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Patent Searching and Data


Title:
CAMSHAFT WITH ADJUSTER WITH CONTACT SURFACE FOR A CAMSHAFT AND ASSEMBLY METHOD FOR CAMSHAFT ADJUSTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/244704
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a camshaft adjuster (1) for adjusting the phase position of a camshaft (2) with respect to a crankshaft, having a rotor (3) which has a contact surface (4) on its radially outer circumference for transmitting a torque to a radially inner circumferential surface (5) of the camshaft (2), wherein the contact surface (4) has a cross-sectional shape deviating from a circular shape. The invention also relates to a method for mounting a camshaft adjuster (1).

Inventors:
SCHMITT ENNO (DE)
OTTERSBACH RAINER (DE)
WEBER JÜRGEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/100405
Publication Date:
December 10, 2020
Filing Date:
May 13, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F01L1/047; F01L1/344
Foreign References:
DE10334690B42008-08-21
JPH06312322A1994-11-08
JPH06272519A1994-09-27
DE202005005585U12005-06-16
DE10334690B42008-08-21
DE102012202823B42014-03-06
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Claims:
Patentansprüche

1. Nockenwellenversteller (1 ) zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle (2) relativ zu einer Kurbelwelle, mit einem Rotor (3), der auf seinem radialen Außenumfang eine Kontaktfläche (4) zum Übertragen eines Drehmoments an eine radiale Innenumfangsfläche (5) der Nockenwelle (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (4) eine von einer Kreisform abwei chende Querschnittsform besitzt.

2. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (4) des Rotors (3) eine Profilierung (6) aufweist.

3. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (4) des Rotors (3) eine Rändelung (7) aufweist.

4. Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) auf seinem radialen Außenumfang eine axial zu der Kontaktfläche (4) benachbarte Zentrierfläche (9) zum zentrierten Aus richten des Rotors (3) relativ zu der Nockenwelle (2) besitzt.

5. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenwellenversteller (1 ) eine Nockenwelle (2) aufweist, die drehfest mit dem Rotor (3) verbunden ist, wobei die Zentrierfläche (9) eine Übergangspas sung oder eine Presspassung zu der Innenumfangsfläche (5) der Nockenwelle (2) besitzt.

6. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) in die Nockenwelle (2) eingepresst oder eingeschrumpft ist. 7. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) zumindest im Bereich der Kontaktfläche (4) und/oder der Zentrierfläche (9) gehärtet ist. 8. Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (2) eine geringere Materialfestigkeit als der Rotor (3) hat.

9. Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) eine plastisch-elastische Verbindung mit der Nockenwelle (2) ausbildet.

10. Verfahren zum Montieren eines Nockenwellenverstellers (1 ), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, an einer Nockenwelle (2), wobei in einem ersten Schritt der Nockenwellenversteller (1 ) aus seinen Einzelteilen vormon tiert wird, wobei in einem zweiten Schritt ein Wälzlager auf einen Rotorkragen (11 ) eines Rotors (3) des Nockenwellenverstellers (1 ) aufgepresst wird, wobei in einem dritten Schritt zumindest eine Dichtung und/oder ein Ventilfilter und/oder ein Rückschlagventil auf den Rotorkragen (11 ) aufgeschoben wird, und wobei in einem vierten Schritt der Rotor (3) des Nockenwellenverstellers

(1 ) in die Nockenwelle (2) eingepresst oder eingeschrumpft wird.

Description:
Nockenwellenversteller mit Kontaktfläche zur Nockenwelle

sowie Montaqeverfahren für Nockenwellenversteller

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller, etwa einen hydraulischen No ckenwellenversteller des Flügelzellentyps oder einen elektrischen Nockenwellenver steller, zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugs, mit einem Rotor, der auf seinem radialen Außenumfang eine Kontaktfläche zum Festgelegt werden an der Nockenwelle, d.h. zum drehfesten Ver binden mit der Nockenwelle, und/oder zum Übertragen eines Drehmoments an eine radiale Innenumfangsfläche der Nockenwelle aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Montageverfahren für den Nockenwellenversteller.

Üblicherweise ist weist ein Nockenwellenversteller einen Stator, der mit der Kurbelwel le, beispielsweise über eine Kette, die in eine Verzahnung des als Kettenrad ausgebil deten Stators eingreift, drehfest oder drehgekoppelt verbunden ist, und einen Rotor auf, der mit der Nockenwelle beispielsweise über eine Zentralventilschraube oder über eine Pressverbindung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle drehfest oder dreh gekoppelt verbunden ist.

Aus dem Stand der Technik sind bereits solche Nockenwellenversteller bekannt, bei denen der Rotor in die als Flohlwelle ausgebildete Nockenwelle eingreift und eine Pressverbindung zur Drehmomentübertragung zwischen der Außenumfangsfläche des Rotors und der Innenumfangsfläche der Nockenwelle ausgebildet ist. Zum Bei spiel offenbart die DE 103 34 690 B4 einen solchen Nockenwellenversteller, bei dem ein Rotorzapfen des Rotors kraftschlüssig mit dem Nockenwellenrohr verbunden ist und die Ölkanäle im Rotorzapfen angeordnet sind.

Auch offenbart ein anderes Dokument, die DE 10 2012 202 823 B4 einen solchen No ckenwellenversteller, bei dem ein Rotorzapfen des Rotors kraftschlüssig mit dem No ckenwellenrohr verbunden ist und als Radiallager für die Nockenwelle dient. Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass eine Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung, d.h. eines Pressverbandes, zwischen dem Rotor und der Nockenwelle nur mit großer Fügekraft möglich ist, wodurch jedoch im Inneren des Ro tors und der Nockenwelle hohe innere Spannungen entstehen.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll eine bauraum- und kosten reduzierte Anbindung in einem Nockenwellenverstellsystem mit einem hydraulischen oder elektrischen Nockenwellenversteller und einer Nockenwelle geschaffen werden. Mit anderen Worten soll eine kostengünstige und einfache Anbindung des Nockenwel- lenverstellers, die gleichzeitig besonders kompakt und leicht montierbar ist, bereitge stellt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kontaktfläche eine von einer Kreisform abweichende Quer schnittsform besitzt. Das heißt, dass die Kontaktfläche beispielsweise unrund und/oder nicht-glatt bzw. uneben ausgebildet, so dass die Oberfläche der Verbindung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle und somit die Festigkeit der Verbindung erhöht werden kann.

Dies hat den Vorteil, dass die Fügekraft der Verbindung zwischen der Nockenwelle und dem Rotor durch die nicht-kreisförmige Querschnittsform reduziert werden kann, und sich somit geringere innere Spannungen bilden. Es wird also ein geringerer Pressdruck im Pressverband bei ausreichend drehfester Verbindung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle ermöglicht.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und wer den nachfolgend näher erläutert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Kontaktfläche eine Profilierung aufweisen. Mit anderen Worten ist die Kontaktfläche uneben ausgebildet, d.h. sie weist im Querschnitt Erhebungen und/oder Vertiefungen auf. Insbesondere kann die Profilierung regelmäßig, beispielsweise regemäßig in Axialrichtung und/oder in Um fangsrichtung über die Kontaktfläche verteilt, ausgebildet sein. Alternativ ist es mög lich, dass die Profilierung unregelmäßig ausgebildet ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine formschlüssige Verbindung zur Drehmomentübertragung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle ermöglicht, so dass ein Pressdruck der Verbindung redu ziert werden kann. Mit anderen Worten wird die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle erhöht, ohne dass Nachteile hinsichtlich zunehmen der innerer Spannungen in Kauf genommen werden müssen. Die Verbindung zwi schen dem Rotor und der Nockenwelle wird also erfindungsgemäß durch eine Kombi nation aus einer, insbesondere spielfreien, Form- und Kraftschluss-Verbindung gebil det.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann die Profilierung (bzw. der nicht kreisförmige Querschnitt) an dem Rotor, insbesondere an der radialen Außenum fangsfläche des Rotors, ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Profilierung kostenneutral bei der Fierstellung des Rotors, beispielsweise in einem Sinterverfahren, hergestellt werden kann. Alternativ kann die Profilierung an der Innenumfangsfläche der Nockenwelle ausgebildet sein. Dies kann jedoch verhältnismäßig kostenintensiv sein, da dazu ein zusätzlicher separater Fertigungsschritt an der Nockenwelle erfor derlich ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Kontaktfläche des Rotors eine Riffelung oder eine Rändelung aufweisen. Diese Profilierung nach Art einer Ver zahnung kann besonders einfach hergestellt werden. Je nach Anwendungsfall können verschiedene Arten von Rändelungen an der Kontaktfläche vorhanden sein. So kann die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle weiter ge steigert werden. Somit wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle ausgebildet werden kann. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Verzahnung/Rändelung so ausgelegt ist, dass eine maximale Querschnittsfläche eines Zahnes bis zu 90% einer minimalen Quer schnittsfläche der Zahnlücke beträgt. Dadurch wird eine Reserve (d.h. die restlichen 10%) bei der Materialfüllung nach dem Pressvorgang bereitgehalten, so dass die Fü geverbindung nicht durch Materialüberfüllung geschwächt wird.

Zudem ist es zweckmäßig, wenn der Rotor auf seinem radialen Außenumfang eine axial zu der Kontaktfläche benachbarte und/oder beispielsweise axial dazu beabstan- dete Zentrierfläche zum zentrierten Ausrichten des Rotors relativ zu der Nockenwelle, insbesondere der Innenumfangsfläche der Nockenwelle, besitzt. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Zentrierfläche distal der Kontaktfläche angeordnet ist. Durch das Vorsehen der Zentrierfläche, mittels der der Rotor beim Einschieben/Einsetzen in die Nockenwelle, beispielsweise entlang der Innenumfangsfläche der Nockenwelle, ge führt wird, wird der Einfluss eines Radialspiels zwischen dem Rotor und der Nocken welle reduziert. Es kann also eine spielfreie Verbindung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle geschaffen werden. Somit können Deformationen an der Kontaktfläche, insbesondere an der RändelungA/erzahnung, vermieden werden, die sich nachteilig auf die Rundlaufeigenschaften der Nockenwelle, insbesondere zwischen einem Radi allager und der Nockenwelle, auswirken würden. Damit kann in einfacher Weise ein kleinstmöglicher Rundlauffehler im Nockenwellenverstellsystem mit dem Nockenwel- lenversteller und der Nockenwelle sichergestellt werden. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass Nocken der Nockenwelle nicht (nach der Montage des Nockenwellenver- stellers) nachgeschliffen werden müssen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Nockenwellenversteller eine Nockenwelle auf, die drehfest mit dem Rotor verbunden ist. Insbesondere kann die Zentrierfläche eine Übergangspassung oder eine Presspassung zu der Innenum fangsfläche der Nockenwelle besitzen. Beispielsweise kann der Rotor über seine Zentrierfläche, die vorzugsweise in einem vorderen zylindrischen Bereich des Ro torzapfens angeordnet ist, mit einer Übergangspassung in die Nockenwelle (bzw. ein Nockenwellenrohr der Nockenwelle), insbesondere spielfrei, gefügt sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Ausführungsform kann der Rotor eine Vorzentrierfläche und eine Hauptzentrierfläche besitzen. Beispielsweise ist die Vor zentrierfläche an einem nockenwellenzugewandten Ende des Rotors angeordnet. Ins besondere kann die Vorzentrierfläche eine Übergangspassung oder eine leichte Presspassung zu der Innenumfangsfläche der Nockenwelle haben. Als besonders ge eignet hat sich eine Pressüberdeckung der Vorzentrierfläche zwischen 0 und 30 pm erwiesen. Dadurch werden Deformationen an der Nockenwelle vermieden. Zudem ist es bevorzugt, wenn sich die Vorzentrierfläche über 2 bis 3 mm in Axialrichtung er streckt.

Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung ist die Hauptzentrierfläche axial (direkt) be nachbart zu der Vorzentrierfläche angeordnet. Die Hauptzentrierfläche ist vorteilhaf terweise auf einer nockenwellenabgewandten Axialseite der Vorzentrierfläche ange ordnet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Hauptzentrierfläche eine Presspassung zu der Innenumfangsfläche der Nockenwelle hat. Als besonders geeignet hat sich ei ne Pressüberdeckung der Hauptzentrierfläche zwischen 50 und 100 pm erwiesen.

Zur Reduzierung der Deformation im Pressbereich, wird ein Verstärkungsring ober halb des Zentrierbereichs (d.h. axial auf der gleichen Höhe) auf die Nockenwelle auf gepresst, der die Steifigkeit der Nockenwelle erheblich steigert und Deformationen im Hauptpressbereich weiter reduziert. Die Hauptzentrierfläche kann eine Profilierung, insbesondere eine Rändelung, besitzen. Dadurch kann die Hauptzentrierfläche zu sätzlich die Festigkeit der drehfesten Verbindung zwischen dem Rotor und der No ckenwelle steigern, da sie auch als Fügefläche dient. Somit werden Einpresskräfte und Deformationen im Pressbereich weiter reduziert. Besonderes bevorzugt ist es auch, wenn die Hauptzentrierfläche, insbesondere die Rändelung, wärmebehandelt, beispielsweise gehärtet ist. Die Rändelung soll für eine bessere formschlüssige Wir kung in der Pressverbindung vorzugsweise am härteren Bauteil ausgeführt werden, z.B. am/im Nockenwellenrohr. Wenn die Rändelung am Rotorzapfen hergestellt wird, kann die Rändelung durch die Wärmebehandlung gehärtet werden, z.B. durch Induk tivhärten beim Rotor aus Sinterstahl. Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung kann an einer nockenwellenabgewandten Axialseite der Kontaktfläche ein Freistich in dem Rotor vorgesehen sein. Dieser Frei stich trägt in vorteilhafter Weise dazu bei, kritische Spannungen und Flärterisse zu vermeiden. Somit wird der Anbindungsbereich zwischen dem Rotorkragen und dem Rotorzapfen entlastet.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Rotor in die Nockenwelle eingepresst oder eingeschrumpft sein. Beispielsweise kann die Nockenwelle (d.h. das Nockenwellenrohr) vor dem Einsetzen des Rotors, d.h. eines radial vorstehenden Ro torzapfens des Rotors, vor dem Fügen aufgewärmt, beispielsweise induktiv aufge wärmt, werden. Dadurch wird eine einfachere Montage ermöglicht. Durch das Ein pressen oder Einschrumpfen des Rotors kann die Kontaktfläche in den (oftmals wei chen) Innendurchmesser, d.h. die Innenumfangsfläche, der Nockenwelle plastisch elastisch eingreifen, so dass die Kombination aus einer spielfreien form- und Kraft schlussverbindung hergestellt wird. Dies hat also den Vorteil, dass nur die Oberfläche des Rotors angepasst/verändert bzw. nachbearbeitet werden muss, um die verbesser te Verbindung zwischen dem Rotor und der Nockenwelle auszubilden. Erfindungsge mäß sind für das Verbinden des Rotors mit der Nockenwelle keine separaten Schrau belemente oder ein Nockenwellenendstück nötig. Der Rotor kann also direkt in das Nockenwellenrohr gefügt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Rotor zumindest im Bereich der Kontaktfläche und/oder der Zentrierfläche gehärtet, insbesondere induktions-gehärtet, sein. Dadurch kann die plastisch-elastische Verbindung beim Einsetzen des verzahn ten und gehärteten Rotorkragens/Rotorstutzens/Rotorzapfens in das Nockenwellen rohr geschaffen werden, da sich die Verzahnung des härteren Rotors in die Innenum fangsfläche der weichen Nockenwelle eindrücken kann.

Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Nockenwelle eine geringere Materialfestig keit als der Rotor, zumindest als der Rotor im Bereich der Kontaktfläche und/oder der Zentrierfläche, hat. Dadurch kann die Profilierung/RändelungA/erzahnung des Rotors auf besonders einfache Weise in die Nockenwelle eingepresst oder eingeschrumpft werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Rotor eine plastisch-elastische Verbindung mit der Nockenwelle ausbildet. Die plastisch-elastische Verbindung kann durch die von der Kreisform abweichende Querschnittsform oder die Rändelung/Profilierung, die beispielsweise in die Nockenwelle, die einen kreisförmigen Querschnitt an ihrem In nenumfang besitzt, eingepresst werden, einfach erreicht werden. Mit anderen Worten wird die plastisch-elastische Verbindung dadurch erzeugt, dass der Rotor der einen ersten Querschnitt besitzt in die Nockenwelle, die einen zweiten von dem ersten Querschnitt unterschiedlichen Querschnitt besitzt, eingepresst wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Nockenwellenversteller einen Verstärkungsring aufweisen, der an einem radialen Außenumfang der Nockenwelle angebracht ist. Insbesondere ist der Verstärkungsring in dem axialen Bereich der No ckenwelle angebracht, in dem der Rotor in die Nockenwelle eingesetzt ist. Das heißt, dass im montierten Zustand der Verstärkungsring axial auf der gleichen Höhe wie die Kontaktfläche angeordnet ist. Dadurch kann die Steifigkeit und/oder Festigkeit der No ckenwelle erhöht werden, da die Nockenwelle insbesondere in dem Verbindungsbe reich geschwächt ist.

Auch ist es von Vorteil, wenn der Nockenwellenversteller ein Wälzlager zum Lagern der Nockenwelle und/oder des Rotors (und damit des Nockenwellenverstellers) auf weist. Beispielsweise kann das Wälzlager als ein Kugellager ausgebildet sein. Zudem ist es zweckmäßig, wenn der Nockenwellenversteller und/oder die Nockenwelle über das Wälzlager in einem Zylinderkopf gelagert sind/ist.

Ferner ist es bevorzugt, wenn der Nockenwellenversteller einen beispielsweise stator festen Dichtdeckel besitzt, wobei der Dichtdeckel als ein Axiallager für die Nockenwel le dient. Das heißt, dass ein Axiallager der Nockenwelle an dem Dichtdeckel anliegt. Zudem kann an der Nockenwelle, insbesondere auf einem radialen Außenumfang der Nockenwelle, ein (zweiter) Verstärkungsring angebracht sein. Über den zweiten Ver- stärkungsring kann die Nockenwelle in Axialrichtung gelagert sein. Das heißt, dass der Verstärkungsring als ein (zweites) Axiallager dient.

Auch ist es von Vorteil, wenn der Rotorzapfen eine Öffnung der Nockenwelle, die bei spielsweise als eine Stufenöffnung oder Stufenbohrung ausgebildet ist, gefügt ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Montageverfahren gelöst. Demnach wird ein Verfahren zum Montieren eines Nockenwellenverstellers an einer Nockenwel le vorgesehen, wobei in einem ersten Schritt der Nockenwellenversteller aus seinen Einzelteilen vormontiert wird, wobei in einem zweiten Schritt ein Wälzlager auf einen Rotorkragen eines Rotors des Nockenwellenverstellers aufgepresst wird, wobei in ei nem dritten Schritt zumindest eine Dichtung und/oder ein Ventilfilter und/oder ein Rückschlagventil auf den Rotorkragen aufgeschoben wird, und wobei in einem vierten Schritt der Rotor des Nockenwellenverstellers in die Nockenwelle eingepresst oder eingeschrumpft wird.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen Nockenwellenversteller, bei dem ein (beispielsweise durch Sintern hergestellter) Rotor mit einem verzahnten und gehärte ten Rotorstutzen versehen ist, so dass die (beispielsweise im Sinterprozess herge stellte) Verzahnung des Rotors in den weichen Innendurchmesser eines Nockenwel lenrohres plastisch-elastisch eingreift und eine Kombination aus spielfreien Form- und Kraftschluss zwischen Rotor und Nockenwellenrohr herstellt. Die Verbindung kann durch Einpressen oder Schrumpfen (beispielsweise mittels induktivem Aufwärmen des Nockenwellenrohres hergestellt werden. Durch den geringeren Pressdruck im Press oder Schrumpfverband ergibt sich eine Reduzierung der inneren Spannungen im Ro tor und im Nockenwellenrohr sowie eine leichtere und günstigere Montage des No ckenwellenverstellers. Alternativ kann die Verzahnung am Innendurchmesser des No ckenwellenrohres platziert werden, die dann in den weichen Sinter-Rotorzapfen ein greift. Die Verzahnung ist so ausgelegt, dass die maximale Querschnittsfläche eines Zahnes bis zu 90% der minimalen Querschnittfläche der Zahnlücke beträgt, so dass eine Reserve bei der Materialfüllung nach dem Pressvorgang vorgesehen ist, was ei ne Schwächung der Verbindung durch Materialüberfüllung beim Fügen ausschließt. Der Nockenwellenversteller mit seinem Dichtdeckel bildet hinzu von der einen Axial seite ein Axiallager für die Nockenwelle. Auf der anderen Axialseite wird das Axialla ger durch einen zusätzlichen (Verstärkungs-)Ring gebildet, der auf das Nockenwellen rohr über den Press- oder Schrumpfverband des Rotorzapfens gefügt wird. Erfin dungsgemäß wird der der Rotor zu der Nockenwelle über einen vorderen zylindri schen Bereich des Rotorzapfens zentriert, der vorzugsweise mit einer Übergangspas sung in die Nockenwelle (bzw. das Nockenwellenrohr) spielfrei gefügt ist. Vorteilhaf terweise entfällt dadurch der Einfluss des Radialspiels und der Deformationen an der Verzahnung auf den Rundlauf zwischen Radiallager und Nocken. Damit wird der kleinstmögliche Rundlauffehler sichergestellt, so dass das Nachschleifen der Nocken entfallen kann. Vorteilhafterweise werden durch die elastisch-plastische Verformung der Verzahnung im Pressverband die Montagekräfte reduziert, das Nockenwellenver- stellersystems ist kompakt leicht und kostengünstig (da ein Zentralventilgehäuse und ein Nockenwellenendstück entfallen), die fertige Nockenwellenversteller-Ventileinheit kann an den Kunden geliefert werden und die Montage mit Schrumpf- oder Pressver bandverband vermeidet eine Nacharbeit an der Nockenwelle.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen No ckenwellenverstellers in einer ersten Ausführungsform und einer Nockenwelle,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Nockenwellenverstellers in der ersten Ausführungsform,

Fig. 3 eine zur Fig. 2 gedrehte, perspektivische Darstellung des Nockenwellenverstel lers in der ersten Ausführungsform,

Fig. 4 eine Längsschnittdarstellung des Nockenwellenverstellers, und Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Nockenwellenverstellers in einer zweiten Ausführungsform.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können untereinander ausgetauscht werden.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller 1 für ein Kraftfahrzeug. Ein solcher Nockenwellenversteller 1 dient zur Verstellung der Phasenlage einer No ckenwelle 2 relativ zu einer nicht dargestellten Kurbelwelle. Der Nockenwellenverstel ler 1 weist einen in Fig. 1 bis 3 nicht dargestellten Stator auf, der mit der Kurbelwelle drehfest verbunden ist. Der Nockenwellenversteller 1 einen Rotor 3 auf, der mit der Nockenwelle 2 drehfest verbunden ist. Der Rotor 3 ist relativ zu dem Stator verdrehbar gelagert, so dass die Phasenverstellung der Nockenwelle 2 zu der Kurbelwelle über eine relative Verdrehung des Rotors 3 zu dem Stator realisiert werden kann. In den dargestellten Ausführungsformen ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller 1 des Flügelzellentyps dargestellt, bei dem der Rotor 3 gleichmäßig über seinen Umfang verteilte, radial nach außen abstehende Flügel besitzt. Der Nockenwellenversteller 1 kann aber auch als ein elektrischer Nockenwellenversteller ausgebildet sein, auch wenn dies nicht dargestellt ist.

Fign. 2 und 3 zeigen perspektivische Darstellungen des Rotors 3. Der Rotor 3 weist auf seinem radialen Außenumfang eine Kontaktfläche 4 auf. Die Kontaktfläche 4 dient zum drehfesten Verbinden des Rotors 3 und der Nockenwelle 2 (d.h. zum Übertragen eines Drehmoments von dem Rotor 3 an die Nockenwellen 2). Mit anderen Worten dient die Kontaktfläche 4 zum Festgelegt werden an der Nockenwelle 2. Die Nocken welle 2 ist als eine Flohlwelle ausgebildet. Eine radiale Innenumfangsfläche 5 der No ckenwelle 2 dient als Verbindungsfläche zu dem Rotor 3. Das heißt, dass das Dreh moment über die Kontaktfläche 4 des Rotors an die Innenumfangsfläche 5 der No ckenwelle 2 übertragen wird. Die Kontaktfläche 4 des Rotors 3 besitzt eine von einer Kreisform abweichende Quer schnittsform. Die Kontaktfläche 4 weist eine Profilierung 6 auf, die in der dargestellten Ausführungsform als eine Rändelung 7 ausgebildet ist. In der dargestellten Ausfüh rungsform weist die Rändelung 7 achsparallele Rillen nach Art einer Außenverzah nung auf. Die Kontaktfläche 4 greift plastisch-elastisch in die Innenumfangsfläche 5 der Nockenwelle 2 ein. Alternativ kann auch eine Profilierung an der Innenumfangsflä che 5 der Nockenwelle 2 ausgebildet sein, auch wenn dies nicht dargestellt ist.

Die Kontaktfläche 4 ist an einem Rotorstutzen 8 ausgebildet. Axial benachbart zu der Kontaktfläche 4 ist an dem Rotorstutzen 8 eine Zentrierfläche 9 ausgebildet. Die Zentrierfläche 9 ist distal der Kontaktfläche 4, d.h. näher zu einem axialen Ende des Rotorstutzens 8 als die Kontaktfläche 4 angeordnet. Die Zentrierfläche 9 kann zu der Kontaktfläche 4 axial beabstandet sein oder direkt an diese angrenzen. Die Zentrier fläche 9 weist einen geringeren Außendurchmesser als die Kontaktfläche 4 auf. Bei einem Einschieben, Einpressen oder Einschrumpfen des Rotorstutzens 8 in die No ckenwelle 2, insbesondere ein Nockenwellenrohr, wird der Rotor 3 über die Zentrier fläche 9 radial geführt. Dadurch wird eine Rundlaufgenauigkeit erhöht. Der Rotor 3 ist also in die Nockenwelle 2 eingepresst oder eingeschrumpft. Die Zentrierfläche 9 weist eine Übergangspassung oder eine Presspassung zu der Innenumfangsfläche 5 auf. In der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform weist die Zentrierfläche 9 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Das heißt, dass die Zentrierfläche 9 durch eine Zylin dermantelfläche gebildet wird. Der Rotor 3 ist im Bereich der Zentrierfläche 9 bei spielsweise durch eine Wärmebehandlung gehärtet, insbesondere induktionsgehärtet. Der Rotor 3 ist im Bereich der Kontaktfläche 4 beispielsweise durch eine Wärmebe handlung gehärtet, insbesondere induktionsgehärtet

In Fig. 1 ist der Rotor 3, der an der Nockenwelle 2 montiert ist, dargestellt. Die No ckenwelle 2 weist eine Stufenöffnung bzw. Stufenbohrung auf. Das heißt, dass der In nendurchmesser an einem axialen, rotorzugewandten Ende der Nockenwelle 2 größer ist als in einem axial dazu beabstandeten Bereich. In dem axial äußersten Bereich ist an der Innenumfangsfläche 5 eine Gegenkontaktfläche ausgebildet, an der die Kon taktfläche 4 im montierten Zustand anliegt bzw. in diese eingreift. Axial daran angren- zend ist an der Innenumfangsfläche 5 eine Gegenzentrierfläche ausgebildet, an der die Zentrierfläche 9 anliegt. Die Gegenzentrierfläche weist einen geringeren Innen durchmesser als die Gegenkontaktfläche auf.

Auf einem radialen Außenumfang der Nockenwelle 2 ist ein Verstärkungsring 10 an gebracht. Der Verstärkungsring 10 kann beispielsweise auf die Nockenwelle 2 aufge presst sein. Der Verstärkungsring 10 ist axial auf der gleichen Flöhe wie die Gegen kontaktfläche angeordnet. Das heißt, dass der Verstärkungsring im montierten Zu stand des Rotors 3 radial außerhalb der Kontaktfläche 4 angeordnet ist. Durch den Verstärkungsring 10 wird die Steifigkeit der Nockenwelle 2 erhöht.

Der Rotor 3 weist einen Rotorkragen 1 1 auf, an dem die Nockenwelle 2, insbesondere der Verstärkungsring 10 in Axialrichtung anliegt. Der Verstärkungsring 10 dient also als ein Axiallager für die Nockenwelle 2. Der Rotorstutzen 8 weist in seinem Über gangsbereich zu dem Rotorkragen 11 einen an die Rändelung 7 angrenzenden Frei stich 12 auf. Durch den Freistich 12 werden innere Spannungen reduziert.

Auf die Nockenwelle 2 ist ein zweiter Verstärkungsring 13 aufgeschoben, insbesonde re aufgepresst. Der zweite Verstärkungsring 13 ist axial zu dem Verstärkungsring 10 beabstandet angeordnet.

Fig. 4 zeigt ein Nockenwellenverstellersystem 14. Dabei ist der Nockenwellenverstel- ler 1 radial in einem motorgehäusefesten Bauteil, insbesondere einem Zylinderkopf gelagert ist. Beispielsweise kann der Nockenwellenversteller 1 in dem Zylinderkopf wälzgelagert sein. Insbesondere wird der Nockenwellenversteller 1 im Bereich des Rotorkragens 11 gelagert. Über den Rotor 3 wird auch die Nockenwelle 2 radial gela gert. Der Verstärkungsring 10 liegt an dem Zylinderkopf an. Dadurch wird die No ckenwelle 2 axial an einem Dichtdeckel 15 des Nockenwellenverstellers 1 gelagert.

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform des Rotors 3. Der Rotor 3 der zweiten aus führungsform entspricht im Wesentlichen der in Fign. 1 bis 4 dargestellten Ausfüh- rungsform des Rotors 3. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist auf dem Rotorstutzen 8 an einem axialen (nockenwellenzugewandten) Ende des Rotorstutzens 8 eine Profilierung 16 ausgebildet. Die Profilierung 16 weist eine leichte Presspassung zu der Innenumfangsfläche 5 der Nockenwelle 2 auf, d.h. ein Pressüberdeckung zwi- sehen 0 und 30 pm. Die Profilierung 16 kann als eine Vorzentrierfläche dienen.

In einem daran axial angrenzenden Bereich weist der Rotorstutzen 8 einen Pressrän delbereich mit einer Rändelung 17 auf. Die Rändelung 17 weist eine Presspassung, beispielsweise mit einer Pressüberdeckung zwischen 50 und 100 pm auf. Die Rände- lung 17 dient als die Kontaktfläche 4 des Rotors 3. Die Rändelung 17 dient auch als eine Hauptzentrierfläche. Dadurch wird eine Rundlaufgenauigkeit zu der Nockenwelle 2 erhöht. An die Rändelung 17 grenzt in Axialrichtung (in dem Übergangsbereich zu dem Rotorkragen 11 ) der Freistich 12 an.

Bezuqszeichenliste Nockenwellenversteller

Nockenwelle

Rotor

Kontaktfläche

Innenumfangsfläche

Profilierung

Rändelung

Rotorstutzen

Zentrierfläche

Verstärkungsring

Rotorkragen

Freistich

zweiter Verstärkungsring

Nockenwellenverstellsystem

Dichtdeckel

Profilierung

Rändelung