DE10143794C1

DE10143794C1 - Device for changing phase position of cam shaft for operating gas change valves in combustion engines includes spring biased clamping bodies encapsulated in chambers into which control fluid circuits open fed through oil circuit

Info

Publication number: DE10143794C1
Application number: DE10143794A
Authority: DE
Inventors: Manfred Schindler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2021-09-07

Abstract

The device includes first ring means (1) coupled rotationally secured to the drive means and having a first clamping wall (12), and second ring means with second clamping wall (10, 11). Spring biased clamping bodies (15, 16) for adjusting the cam shaft are encapsulated in chambers and are released with synchronised load through hydraulic pressurisation. Control fluid ducts (17, 18, 19, 20) open into the chambers and are fed by the oil circuit. The position of the clamping bodies in the chambers depends on the relevant pressure in the volumetric cavities (33).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mittels einer Nockenwellen- Verstelleinrichtung.The present invention relates to a device for changing the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine by means of a camshaft Adjustment.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus der DE 691 05 975 T2 bekannt. Diese beschreibt zwei gegenläufige, zwischen Nockenwelle und Antriebsrad wirkende Freilaufkupplungen, bei denen je Drehrichtung ein Satz Rollenkörper vorgesehen ist, wobei die Rollenkörper von einem umlaufenden Käfig mittels Federn gegen Rampenflächen in Sperrrichtung drücken. Durch Drehbetätigung des Käfigs werden die Rollenkörper mechanisch aus dem Sperreingriff gelöst. In loser Stellung kann sodann eine sukzessive Verstellung der Nockenwelle gegenüber der Antriebsrolle ohne zusätzlichen Antrieb lediglich unter Ausnutzung wechselnder Drehmomente erfolgen. Zur Drehbetätigung des Käfigs wird erstens ein Fliehkraftmechanismus mit Hebeln und Federn im Innern der Vorrichtung vorgeschlagen, der ohne äußere Steuermöglichkeit ein automatisches Verstellen, allerdings nur zu vordefinierten Motordrehzahlen ermöglichen soll. Zweitens wird ein an vergleichbaren Hebeln angreifender Seilzug aufgezeigt, der über ein Axialdrucklager direkt mit dem Gaspedal verbunden ist, was montageaufwändig erscheint.Such a device is already known from DE 691 05 975 T2. This describes two opposing, acting between camshaft and drive wheel Overrunning clutches, in which a set of roller bodies is provided for each direction of rotation, the roller body against a circumferential cage by means of springs Press ramp surfaces in the blocking direction. By turning the cage the roller body mechanically released from the locking engagement. Can in a loose position then a successive adjustment of the camshaft relative to the drive roller without additional drive, only by using changing torques respectively. First, a centrifugal mechanism is used to turn the cage Levers and springs proposed inside the device, the one without an external Control option an automatic adjustment, but only to predefined Engine speeds should allow. Second, one on comparable levers attacking cable pull is shown, which is connected to the Accelerator pedal is connected, which appears to be assembly-intensive.

Aus der DE 693 02 605 T2 ist eine ähnliche Vorrichtung mit schaltbaren Freilaufkupplungen bekannt, die zum Drehbetätigen des Käfigs bzw. vergleichbarer Lösemittel für die Rollenkörper einen elektromagnetischen Mechanismus und einen weiteren mit einem hydraulischen Hubkolben beschreibt. Beide Möglichkeiten bedürfen vieler Sonderbauteile und sind entsprechend aufwändig in der Herstellung. Diese bekannten Vorrichtungen mit verschiedenen Vorschlägen zum Lösen von Rollenkörper weisen allesamt den Nachteil auf, dass aufgrund von Fertigungstoleranzen in Verbindung mit mechanisch vorgegebenen Stellwegen auf die Rollenkörper unterschiedliche Lasten zu unterschiedlichen Zeitpunkten wirken, und dass sich diese womöglich nur kaskadenartig lösen und/oder dass der zuletzt zu lösende Rollenkörper wegen zu hoher Belastung womöglich klemmt. Dass sich diese Vorrichtungen auf dem Markt nicht haben durchsetzen können, lässt zudem auf weitere, insbesondere ökonomische Nachteile schließen.From DE 693 02 605 T2 a similar device with switchable Freewheel clutches known to operate the cage or similar Solvent for the roller body an electromagnetic mechanism and describes another with a hydraulic reciprocating piston. Both options require many special components and are correspondingly complex to manufacture. These known devices with various proposals for solving Roller bodies all have the disadvantage that due to Manufacturing tolerances in connection with mechanically predetermined travel ranges the roller bodies apply different loads at different times, and that these may only be cascaded and / or that the last to loosening roller body may be jammed due to excessive load. That yourself could not have enforced these devices on the market conclude further, in particular economic, disadvantages.

Aufgabe der Erfindung es daher, eine Vorrichtung vorgenannter Gattung zu schaffen, die eine leichte Bauweise sowie eine sehr preiswerte Herstellung und eine möglichst einfache Montage erlaubt.The object of the invention is therefore to provide a device of the aforementioned type create a lightweight design and a very inexpensive manufacture and a assembly as simple as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen entsprechend definiert.This object is achieved with the features of claim 1 solved. Advantageous further developments are defined accordingly in the subclaims.

Nachfolgend wir die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezug auf sieben Zeichnungsfiguren näher erläutert.In the following we refer to the invention using several exemplary embodiments explained in more detail on seven drawing figures.

Funktionfunction

Die relative Verstellung einer Nockenwelle 34 zum Gehäuse 1, das vorzugsweise mit einem Kettenrad verbunden ist, in und gegen die Drehrichtung, erfolgt über das durch den Antrieb und die Nockenwelle 34 erzeugte wechselnde, respektive schwellende Drehmoment. Bei Nockenwellen mit schwellenden Momenten, die keinen 0-Durchgang, das heißt, keinen Wechsel der Drehmomentenrichtung haben, wird das Verdrehen je nach Drehmomentenrichtung von einem Federspeicher unterstützt. Es können Federspeicher sowohl auf beiden Seiten der Nabe als auch außerhalb angebracht werden. Im Beispiel ist ein Spiralfederspeicher 6 dargestellt. Das Verdrehen zwischen der Nockenwelle 34 und dem Gehäuse 1 wird nicht nur von den wechselnden Momentenrichtungen der Nockenwelle, sondern auch von den wechselnden Momentenrichtungen des Gehäuses 1, verursacht durch die Wechselmomente der Kurbelwelle, bewerkstelligt. Das Nockenwellenmoment ist je nach Anzahl der Nocken wechselnd oder schwellend.The relative adjustment of a camshaft 34 to the housing 1 , which is preferably connected to a chain wheel, in and against the direction of rotation takes place via the alternating or respectively swelling torque generated by the drive and the camshaft 34 . In the case of camshafts with swelling torques that do not have a 0-pass, that is to say no change in the torque direction, the torsion is supported by a spring-loaded mechanism depending on the torque direction. Spring accumulators can be attached to both sides of the hub as well as outside. In the example, a spiral spring memory 6 is shown. The rotation between the camshaft 34 and the housing 1 is accomplished not only by the changing torque directions of the camshaft, but also by the changing torque directions of the housing 1 , caused by the alternating torques of the crankshaft. The camshaft torque varies or swells depending on the number of cams.

Durch das vorzugsweise mit Druck über Steuerkanäle 17; 18; 19; 20 erreichte Freischalten der jeweiligen Klemmkörper kann sich die Nockenwelle 34 gegenüber dem Gehäuse 1 in die jeweils freigeschaltete Richtung verstellen. By preferably with pressure via control channels 17 ; 18 ; 19 ; 20 reached unlock the respective clamping body, the camshaft 34 can be adjusted relative to the housing 1 in the respective unlocked direction.

Aufbauconstruction

Die Nockenwelle 34 ist mit einer Nabe 2 vorzugsweise mit einer zentral angeordneten Schraube 3 oder durch Verpressen oder Schweißen drehsteif verbunden. Diese Nabe 2 hat vorzugsweise drei angefederte Klemmkörperpaare 9 und 109, die über spiegelbildlich angeordnete Rampen 10; 11 und 110; 111 gegen den Innenmantel 12 des Gehäuses 1 angedrückt werden und somit ein Verdrehen des Gehäuses 1 gegenüber der Nabe 2 vermeiden. Gehäuse 1 und Nabe 2 sind vorzugsweise gesintert. Ansonsten sind mindestens ein Klemmkörperpaar 9 (Fig. 2 und 3) sowie mindestens ein Klemmkörperpaar 109 (Fig. 4) vorhanden. Die Klemmkörper sind vorzugsweise als Rollen 15; 16; 115; 116 ausgebildet.The camshaft 34 is connected to a hub 2, preferably with a centrally arranged screw 3 or by torsionally rigid compression or welding. This hub 2 preferably has three spring-loaded pairs of clamping bodies 9 and 109 , which are arranged in mirror-image ramps 10 ; 11 and 110 ; 111 are pressed against the inner jacket 12 of the housing 1 and thus prevent the housing 1 from rotating relative to the hub 2 . Housing 1 and hub 2 are preferably sintered. Otherwise there are at least one clamp body pair 9 ( FIGS. 2 and 3) and at least one clamp body pair 109 ( FIG. 4). The clamping body are preferably as rollers 15 ; 16 ; 115 ; 116 trained.

Die Nockenwelle 34 wird dadurch sicher, auch bei Lastwechsel, mitgenommen. Die Anzahl und die Lage sowie die Kraftrichtungen 37; 38; 137; 138 der Klemmkörperpaare 9; 109 in Fig. 3 und 4 können je nach Verstellmoment variabel sein. Der Federspeicher 6 ist vorzugsweise zwischen der Nabe 2 und dem Gehäuse 1 über den drehsteif am Gehäuse verbundenen Deckel 4 über die vorzugsweise eingebrachten Befestigungselemente 7 und 8 (Bohrung/Nippel) mit anteiligem Nockenwellenmoment vorgespannt und vorzugsweise in der Kammer 42 eingebaut. Die Deckel 4 und 5 können durch die geringen Druckkräfte in der Verstelleinrichtung beispielsweise aus Aluminium oder Kunststoff hergestellt sein, falls das Zahnrad 40 auf dem Gehäuse 1 aufgebracht oder mit diesem integriert ist, was zum einen ein geringes Gewicht und ein geringes Schwungmoment ergibt. Beispielsweise kann das Zahnrad 41 auch auf den Deckeln 4 und 5 integriert sein.The camshaft 34 is thereby carried safely, even when the load changes. The number and the position as well as the force directions 37 ; 38 ; 137 ; 138 of the clamping body pairs 9 ; 109 in FIGS. 3 and 4 can be variable depending on the adjustment torque. The spring accumulator 6 is preferably preloaded between the hub 2 and the housing 1 via the cover 4, which is rigidly connected to the housing, via the preferably introduced fastening elements 7 and 8 (bore / nipple) with a proportionate camshaft moment and is preferably installed in the chamber 42 . The covers 4 and 5 can be made of aluminum or plastic, for example, by the low pressure forces in the adjusting device if the gearwheel 40 is applied to or integrated with the housing 1 , which on the one hand results in a low weight and a low momentum. For example, the gear 41 can also be integrated on the covers 4 and 5 .

Das Gehäuse 1 ist vorzugsweise über die Deckel 4; 5 auf einem Gleitlager 35, das sich vorzugsweise zwischen Nabe 2 und Nockenwelle 34 befindet, und/oder auch über die Dichtstege der Nabe 2 oder auch über den zentralen Befestigungsschraubenkopf der Schraube 3 drehbar gelagert. Das Gleitlager 35 ist beispielsweise ein separates Bauteil, es kann aber auch ein Teil der Nabe 2 sein. Das Gleitlager 35 ist vorzugsweise über einen Zentrierbund 43 zentrisch mit der Nockenwelle 34 verbunden. Die Nabe 2 wird vorzugsweise durch die Schraube 3 über die Passdurchmesser 44 und 45 in der Nabe 2 und im Gleitlager 35 zu der Nockenwelle 34 zentriert. Die Nabe 2 kann auch beispielsweise über einen Ring 46 mit dem Gleitlager 35 zentrisch verbunden sein. The housing 1 is preferably via the cover 4 ; 5 on a slide bearing 35 , which is preferably located between the hub 2 and the camshaft 34 , and / or also rotatably mounted on the sealing webs of the hub 2 or also on the central fastening screw head of the screw 3 . The slide bearing 35 is, for example, a separate component, but it can also be part of the hub 2 . The sliding bearing 35 is preferably connected centrally to the camshaft 34 via a centering collar 43 . The hub 2 is preferably centered by the screw 3 via the fitting diameters 44 and 45 in the hub 2 and in the slide bearing 35 to the camshaft 34 . The hub 2 can also be connected centrally, for example via a ring 46, to the slide bearing 35 .

Zwischen den Dichtstegen 13 und 14 und den Klemmrollen 15; 16 und 115; 116 münden Steuerkanäle 17; 18: 19; 20 und 117; 119; 120, die vorzugsweise in die Nabe 2 mit eingesintert sind, jedoch beispielsweise auch in die Deckel 4 und 5 eingebracht sein können. Die Dichtstege 14 sind vorzugsweise mit Druckentlastungskanälen 21 und/oder Dichtleisten 22 versehen, die vorzugsweise mit einer Feder 23 angefedert sind. Es können auch vorzugsweise mit Federn 24 angefederte Rollen 25, die zum einen als Dichtung und zum andern als Zentrierung des Gehäuses 1 zur Nabe 2 dienen, in den Dichtstegen 14 untergebracht sein. Die Kanäle 21 dienen dem Druckabbau und vermeiden dadurch größere Leckagen zwischen den einzelnen Druckkammern 33.Between the sealing webs 13 and 14 and the pinch rollers 15 ; 16 and 115 ; 116 open control channels 17 ; 18: 19; 20 and 117; 119; 120, which are preferably also sintered into the hub 2 , but can also be introduced, for example, into the covers 4 and 5 . The sealing webs 14 are preferably provided with pressure relief channels 21 and / or sealing strips 22 , which are preferably spring-loaded with a spring 23 . Rollers 25 sprung with springs 24, which serve on the one hand as a seal and on the other hand as centering of the housing 1 to the hub 2 , can also be accommodated in the sealing webs 14 . The channels 21 serve to reduce the pressure and thereby avoid major leaks between the individual pressure chambers 33 .

Zwischen den Dichtstegen 13, an denen die Klemmrollenfedern 26; 27 anliegen, wird die Abgrenzung 29 des Befestigungsbutzens 31 gegenüber der Abgrenzung 28 des Hohlraums 30 als mechanischer Endanschlag verwendet. Es kann aber auch ein mechanischer Endanschlag zwischen Nabe 2 und vorderem oder hinterem Deckel 4; 5 aber auch außerhalb angebracht sein.Between the sealing webs 13 on which the clamping roller springs 26 ; 27 are present, the boundary 29 of the fastening slug 31 with respect to the boundary 28 of the cavity 30 is used as a mechanical end stop. But it can also be a mechanical end stop between the hub 2 and the front or rear cover 4 ; 5 but also be attached outside.

Durch die zwei Seitenwände der Deckel 4; 5, die vorzugsweise mit Schrauben 32, Niete oder durch Kleben oder Wiederstandsschweißen dicht mit dem Gehäuse 1 verbunden sind, kann der Raum 33; 133; 136; 139 zwischen den Klemmrollen 15; 16 und 133; 136; 139 und den Dichtstegen 14 und 13 als hydraulischer Druckraum zum Ansteuern der Klemmrollen 15; 16 und 115; 116 verwendet werden.Through the two side walls of the lid 4 ; 5 , which are preferably connected to the housing 1 with screws 32 , rivets or by gluing or resistance welding, the space 33 ; 133 ; 136 ; 139 between the pinch rollers 15 ; 16 and 133 ; 136 ; 139 and the sealing webs 14 and 13 as a hydraulic pressure chamber for controlling the pinch rollers 15 ; 16 and 115 ; 116 can be used.

Ölkanäle 48; 50, die vorzugsweise in der Nabe 2 und oder in den Deckeln 4; 5 untergebracht sind, verbinden die Steuerkanäle 17 bis 20 über Ringleitungen 47; 49 oder Kammern 42 zur wechselweisen Ansteuerung respektive Druckbeaufschlagung zum Lösen und oder Sperren der Klemmkörper 15; 16; 115; 116.Oil channels 48 ; 50 , which is preferably in the hub 2 and or in the cover 4 ; 5 are housed, connect the control channels 17 to 20 via ring lines 47 ; 49 or chambers 42 for alternate control or pressurization to release and or lock the clamping body 15 ; 16 ; 115 ; 116 .

In Fig. 3 werden die Klemmkörper vorzugsweise von den Federn 26 und 27 permanent zwischen die Mantelfläche 12 des Gehäuses 1 und die Rampen 10; 11 auf der Nabe 2 gedrückt; die Rampen können auch auf der Mantelfläche 12 angebracht sein und die Wirkrichtungen 38 und 37 können, wie in Fig. 3 oder Fig. 4 (138 und 137) dargestellt, zum Tragen kommen.In Fig. 3, the clamping bodies are preferably permanently by the springs 26 and 27 between the outer surface 12 of the housing 1 and the ramps 10 ; 11 pressed on the hub 2 ; the ramps can also be mounted on the lateral surface 12 and the directions of action 38 and 37, as shown in Fig. 3 or Fig. 4 (138 and 137) shown, come into play.

In Fig. 3 ist der Federraum 36 hinter den Klemmkörpern 15; 16 mit einem Kanal 19 oder 20 zum Abführen von Leckageöl verbunden, um ein ungewolltes Sperrender Klemmkörper 15; 16 zu vermeiden. Die Steuerkanäle 17; 18; 19; 20 werden vorzugsweise über die Kanäle 47; 48; 49; 50 von Ölkanälen 51; 53; 54; 56; 57; 58 über die Nockenwelle 34 mittels eines Steuerventiles (nicht dargestellt) wechselweise nach Bedarf mit Drucköl versorgt.In Fig. 3, the spring chamber 36 behind the clamp bodies 15; 16 connected to a channel 19 or 20 for discharging leakage oil in order to prevent the locking body 15 ; 16 to avoid. The control channels 17 ; 18 ; 19 ; 20 are preferably via the channels 47 ; 48 ; 49 ; 50 of oil channels 51 ; 53 ; 54 ; 56 ; 57 ; 58 alternately supplied with pressure oil via the camshaft 34 by means of a control valve (not shown) as required.

In Fig. 4 ist nur ein Druckentlastungskanal 117 im Federraum 136 zwischen den Klemmkörpern 115 und 116 angebracht.In Fig. 4, only a pressure relief channel 117 is installed in the spring space 136 between the clamping bodies 115 and 116 .

Verstellen der Nockenwelle gegen die Drehrichtung des GehäusesAdjusting the camshaft against the direction of rotation of the housing

Das Gehäuse 1 dreht sich vorzugsweise über einen Riemen oder Kettenzug im Uhrzeigersinn. Die Klemmkörper 15; 16 und 115; 116 werden durch die Federn 26; 27 und 126 zwischen Gehäusewand 12 und auflaufender Rampe 10; 11 und 110; 111 der Nabe 2 gedrückt und verspannen dadurch Gehäuse 1 und Nabe 2 kraftschlüssig. Mit Hilfe des vorzugsweise angebrachten Federspeichers 6 bei schwellendem Drehmoment und/oder gegengerichteten pulsierenden Nockenwellendrehmoments wird der Klemmkörper 15; 116 zusätzlich zwischen Gehäuse 1 und Rampe 10; 111 der Nabe 2 gedrückt und nimmt die Nockenwelle 34 in Gehäusedrehrichtung mit. Durch den mit vorzugsweise anteiligem Nockenwellendrehmoment vorgespannten Federspeicher 6 und durch die wechselnden bzw. schwellenden Drehmomente versucht die Nockenwelle 34 bei negativem Drehmoment sich auch in Drehrichtung zu verdrehen. Dies wird jedoch vom Klemmkörper 16; 115 mit dem gleichen Effekt wie bei dem Klemmkörper 15; 116 verhindert.The housing 1 preferably rotates clockwise via a belt or chain hoist. The clamping body 15 ; 16 and 115 ; 116 are by the springs 26 ; 27 and 126 between housing wall 12 and ramp 10 ; 11 and 110 ; 111 of the hub 2 pressed and thereby clamp housing 1 and hub 2 non-positively. With the aid of the spring accumulator 6, preferably attached, with swelling torque and / or counter-rotating pulsating camshaft torque, the clamping body 15 ; 116 additionally between housing 1 and ramp 10 ; 111 pressed the hub 2 and takes the camshaft 34 in the direction of rotation of the housing. By means of the spring accumulator 6, which is preloaded with a preferably proportional camshaft torque and by the alternating or swelling torques, the camshaft 34 also tries to turn in the direction of rotation when the torque is negative. However, this is the clamping body 16 ; 115 with the same effect as with the clamping body 15 ; 116 prevented.

Durch die gegeneinander gerichtete Freilauffunktion ist die Nabe 2 gegenüber dem Gehäuse 1 verspannt und kann sich gegenüber dem Gehäuse 1 nicht bewegen.Due to the opposing free-wheel function, the hub 2 is braced relative to the housing 1 and cannot move relative to the housing 1 .

Klemmkörper 15; 116 und Klemmkörper 16; 115 wirken als Bremse. Wird der Klemmkörper 15; 116 über den Steuerkanal 17; 120 mit Öldruck beaufschlagt, bewegt sich der Klemmkörper 15; 116 in Richtung der Feder 26; 126 und gibt die Nabe 2 frei, so dass sich das Gehäuse 1 gegenüber der Nockenwelle 34 und der Nabe 2 nur im Uhrzeigersinn vorzugsweise auf dem Gleitlager 35 verdreht. Die Nockenwelle 34 dreht sich relativ gegen die Drehrichtung des Gehäuses 1 und spannt den Federspeicher 6 zusätzlich nach. Dies geschieht durch die pulsierende Drehmomentenüberhöhung und durch den Drehmomentenrichtungswechsel der Nockenwelle 34 und des Gehäuses 1.Clamp body 15 ; 116 and clamp body 16 ; 115 act as a brake. If the clamp body 15 ; 116 via the control channel 17 ; 120 applied with oil pressure, the clamping body 15 moves; 116 in the direction of the spring 26 ; 126 and releases the hub 2 so that the housing 1 only rotates clockwise relative to the camshaft 34 and the hub 2, preferably on the slide bearing 35 . The camshaft 34 rotates relative to the direction of rotation of the housing 1 and additionally tensions the spring accumulator 6 . This happens due to the pulsating increase in torque and the change in torque direction of the camshaft 34 and the housing 1 .

Um ein Zurückschwingen der Nabe 2 gegenüber dem Gehäuse 1 zu vermeiden, sperrt der Klemmkörper 16; 115, der durch die relative Drehbewegung des Gehäuses 1 zur Nabe 2 von der Rampe 11; 110 abläuft, jedoch von der Feder 27; 126 immer wieder auf Kontakt zwischen Rampe 11; 110 und Gehäusebahn 12 gedrückt wird, sofort bei der geringsten Rücklaufbewegung. Diese Rücklaufbewegung wird durch den Richtungswechsel der Drehmomente, die zwischen Gehäuse 1 und Nabe 2 durch den Motorbetrieb entstehen, erzeugt.In order to avoid swinging back of the hub 2 relative to the housing 1 , the clamping body 16 locks; 115 , which by the relative rotational movement of the housing 1 to the hub 2 from the ramp 11 ; 110 expires, but from the spring 27 ; 126 always in contact between ramp 11 ; 110 and housing web 12 is pressed, immediately with the slightest return movement. This return movement is generated by the change in direction of the torques which arise between the housing 1 and the hub 2 due to the motor operation.

Zusätzlich zur Federkraft der Feder 27 kann der Klemmkörper 16 von dem Steuerdruck zum Lösen des Klemmkörpers 15 über den Steuerkanal 20, der mit dem Steuerkanal 17 vorzugsweise über den Spiralfederraum 36 oder einen Ringkanal verbunden ist, in den Klemmkeil, der sich zwischen Gehäusewand 12 und Rampe 11 ergibt, gedrückt werden.In addition to the spring force of the spring 27 , the clamping body 16 can move from the control pressure to release the clamping body 15 via the control channel 20 , which is preferably connected to the control channel 17 via the spiral spring chamber 36 or an annular channel, into the clamping wedge, which is located between the housing wall 12 and the ramp 11 results are pressed.

Der Steuerdruck bleibt so lange auf dem Klemmkörper 15; 116, bis der gewünschte Verstellwinkel erreicht ist. Durch Abschalten des Steuerdruckes wird der Klemmkörper 15; 116 von der Feder 26; 126 sofort zwischen Gehäuse 1 und Nabe 2 gedrückt. Somit sind das Gehäuse 1 und die Nabe 2 zueinander gegen Verdrehen kraftschlüssig gesperrt. Der Verstellwinkel kann über ein Steuerrad, das an der Nockenwelle 34, aber auch an der Verstelleinrichtung angebracht ist, überwacht und geregelt werden.The control pressure remains on the clamping body 15 as long; 116 until the desired adjustment angle is reached. By switching off the control pressure, the clamp body 15 ; 116 from the spring 26 ; 126 immediately pressed between housing 1 and hub 2 . Thus, the housing 1 and the hub 2 are positively locked to each other against rotation. The adjustment angle can be monitored and regulated via a steering wheel, which is attached to the camshaft 34 , but also to the adjustment device.

Verstellen der Nockenwelle in Drehrichtung des GehäusesAdjusting the camshaft in the direction of rotation of the housing

Das Gehäuse 1 dreht sich vorzugsweise über einen Riemen oder Kettenzug im Uhrzeigersinn. Die Klemmkörper 15; 16 und 115; 116 werden durch die Federn 26; 27 und 126 zwischen Gehäusewand 12 und auflaufender Rampe 10; 11 und 110; 111 der Nabe 2 gedrückt und verspannen dadurch Gehäuse 1 und Nabe 2 kraftschlüssig. Mit Hilfe des vorzugsweise angebrachten Federspeichers 6 bei schwellendem Drehmoment und/oder gegengerichteten pulsierenden Nockenwellendrehmoments wird der Klemmkörper 15; 116 zusätzlich zwischen Gehäuse 1 und Rampe 10; 111 der Nabe 2 gedrückt und nimmt die Nockenwelle 34 in Gehäusedrehung mit. Durch den mit vorzugsweise anteiligem Nockenwellendrehmoment vorgespannten Federspeicher 6 und durch die wechselnden bzw. schwellenden Drehmomente versucht die Nockenwelle 34 bei negativem Drehmoment sich auch in Drehrichtung zu verdrehen. Dies wird jedoch vom Klemmkörper 16; 115 mit dem gleichen Effekt wie bei dem Klemmkörper 15; 116 verhindert. The housing 1 preferably rotates clockwise via a belt or chain hoist. The clamping body 15 ; 16 and 115 ; 116 are by the springs 26 ; 27 and 126 between housing wall 12 and ramp 10 ; 11 and 110 ; 111 of the hub 2 pressed and thereby clamp housing 1 and hub 2 non-positively. With the aid of the spring accumulator 6, preferably attached, with swelling torque and / or counter-rotating pulsating camshaft torque, the clamping body 15 ; 116 additionally between housing 1 and ramp 10 ; 111 pressed the hub 2 and takes the camshaft 34 with it in the rotation of the housing. By means of the spring accumulator 6, which is preloaded with a preferably proportional camshaft torque and by the alternating or swelling torques, the camshaft 34 also tries to turn in the direction of rotation when the torque is negative. However, this is the clamping body 16 ; 115 with the same effect as with the clamping body 15 ; 116 prevented.

Klemmkörper 15; 116 und Klemmkörper 16; 115 wirken als Bremse. Wird der Klemmkörper 16; 115 über dem Steuerkanal 18; 119 mit Druck beaufschlagt, bewegt sich der Klemmkörper 16; 115 in Richtung der Feder 27; 126 und gibt die Nabe 2 frei. Somit kann sich die Nabe 2 durch das im Uhrzeigersinn drehende Drehmoment der Nockenwelle 34, entgegen dem Drehmoment des Gehäuses 1, und das durch das vorzugsweise angebrachte Federspeicherhilfsmoment, das bei Nockenwellen mit schwellenden Momenten vom Federspeicher 6 erzeugt wird, in Drehrichtung des Gehäuses 1 bewegen.Clamp body 15 ; 116 and clamp body 16 ; 115 act as a brake. If the clamping body 16 ; 115 over the control channel 18 ; 119 pressurized, the clamping body 16 moves; 115 in the direction of the spring 27 ; 126 and releases the hub 2 . Thus, the hub 2 can move in the direction of rotation of the housing 1 due to the clockwise rotating torque of the camshaft 34 , counter to the torque of the housing 1 , and due to the preferably applied auxiliary spring torque, which is generated by the spring accumulator 6 in the case of camshafts with swelling moments.

Um ein Zurückschwingen der Nabe 2 gegenüber dem Gehäuse 1 zu vermeiden, sperrt der Klemmkörper 15; 116, der durch die relative Drehbewegung der Nabe 2 zum Gehäuse 1 von der Rampe 10; 111 abläuft, jedoch von der Feder 26; 126 immer wieder auf Kontakt zwischen Rampe 10; 111 und Gehäusebahn 12 gedrückt wird, sofort bei der geringsten Rücklaufbewegung.In order to avoid swinging back of the hub 2 relative to the housing 1 , the clamping body 15 locks; 116 , which by the relative rotational movement of the hub 2 to the housing 1 from the ramp 10 ; 111 expires, but by the spring 26 ; 126 always in contact between ramp 10 ; 111 and housing web 12 is pressed, immediately with the slightest return movement.

Diese Rücklaufbewegung wird durch den Richtungswechsel der Drehmomente, die zwischen Gehäuse 1 und Nabe 2 durch den Motorbetrieb entstehen, erzeugt. Zusätzlich zur Federkraft der Feder 26 wird der Klemmkörper 15 von dem Steuerdruck zum Lösen des Klemmkörpers 16 über den Steuerkanal 19, der mit dem Ringkanal 47 des Ölzuführkanals 50; 49; 55; 56; 57; 58 verbunden ist, in den Klemmkeil gedrückt, der sich zwischen Gehäusewand 12 und Rampe 10; 111 ergibt.This return movement is generated by the change in direction of the torques which arise between the housing 1 and the hub 2 due to the motor operation. In addition to the spring force of the spring 26 , the clamping body 15 is released from the control pressure for releasing the clamping body 16 via the control channel 19 , which is connected to the annular channel 47 of the oil supply channel 50 ; 49 ; 55 ; 56 ; 57 ; 58 is connected, pressed into the clamping wedge, which is located between the housing wall 12 and ramp 10 ; 111 results.

Der Steuerdruck bleibt so lange auf dem Klemmkörper 16; 115, bis der gewünschte Verstellwinkel erreicht ist. Durch Abschalten des Steuerdruckes wird der Klemmkörper 16; 115 von der Feder 27; 126 sofort zwischen Gehäuse 1 und Nabe 2 gedrückt. Somit sind das Gehäuse 1 und die Nabe 2 zueinander gegen Verdrehen kraftschlüssig gesperrt. Der Verstellwinkel kann über ein Steuerrad, das an der Nockenwelle, aber auch an der Verstelleinrichtung angebracht ist, überwacht und geregelt werden.The control pressure remains on the clamping body 16 ; 115 until the desired adjustment angle is reached. By switching off the control pressure, the clamping body 16 ; 115 from the spring 27 ; 126 immediately pressed between housing 1 and hub 2 . Thus, the housing 1 and the hub 2 are positively locked to each other against rotation. The adjustment angle can be monitored and regulated via a steering wheel, which is attached to the camshaft, but also to the adjustment device.

Systemvorteilesystem benefits

- kontinuierliche Verstellung- continuous adjustment
- hohe Verstellgeschwindigkeit - high adjustment speed
- Verstellmoment unabhängig vom Öldruck- Adjustment torque independent of the oil pressure
- maximaler Verstellwinkel unbegrenzt- Maximum adjustment angle unlimited
- Selbsthemmung in jeder Winkellage des Verstellers- Self-locking in every angular position of the adjuster
- einfache Ansteuerung, keine Kaltstartprobleme- Simple control, no cold start problems
- sehr geringer Ölverbrauch (nur Steuerölmenge zum Ansteuern der Klemmkörper)- very low oil consumption (only control oil quantity to control the sprags)
- Erreichen und Halten der Notlaufposition- reaching and holding the emergency running position
- sehr leichte Bauweise- very light construction
- geringes Schwungmoment- low momentum
- Einhalten des Sollwinkels durch Kraftschluss- Adherence to the target angle through frictional engagement
- kein Aufblasen des Gehäuses durch Druckspitzen aus equivalentem Nockenmoment- No inflation of the housing due to pressure peaks made of equivalent cam torque
- sehr preiswerte Herstellung und Montage der Bauteile- Very inexpensive manufacture and assembly of the components
- kein Nachregeln bei konstanter Drehzahl des Motors- No readjustment at constant engine speed

Claims

1. Vorrichtung zum Verändern der Phasenlage einer zur Betätigung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine vorgesehenen Nockenwelle gegenüber ihrem Antriebsmittel unter Ausnutzung eines bezüglich eines Durchschnittswerts wechselnden Drehmoments, mit wenigstens einer in beiden Drehrichtungen wirkenden reibschlüssigen Freilaufkupplung, bestehend aus einem mit dem Antriebsmittel drehfest gekoppelten ersten Ringmittel (1) mit wenigstens einer ersten Klemmwand (12) und einem mit der Nockenwelle drehfest gekoppelten zweiten Ringmittel (2) mit wenigstens einer zweiten Klemmwand (10, 11; 110, 111), wobei beide Ringmittel um eine zentrale Achse der Nockenwelle angeordnet und die Klemmwände zueinander radial beabstandet sind, und mit wenigstens einem Klemmkörperpaar (9 bzw. 15, 16; 109 bzw. 115, 116) mit einem ersten und einem zweiten jeweils zwischen erster und zweiter Klemmwand beweglich angeordneten Klemmkörper (15, 16; 115, 116), wobei mindestens eine, von der ersten (12) und der zweiten (10, 11; 110, 111) Klemmwand wenigstens teilweise begrenzte Klemmkörperkammer vorgesehen ist, die von wenigstens einem der darin angeordneten Klemmkörper (15, 16; 115, 116) in wenigstens ein erstes (33; 133, 139) und wenigstens ein zweites (36; 136) Volumen unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in das erste Volumen wenigstens ein erster (17, 18; 119, 120) und in das zweite Volumen wenigstens ein zweiter (19, 20; 117), mit einer Steuerfluidquelle verbindbarer Steuerfluidkanal münden, über welche in das jeweilige Volumen (33, 36; 133, 136, 139) unter Druck ein Steuerfluid einbringbar ist, und wobei die Position der Klemmkörper (15, 16; 115, 116) in den Klemmkörperkammern vom jeweiligen Druck in den Volumina (33, 36; 133, 136, 139) abhängig ist.1.Device for changing the phase position of a camshaft provided for actuating gas exchange valves of an internal combustion engine with respect to its drive means using a torque which changes with respect to an average value, with at least one frictional one-way clutch acting in both directions of rotation, consisting of a first ring means ( 1 ) with at least a first clamping wall ( 12 ) and a second ring means ( 2 ) rotationally fixedly coupled to the camshaft with at least one second clamping wall ( 10 , 11 ; 110 , 111 ), both ring means arranged around a central axis of the camshaft and the clamping walls to one another are radially spaced, and with at least one pair of clamping bodies ( 9 or 15 , 16 ; 109 or 115 , 116 ) with a first and a second clamping body ( 15 , 16 ; 115 , 116 ), each movably arranged between the first and second clamping wall, wherein at least one of the first ( 12 ) and the second ( 10 , 11 ; 110 , 111 ) clamping wall, at least partially limited clamping body chamber is provided, which from at least one of the clamping bodies ( 15 , 16 ; 115 , 116 ) arranged therein into at least a first ( 33 ; 133 , 139 ) and at least a second ( 36 ; 136 ) volume is divided, characterized in that in the first volume at least a first ( 17 , 18 ; 119 , 120 ) and in the second volume at least a second ( 19 , 20 ; 117 ), connectable with a control fluid source control fluid channel via which into the respective volume ( 33 , 36 ; 133 , 136 , 139 ) a control fluid can be introduced under pressure, and the position of the clamping bodies ( 15 , 16 ; 115 , 116 ) in the clamping body chambers from the respective pressure in the volumes ( 33 , 36 ; 133 , 136 , 139 ).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewegen der Klemmkörper in Löserichtung das wenigstens eine erste Volumen (33; 133, 139) durch Einbringen des Steuerfluids vergrößerbar und das wenigstens eine zweite Volumen (36; 136) durch Ablauf oder Ausbringen des Steuerfluids verkleinerbar ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that for moving the clamping body in the release direction, the at least one first volume ( 33 ; 133 , 139 ) can be enlarged by introducing the control fluid and the at least one second volume ( 36 ; 136 ) by draining or dispensing the Control fluids can be reduced.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewegen der Klemmkörper in Sperrrichtung (38, 37; 138, 137) das wenigstens eine zweite Volumen (36; 136) durch Einbringen des Steuerfluids vergrößerbar und das wenigstens eine erste Volumen (33; 133, 139) durch Ablauf oder Ausbringen des Steuerfluids verkleinerbar ist.3. Device according to claim 1, characterized in that for moving the clamping body in the blocking direction ( 38 , 37 ; 138 , 137 ) the at least one second volume ( 36 ; 136 ) can be enlarged by introducing the control fluid and the at least one first volume ( 33 ; 133 , 139 ) can be reduced in size by expiration or application of the control fluid.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je Klemmkörperpaar (9) eine erste und eine zweite Klemmkörperkammer vorgesehen ist, in denen jeweils nur ein Klemmkörper (15, 16) angeordnet ist, und der diese jeweils in ein erstes (33) und ein zweites (36) Volumen unterteilt (Fig. 3).4. The device according to claim 1, characterized in that for each clamp body pair ( 9 ) a first and a second clamp body chamber is provided, in each of which only one clamp body ( 15 , 16 ) is arranged, and each of these in a first ( 33 ) and divided a second ( 36 ) volume ( Fig. 3).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je Klemmkörperpaar nur eine Klemmkörperkammer vorgesehen ist, in der beide Klemmkörper (115, 116) angeordnet sind, und welche die Klemmkörperkammer in zwei seitliche erste (133, 139) und ein mittiges zweites (136) oder umgekehrt in zwei seitliche zweite und ein mittiges erstes Volumen unterteilen (Fig. 4).5. The device according to claim 1, characterized in that only one clamp body chamber is provided in each clamp body pair, in which both clamp bodies ( 115 , 116 ) are arranged, and which the clamp body chamber in two lateral first ( 133 , 139 ) and a central second ( 136 ) or vice versa into two lateral second and a central first volume ( Fig. 4).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen den Klemmkörperkammern eines Klemmkörperpaares ein mit einem der Ringmittel (1, 2) drehfest verbundener Dichtsteg (14) vorgesehen ist, der die Klemmkörperkammern jeweils zum ersten oder zweiten Volumen (33; 36) wenigstens teilweise radial begrenzt.6. The device according to claim 4, characterized in that between each of the clamping body chambers of a pair of clamping bodies a sealing web ( 14 ) is provided which is connected in a rotationally fixed manner to one of the ring means ( 1 , 2 ) and which respectively connects the clamping body chambers to the first or second volume ( 33 ; 36 ). at least partially limited radially.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtsteg (14) an seiner Mantelfläche wenigstens einen axial ausgerichteten Druckentlastungskanal (21) aufweist.7. The device according to claim 6, characterized in that the sealing web ( 14 ) has at least one axially aligned pressure relief channel ( 21 ) on its lateral surface.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtsteg (14) wenigstens eine federbeaufschlagbare Dichtleiste (22) oder Dichtrolle (25) aufweist. 8. The device according to claim 6, characterized in that the sealing web ( 14 ) has at least one spring-loaded sealing strip ( 22 ) or sealing roller ( 25 ).

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörperkammern im Bereich des zweiten Volumens (36) jeweils mit einem weiteren, mit einem der Ringmittel (1, 2) drehfest verbundenen Dichtsteg (13) wenigstens teilweise radial abgegrenzt sind.9. The device according to claim 5, characterized in that the clamping body chambers in the region of the second volume ( 36 ) are each at least partially radially delimited with a further sealing web ( 13 ) connected in a rotationally fixed manner to one of the ring means ( 1 , 2 ).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die den Klemmkörperkammern abgewandten Rückseiten (28) zweier Dichtstege (13) eine Kammer (30) zwischen erstem und zweitem Ringmittel wenigsten teilweise radial begrenzen, und in der Kammer (30) ein mit den Rückseiten (28) korrespondierender Anschlag (31) vorgesehen ist, der radial von einem der Ringmittel (1, 2) in die Kammer (30) ragt und die Verschwenkbewegung des ersten gegenüber dem zweiten Ringmittel begrenzt.10. The device according to claim 9, characterized in that in each case the rear sides ( 28 ) of the sealing body chambers facing away from two sealing webs ( 13 ) at least partially radially delimit a chamber ( 30 ) between the first and second ring means, and in the chamber ( 30 ) with one Rear ( 28 ) corresponding stop ( 31 ) is provided, which projects radially from one of the ring means ( 1 , 2 ) into the chamber ( 30 ) and limits the pivoting movement of the first relative to the second ring means.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Steuerfluid befüllbare Kammer (30) zwischen Anschlag (31) und dem gegenüber diesem drehbeweglichen Ringmittel (2) einen Spalt aufweist.11. The device according to claim 10, characterized in that the chamber ( 30 ) which can be filled with the control fluid has a gap between the stop ( 31 ) and the ring means ( 2 ) which is rotatable relative to the latter.

12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ringmittel (1) gegenüber dem zweiten Ringmittel (2) mit einem Federspeicher (6) gegenüber dem Durchschnittswert des Drehmoments vorgespannt ist.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first ring means ( 1 ) compared to the second ring means ( 2 ) with a spring accumulator ( 6 ) is biased against the average value of the torque.

13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper wenigstens in Sperrrichtung (38, 37; 138, 137) federbeaufschlagbar sind.13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping bodies can be spring-loaded at least in the blocking direction ( 38 , 37 ; 138 , 137 ).