller für eine Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle, insbesondere zum Verstellen der Phasenlage einer Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor, wobei der Phasenversteller (
10 ), der als hydraulisch zu betätigender Rotationskolbenversteller ausgebildet ist, einen mit einem Antriebsmittel zu koppelnden Statur (12 ) und einen drehfest mit der Weile zu verbindenden Rotor (14 ) aufweist, welcher in dem Statur (12 ) drehverstellbar gelagert und mit diesem zur Drehmomentübertragung gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (14 ) und/oder der Statur (12 ) endformnah durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellt worden sind bzw. ist. - Phasenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (
14 ) und/oder der Statur (12 ) durch Wärmebehandlung, vorzugsweise durch Induktionshärten und Anlassen, gehärtet worden sind bzw. ist. - Phasenversteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellte Rotor (
14 ) und/oder der durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellte Statur (12 ) eine Kernhärte nach Brinell von mindestens 120 HB 2,5/62,5 (DIN EN ISO 6506) aufweisen bzw. aufweist. - Phasenversteller nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellte Stator (
14 ) eine Umfangsverzahnung (20 ) aufweist, die durch spanendes Bearbeiten nachbearbeitet worden ist. - Phasenversteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsverzahnung (
20 ) eine Härte nach Vickers von mindestens 600 HV 0,1 (DIN EN ISO 6507) am Zahnkopf und eine Härte nach Vickers von mindestens 500 HV 0,1 (DIN EN ISO 6507) am Zahngrund aufweist. - Phasenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellte Rotor (
14 ) und/oder der durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellte Stator (12 ) Dichtflächen (46 ) aufweisen, welche durch spanendes Bearbeiten feinstbearbeitet worden sind. - Phasenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellte Rotor (
14 ) und/oder der durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellte Stator (12 ) aus einem niedriglegierten Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,6 bis 0,8% und einem Kupfergehalt von 1,0 bis 2,0% gefertigt worden sind bzw. ist. - Phasenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (
14 ) mehrere sich vom Zentrum nach außen erstreckende Ansteuerkanäle (34 ,36 ) aufweist, und dass an mindestens einer der Stirnseiten des Rotors (14 ) wenigstens eine Ausnehmung (38 ) und/oder zwischen den Ansteuerkanälen (34 ,36 ) wenigstens ein an den beiden Stirnseiten endender Durchbruch (40 ) ausgebildet sind bzw. ist. - Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle, insbesondere zum Verstellen der Phasenlage einer Nockenwelle in einem Verbren nungsmotor, mit einem als Rotationskolbenversteller ausgebildeten Phasenversteller (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008057570A DE102008057570A1 (de) | 2008-11-15 | 2008-11-15 | Phasenversteller sowie Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle, mit einem derartigen Phasenversteller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008057570A DE102008057570A1 (de) | 2008-11-15 | 2008-11-15 | Phasenversteller sowie Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle, mit einem derartigen Phasenversteller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102008057570A1 true DE102008057570A1 (de) | 2010-05-20 |
Family
ID=42105114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102008057570A Withdrawn DE102008057570A1 (de) | 2008-11-15 | 2008-11-15 | Phasenversteller sowie Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle, mit einem derartigen Phasenversteller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102008057570A1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012059252A1 (de) * | 2010-11-05 | 2012-05-10 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Rotor für einen nockenwellenversteller sowie nockenwellenversteller |
| CN103244227A (zh) * | 2012-02-02 | 2013-08-14 | 谢夫勒科技股份两合公司 | 在具有容量存储器的凸轮轴调节器中的油箱接头的造型 |
| CN105556072A (zh) * | 2013-09-24 | 2016-05-04 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 凸轮轴调节器 |
| DE102016123580B4 (de) | 2016-12-06 | 2021-09-09 | Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh | Rotorteil eines Rotors für einen Nockenwellenversteller und Presswerkzeug zu dessen pulvermetallurgischer Herstellung |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10020119A1 (de) | 2000-04-22 | 2001-10-25 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Vorrichtung zur unabhängigen hydraulischen Verstellung der Phasen- und Axiallage einer Nockenwelle |
-
2008
- 2008-11-15 DE DE102008057570A patent/DE102008057570A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10020119A1 (de) | 2000-04-22 | 2001-10-25 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Vorrichtung zur unabhängigen hydraulischen Verstellung der Phasen- und Axiallage einer Nockenwelle |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DIN EN ISO 6506 |
| DIN EN ISO 6507 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012059252A1 (de) * | 2010-11-05 | 2012-05-10 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Rotor für einen nockenwellenversteller sowie nockenwellenversteller |
| CN103210186A (zh) * | 2010-11-05 | 2013-07-17 | 谢夫勒科技股份两合公司 | 用于凸轮轴调节器的转子以及凸轮轴调节器 |
| CN103244227A (zh) * | 2012-02-02 | 2013-08-14 | 谢夫勒科技股份两合公司 | 在具有容量存储器的凸轮轴调节器中的油箱接头的造型 |
| CN105556072A (zh) * | 2013-09-24 | 2016-05-04 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 凸轮轴调节器 |
| US9970334B2 (en) | 2013-09-24 | 2018-05-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Camshaft adjuster |
| CN105556072B (zh) * | 2013-09-24 | 2019-07-19 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 凸轮轴调节器 |
| DE102016123580B4 (de) | 2016-12-06 | 2021-09-09 | Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh | Rotorteil eines Rotors für einen Nockenwellenversteller und Presswerkzeug zu dessen pulvermetallurgischer Herstellung |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2938906B1 (de) | Geteiltes zahnrad | |
| EP2027170B1 (de) | Welle mit fixiertem bauteil | |
| DE102009022657A1 (de) | Nockenwelle sowie Verfahren zur Herstellung | |
| DE102010032251A1 (de) | Rückschlagventil sowie hydraulisches Ventil mit einem eingebauten Rückschlagventil | |
| DE102009042228A1 (de) | Vorrichtung zur Veränderung der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine | |
| DE102012208496B4 (de) | Nockenwellenverstelleinrichtung | |
| DE102015112442B3 (de) | Nockenwellenversteller | |
| DE102011052822A1 (de) | Nockenwelle, insbesondere für Kraftfahrzeugmotoren | |
| DE102008057570A1 (de) | Phasenversteller sowie Vorrichtung zum Verstellen der Phasenlage einer Welle, mit einem derartigen Phasenversteller | |
| DE102007019920A1 (de) | Verrieglungs- und Drehwinkelbegrenzungsanordnung eines Nockenwellenverstellers | |
| DE102015217291A1 (de) | Nockenwellenversteller | |
| DE102011086236A1 (de) | Verbindung zwischen einem Stirnrad und einer Zahnwelle einer Nockenwellenverstelleinheit | |
| DE102012203383B3 (de) | Filteranordnung eines Steuerventils für einen Nockenwellenversteller | |
| DE102009042227A1 (de) | Vorrichtung zur Veränderung der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine | |
| DE102014207631A1 (de) | Nockenwellenversteller mit zusätzlichem Formschluss zwischen drehmomentübertragenden Teilen | |
| DE102008006377A1 (de) | Hydraulisches Ventilteil eines Steuerventils | |
| DE102012203114A1 (de) | Einlegeteil für Nockenwellenversteller mit Mittenverriegelung | |
| DE102012102022A1 (de) | Schwenkmotorversteller | |
| DE10082316B4 (de) | Vorrichtung zum Variieren der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine, insbesondere Nockenwellen-Verstelleinrichtung mit Schwenkflügelrad | |
| DE102009010997A1 (de) | Ladeeinrichtung | |
| DE102012205022A1 (de) | Nockenwellenversteller | |
| DE102005061187A1 (de) | Nockenwelle | |
| DE102015214623A1 (de) | Nockenwellenverstellvorrichtung | |
| DE102014009091A1 (de) | Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle | |
| DE102010024197A1 (de) | Rotor für einen Nockenwellenversteller und Nockenwellenversteller |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140211 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140211 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150123 |
|
| R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |