DE102008011916A1 - Camshaft adjuster i.e. wing cell adjuster, for internal combustion engine of modern motor vehicle, has guides blocking adjustment of drive part opposite to drive direction and allowing adjustment in direction till reaching pivot bearing - Google Patents

Camshaft adjuster i.e. wing cell adjuster, for internal combustion engine of modern motor vehicle, has guides blocking adjustment of drive part opposite to drive direction and allowing adjustment in direction till reaching pivot bearing Download PDF

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Abstract

The adjuster i.e. wing cell adjuster (1), has a contact pair designed such that bolts (16-18) are brought in gradual contact with stepped sliding guides (27, 29, 31) when the adjustment of a drive part in a drive direction during relative movement between an end pivot bearing running in a drive direction and the interlocking pivot bearing. The sliding guides block the adjustment of the drive part opposite to the drive direction and allow the adjustment in the drive direction till reaching an interlocking pivot bearing.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Brennkraftmaschinen und betrifft einen mit einer Rasterverriegelungseinrichtung zur Verriegelung von An- und Abtriebsteil in einer Verriegelungsdrehlage ausgerüsteten Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The Invention is in the technical field of internal combustion engines and relates to a with a raster locking device for Locking of drive and driven part in a locking rotary position Equipped camshaft adjuster for one Internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

In Brennkraftmaschinen erfolgt eine mechanische Betätigung von Gaswechselventilen über eine durch eine Kurbelwelle in Drehung versetzte Nockenwelle, wobei über Anordnung und Form der Nocken Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile gezielt einstellbar sind.In Internal combustion engines are mechanically actuated from gas exchange valves through one through a crankshaft in rotation offset camshaft, wherein about arrangement and shape of the cam opening and closing times the gas exchange valves are selectively adjustable.

Werden die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands der Brennkraftmaschine in geeigne ter Weise gesteuert, können eine Reihe vorteilhafter Effekte erreicht werden, wie eine Verminderung des Schadstoffausstoßes, eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs und eine Erhöhung von Wirkungsgrad, Maximaldrehmoment und Maximalleistung der Brennkraftmaschine. Die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile können durch eine Änderung der relativen Drehlage (Phasenlage) zwischen Nocken- und Kurbelwelle verstellt werden, zu welchem Zweck in modernen Kraftfahrzeugen spezielle Vorrichtungen, so genannte Nockenwellenversteller, eingesetzt werden.Become the opening and closing times of the gas exchange valves depending on the current operating state of the internal combustion engine Controlled in appro priate way, a number of advantageous Effects are achieved, such as a reduction in pollutant emissions, a reduction in fuel consumption and an increase of efficiency, maximum torque and maximum power of the internal combustion engine. The opening and closing times of the gas exchange valves can by changing the relative rotational position (Phasing) be adjusted between cam and crankshaft, for what purpose in modern motor vehicles special devices, so-called camshaft adjuster, are used.

Nockenwellenversteller umfassen ein mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehendes Antriebsteil, ein nockenwellenfestes Abtriebsteil und einen zwischen An- und Abtriebsteil geschalteten Stelltrieb, welcher das Drehmoment vom An- auf das Abtriebsteil überträgt und eine Fixierung und Verstellung der relativen Drehlage zwischen diesen beiden ermöglicht.Phaser include a drive connected to the crankshaft Drive part, a camshaft fixed output part and an intermediate Drive and driven part switched actuator, which the torque transmits from the on to the output part and a Fixation and adjustment of the relative rotational position between them both possible.

In einem Rotationskolbenversteller ist in einem zentralen Hohlraum eines von der Kurbelwelle angetriebenen Außenrotors (”Stator”) ein nockenwellenfester konzentrischer Innenrotor (”Rotor”) drehverstellbar gelagert. In einer Ausgestaltung als Flügelzellenversteller sind im Stator in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Arbeitsräume geformt, in die sich jeweils ein mit dem Rotor verbundener radialer Flügel erstreckt, wodurch jeder Arbeitsraum in zwei im Wesentlichen druckdichte Druckkammern geteilt wird. Bezogen auf die Arbeitsrichtung der Nockenwelle teilt jeder Flügel den Arbeitsraum in eine vorlaufende Druckkammer und eine nachlaufende Druckkammer. Durch gezielte Druckbeaufschlagung der Druckkammern können die Flügel innerhalb der Arbeitsräume verschwenkt werden, was dazu führt, dass über den mit der Nockenwelle drehfest verbundenen Rotor eine Änderung der relativen Drehlage (Phasenlage) zwischen Nocken- und Kurbelwelle bewirkt wird. Eine Begrenzung des Verstellwinkels zwischen Rotor und Stator erfolgt durch Anschlag der Flügel gegen die radialen Wände der Arbeitsräume oder durch spezielle Einrichtungen zum Begrenzen des Verstellwinkels.In a rotary piston adjuster is in a central cavity an external rotor driven by the crankshaft ("stator") a camshaft-fixed concentric inner rotor ("rotor") rotatably mounted. In one embodiment as Flügelzellenversteller are distributed in the stator circumferentially arranged work spaces formed, in each of which one connected to the rotor radial wing extends, making each working space in two substantially pressure-tight Pressure chambers is shared. Relative to the working direction of the camshaft Each wing divides the working space into a leading one Pressure chamber and a trailing pressure chamber. By targeted pressurization The pressure chambers can move the wings within the Workspaces are pivoted, which causes over the rotatably connected to the camshaft rotor a change the relative rotational position (phase angle) between cam and crankshaft is effected. A limitation of the adjustment angle between the rotor and stator is made by attacking the wings against the radial walls of the workrooms or by special Means for limiting the adjustment angle.

Eine Steuerung des Flügelzellenverstellers erfolgt durch eine elektronische Steuereinrichtung, welche auf Basis von elektronisch erfassten Kenndaten der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise Drehzahl und Last, den Zu- und Abfluss von Druckmittel zu bzw. von den einzelnen Druckkammern über ein zum Beispiel als Proportionalventil ausgebildetes Steuerventil regelt.A Control of the Flügelzellenverstellers done by a electronic control device based on electronic recorded characteristics of the internal combustion engine, such as speed and load, the inflow and outflow of pressure medium to or from the individual Pressure chambers via, for example, as a proportional valve trained control valve regulates.

Während des Betriebs der Brennkraftmaschine treten an der Nockenwelle Wechselmomente auf. Grund hierfür ist, dass die Nocken im Bereich ihrer Anlauframpe das von einer Ventilfeder in Schließstellung gehaltene Gaswechselventil gegen die Federkraft öffnen müssen, wodurch das Antriebsmoment vergrößert wird, und im Bereich ihrer Ablauframpe von der Federkraft beaufschlagt werden, wodurch das Antriebsmoment verkleinert wird. Die erzeugten Wechselmomente werden auf den mit der Nockenwelle drehfest verbundenen Rotor übertragen.While the operation of the internal combustion engine occur at the camshaft alternating moments. The reason for this is that the cams are in the area of their starting ramp held by a valve spring in the closed position Gas exchange valve must open against the spring force, whereby the drive torque is increased, and be acted upon by the spring force in the region of their deceleration ramp, whereby the drive torque is reduced. The generated alternating moments are transmitted to the rotatably connected to the camshaft rotor.

Bei ungenügender Druckmittelversorgung, wie dies etwa während der Startphase der Brennkraftmaschine oder im Leerlauf der Fall ist, führen die von der Nockenwelle auf den Rotor übertragenen Wechselmomente dazu, dass der Rotor in unkontrollierter Weise bewegt wird, was zur Folge hat, dass die Flügel innerhalb der Arbeitsräume hin und her schlagen, was den Verschleiß gefördert und eine unerwünschte Geräuschentwicklung verursacht. Zudem schwankt die Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle stark, so dass die Brennkraftmaschine nicht startet oder unruhig läuft.at insufficient pressure medium supply, such as during the starting phase of the internal combustion engine or idle the case is, carry the transmitted from the camshaft to the rotor alternating moments causing the rotor to move in an uncontrolled manner As a result, the wings within the work spaces beat back and forth, which promoted the wear and causes unwanted noise. In addition, the phase angle between crankshaft and camshaft fluctuates greatly, so that the internal combustion engine does not start or runs restless.

Um dieses Problem zu vermeiden, werden hydraulische Nockenwellenversteller mit einer Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Stator und Rotor ausgerüstet. Eine solche Verriegelungseinrichtung umfasst beispielsweise einen im Rotor aufgenommenen axialen Riegel, der durch eine Feder in axialer Richtung aus seiner Aufnahme gedrängt wird und formschlüssig in eine Verriegelungskulisse greifen kann, die in einer axialen Seitenplatte des Stators geformt ist. Für eine Entriegelung wird der Riegel stirnseitig mit Druckmittel beaufschlagt und in seine Aufnahme im Rotor zurückgedrängt.Around To avoid this problem, hydraulic camshaft adjusters with a locking device for non-rotatable locking of the stator and rotor equipped. Such a locking device includes, for example, an axial latch received in the rotor, which is urged by a spring in the axial direction of its inclusion is and positively engage in a locking link can, which is formed in an axial side plate of the stator. For unlocking the latch is the front side with pressure medium charged and pushed back into its inclusion in the rotor.

Eine Verriegelung von Stator und Rotor erfolgt in einer als Basisposition bezeichneten, für einen Start der Brennkraftmaschine thermodynamisch günstigen Phasenlage der Nockenwelle. Abhängig von der konkreten Auslegung der Brennkraftmaschine wird als Basisposition eine Früh-, Spät- oder Zwischenstellung gewählt. Bezogen auf die Antriebsrichtung von Stator bzw. Nockenwelle entspricht die Spätstellung einer Enddrehlage des Rotors in Nachlaufrichtung (in der die Volumina der vorlaufenden Druckkammern maximal), die Frühstellung einer Enddrehlage des Rotors in Vorlaufrichtung (in der die Volumina der nachlaufenden Druckkammern maximal) und die Zwischenstellung einer Phasenlage, die sich zwischen der Früh- und der Spätstellung befindet. Als Mittenstellung wird eine Zwischenstellung bezeichnet, die sich zumindest annähernd in der Mitte zwischen der Früh- und Spätstellung befindet. Eine Verstellung der Phasenlage des Rotors in einer zur Antriebsrichtung des Stators bzw. Nockenwelle gleichen Drehrichtung wird als Frühverstellung bezeichnet. Eine Verstellung der Phasenlage des Rotors in einer hierzu entgegen gesetzten Drehrichtung wird als Spätverstellung bezeichnet.A Locking of stator and rotor takes place in a base position designated, thermodynamically favorable for a start of the internal combustion engine Phase angle of the camshaft. Depending on the specific Design of the internal combustion engine is a base position an early, Late or intermediate position selected. Related to the drive direction of stator or camshaft corresponds to the late position a final rotational position of the rotor in the direction of trailing (in which the volumes the leading pressure chambers maximum), the early position a final rotational position of the rotor in the forward direction (in which the volumes the trailing pressure chambers maximum) and the intermediate position a phasing that occurs between the early and the late position located. The middle position is an intermediate position, which is at least approximately in the middle between the Early and late position is located. An adjustment the phase angle of the rotor in a direction of drive of the stator or camshaft same direction of rotation is considered early adjustment designated. An adjustment of the phase position of the rotor in one this opposite direction of rotation is as retardation designated.

Flügelzellenversteller mit einer Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Stator und Rotor in Basisposition sind als solche hinlänglich bekannt und beispielsweise in den Druckschriften DE 20 2005 008 264 U1 , EP 1 596 040 A2 , DE 10 2005 013 141 A1 und DE 199 08 934 A1 der Anmelderin eingehend beschrieben.Flügelzellenversteller with a locking device for rotationally fixed locking of the stator and rotor in the base position are known as such and, for example, in the publications DE 20 2005 008 264 U1 . EP 1 596 040 A2 . DE 10 2005 013 141 A1 and DE 199 08 934 A1 the applicant described in detail.

Wird beim Abstellen der Brennkraftmaschine die Basisposition nicht erreicht (zum Beispiel beim ”Abwürgen” des Motors), verstellt sich der Rotor aufgrund von Reibmomenten selbsttätig in die Spätstellung. Soll der Rotor in Früh- oder einer Zwischenstellung verriegelt werden, sind deshalb spezielle Vorkehrungen zu treffen, durch die der Rotor relativ zum Stator verstellt wird. In herkömmlichen Nockenwellenverstellern sind zu diesem Zweck beispielsweise Drehfedern vorgesehen, welche den Rotor in Richtung der gewünschten Basisposition vorspannen.Becomes when stopping the engine, the base position is not reached (for example, when "stalling" the engine), The rotor automatically adjusts itself due to friction moments in the late position. If the rotor in early or an intermediate position are therefore special To make arrangements by which the rotor relative to the stator is adjusted. In conventional camshaft adjusters For example, torsion springs are provided for this purpose, which bias the rotor toward the desired base position.

Bei einem ausgefeilteren Mechanismus, welcher im US-Patent 6,439,181 B1 beschrieben ist, sind neben einer solchen Drehfeder radiale Riegelplättchen im Stator vorgesehen, welche bei einer Frühverstellung des Rotors in eine im Rotor geformte Verriegelungskulisse greifen können, um zu verhindern, dass der Rotor noch vor Erreichen der Basisposition wieder in Spätstellung zurückdreht. Durch Federn werden die Riegelplättchen in die Verriegelungskulissen gedrückt.In a more sophisticated mechanism, which in the U.S. Patent 6,439,181 B1 is described, in addition to such a torsion spring radial latch plates are provided in the stator, which can engage in an advanced adjustment of the rotor in a molded locking in the rotor locking slide, to prevent the rotor rotates back to late position before reaching the base position. By springs, the latch plates are pressed into the locking latches.

Nachteilig bei dem aus dem US-Patent 6,439,181 B1 bekannten Nockenwellenversteller ist insbesondere die Tatsache, dass die im Stator aufgenommenen Riegelplättchen radial gerichtet sind, so dass sie der Fliehkraft beim Drehen des Stators ausgesetzt sind. Zum einen erfordert dies entsprechend starke Federkräfte der Federn, durch welche die Riegelplättchen in Richtung Rotor gedrückt werden, um ein unbeabsichtigtes Lösen der Verriegelung zu verhindern. Zum anderen ist der für eine hydraulische Entriegelung der Riegelplättchen aufzubringende Druck abhängig von der einwirkenden Fliehkraft, was eine hydraulische Regelung erschwert.The disadvantage of that from the U.S. Patent 6,439,181 B1 known camshaft adjuster is in particular the fact that the recorded in the stator latch plates are directed radially so that they are exposed to the centrifugal force during rotation of the stator. On the one hand, this requires correspondingly strong spring forces of the springs, through which the latch plates are pressed in the direction of the rotor in order to prevent unintentional release of the latch. On the other hand, the pressure to be applied for a hydraulic unlocking of the latch plate is dependent on the centrifugal force acting, which makes hydraulic control more difficult.

Nachteilig ist zudem, dass durch die eingesetzten Riegelplättchen der für die Arbeitsräume bzw. Druckkammern verfügbare Platz verringert wird. Um eine genügend hohe Anzahl an Arbeitsräumen realisieren zu können, ist die Zahl der eingesetzten Riegelplättchen deshalb relativ gering zu halten – im gezeigten Beispiel sind dies drei Riegelplättchen.adversely is also that, by the inserted latch plates the one available for the workrooms or pressure chambers Space is reduced. To a sufficiently high number To be able to realize workspaces is the number the inserted latch plate therefore relatively low to hold - in the example shown, these are three bar tiles.

Ein weiterer Nachteil des dort gezeigten Nockenwellenverstellers ergibt sich daraus, dass durch die in Umfangsrichtung nicht gleichmäßig verteilten Riegelplatten eine Unwucht im drehenden Stator erzeugt wird, wodurch die Lagerung von Stator und Rotor beeinträchtigt und die Phasenlage des Rotors schwanken kann.One further disadvantage of the camshaft adjuster shown there results It does not make that uniform in the circumferential direction distributed latch plates generates an imbalance in the rotating stator which affects the storage of stator and rotor and the phase angle of the rotor can fluctuate.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen gattungsgemäßen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, durch welche obige und weitere Nachteile herkömmlicher Nockenwellenversteller vermieden werden können.In contrast, the object of the present invention is a generic camshaft adjuster to provide for an internal combustion engine, by which above and other disadvantages of conventional Camshaft adjuster can be avoided.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.These and further objects are according to the proposal of the invention a camshaft adjuster with the characteristics of the independent Patent claim solved. Advantageous embodiments of Invention are indicated by the features of the subclaims.

Ein erfindungsgemäßer Nockenwellenversteller umfasst ein mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehendes Antriebsteil und ein nockenwellenfestes Abtriebsteil, das in konzentrischer Anordnung drehverstellbar zum Antriebsteil gelagert ist. Zwischen An- und Abtriebsteil ist ein beispielsweise hydraulischer Stelltrieb geschaltet, welcher das Drehmoment vom Antriebsteil auf das Abtriebsteil überträgt und eine Fixierung und Verstellung der relativen Drehlage (Phasenlage) zwischen diesen beiden ermöglicht.One comprises camshaft adjuster according to the invention a driving part connected in driving connection with a crankshaft and a camshaft fixed output member, in concentric arrangement is mounted rotatably adjustable to the drive part. Between arrival and departure Stripping part is connected, for example, a hydraulic actuator, which transmits the torque from the drive part to the output part and a fixation and adjustment of the relative rotational position (phase position) between these two possible.

Die Phasenlage des Abtriebsteils ist innerhalb eines maximalen Drehwinkelbereichs verstellbar. Bezogen auf eine Dreh- bzw. Antriebsrichtung des Antriebsteils (im Weiteren als ”Antriebsrichtung” bezeichnet) ist das Abtriebsteil in einem Drehwinkelbereich zwischen einer in Antriebsrichtung vorauseilenden Enddrehlage (Frühstellung) und einer entsprechend nacheilenden Enddrehlage (Spätstellung) verstellbar.The phase angle of the output part is adjustable within a maximum rotation angle range. With reference to a direction of rotation or drive of the drive part (hereinafter referred to as "drive direction") is designated), the output member in a rotational angle range between an anticipatory in the drive direction Enddrehlage (early position) and a corresponding trailing Enddrehlage (late position) adjustable.

Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller umfasst eine Rasterverriegelungseinrichtung, durch welche An- und Abtriebsteil in einer von der Spätstellung verschiedenen, wählbaren Verriegelungsdrehlage (Basisposition) drehfest verriegelbar sind. An- und Abtriebsteil können beispielsweise in Früh- oder Mittenstellung drehfest verriegelt werden.Of the Camshaft adjuster according to the invention comprises a grid locking device, by which input and output part in a different from the late position, selectable Locking rotational position (base position) are locked against rotation. Driving and driven parts can be used, for example, in or center position rotatably locked.

Die Rasterverriegelungseinrichtung umfasst zumindest ein Eingriffspaar mit zwei einander zugeordneten, miteinander in Eingriff bringbaren Eingriffselementen, wobei das eine Eingriffselement ein im An- oder Abtriebsteil aufgenommenes Verriegelungselement und das andere Eingriffselement eine im entsprechend anderen Teil geformte, in Umfangsrichtung sich erstreckende Stufenkulisse ist. Die Stufenkulisse ist mit einer Mehrzahl (zumindest zwei) axial gestufter Kulissenführungen versehen, die jeweils zur Führung des Verriegelungselements dienen.The Raster locking device comprises at least one pair of engagement with two associated, engageable with each other Engagement elements, wherein the one engaging element in an on or Stripping part received locking element and the other engagement element one in the other part shaped, in the circumferential direction itself extending stepping frame is. The stage backdrop is with a Plural (at least two) axially stepped slide guides provided, each for guiding the locking element serve.

Innerhalb der Stufenkulisse sind die Kulissenführungen in einer in Umfangsrichtung sich erstreckenden, terrassen- bzw. treppenförmigen Anordnung (gestaffelt) angeordnet, wobei die Kulissenführungen, bezogen auf die Antriebsrichtung, in Form einer absteigenden Terrasse angeordnet sind.Within the step scenery are the slide tours in an in Circumferentially extending, terraced or staircase-shaped Arrangement (staggered) arranged, with the slotted guides, based on the drive direction, in the form of a descending terrace are arranged.

Das zumindest eine Eingriffspaar ist so ausgebildet, dass dessen Verriegelungselement bei einer relativen Drehlage zwischen der in Antriebsrichtung nachlaufenden Endrehlage (Spätstellung) und der Verriegelungsdrehlage (Basisposition) in Eingriff mit der zugeordneten Stufenkulisse bringbar ist. Das Eingriffspaar ist insbesondere so ausgebildet, dass das Verriegelungselement bei einer Verstellung des Abtriebsteils in der Antriebsrichtung des Antriebsteils in sukzessiven Eingriff mit den Kulissenführungen bringbar ist, wobei die Kulissenführungen bei eingreifendem Verriegelungselement jeweils eine Verstellung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung (Spätverstellung) hemmen und eine Verstellung in Antriebsrichtung (Frühverstellung) bis zum Erreichen der Verriegelungsdrehlage zulassen. Durch das wenigstens eine Eingriffspaar kann auf diese Weise eine stufenförmige Verrastung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung bis zum Erreichen der Verriegelungsdrehlage realisiert werden.The at least one pair of engagement is formed so that its locking element in a relative rotational position between the trailing in the drive direction Endrehlage (late position) and the locking rotational position (Base position) engageable with the associated stage backdrop is. The engagement pair is in particular designed so that the Locking element in an adjustment of the driven part in the drive direction of the drive part in successive engagement with the slide guides can be brought, the slide guides with engaging locking element in each case an adjustment of the driven part against the drive direction (retardation) inhibit and an adjustment in the drive direction (advance adjustment) allow until reaching the locking rotational position. By the At least one pair of engagement can in this way a step-shaped Locking of the driven part against the drive direction up to Reaching the locking rotational position can be realized.

Vorteilhaft ist eine Mehrzahl (zumindest zwei) Eingriffspaare in Umfangsrichtung verteilt angeordnet, die so ausgebildet sind, dass die Verriegelungsele mente bei relativen Drehlagen zwischen der in Antriebsrichtung nachlaufenden Endrehlage und der Verriegelungsdrehlage sukzessiv in Eingriff mit den zugehörigen Stufenkulissen bringbar sind. Die Eingriffspaare sind insbesondere so ausgebildet, dass die Verriegelungselemente bei einer Verstellung des Abtriebsteils in der Antriebsrichtung des Antriebsteils in sukzessiven Eingriff mit den Kulissenführungen bringbar sind, wobei die Kulissenführungen bei eingreifenden Verriegelungselementen jeweils eine Verstellung des Abtriebsteils in Spätverstellung hemmen und in Frühverstellung bis zum Erreichen der Verriegelungsdrehlage zulassen. Durch die Eingriffspaare kann auf diese Weise eine stufenförmige Verrastung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung bis zum Erreichen der Verriegelungsdrehlage realisiert werden.Advantageous is a plurality (at least two) engagement pairs in the circumferential direction arranged distributed, which are formed so that the Verriegelungsele elements at relative rotational positions between the trailing in the drive direction Endrehlage and the locking rotational position successively engaged with the associated stage scenes can be brought. The engagement pairs are in particular designed so that the locking elements at an adjustment of the driven part in the drive direction the drive part in successive engagement with the slide guides can be brought, the link guides in intervening Locking elements each one adjustment of the driven part inhibit in late adjustment and in advance allow until reaching the locking rotational position. By the Engagement pairs can in this way a step-shaped Locking of the driven part against the drive direction up to Reaching the locking rotational position can be realized.

Das Verriegelungselement kann durch einen Bewegungsmechanismus in Eingriff mit der zugeordneten Stufenkulisse bzw. den von diese geformten Kulissenführungen gebracht werden, beispielsweise indem es durch ein Federelement in axialer Richtung in die Stufenkulisse gedrückt wird und durch stirnseitige Beaufschlagung mit einem Druckmittel in seine Aufnahme zurückgedrängt werden kann.The Locking element can be engaged by a moving mechanism with the associated step link or the link guides formed by these brought by, for example, by a spring element is pressed in the axial direction in the step setting and by frontal loading with a pressure medium in his recording can be pushed back.

Durch die axiale Ausrichtung der Verriegelungselemente kann eine Beeinträchtigung des Eingriffs aufgrund von Fliehkraft beim synchronen Drehen des Antriebsteils mit der Kurbelwelle vermieden werden. Durch die Anordnung von Stufenkulissen mit zumindest zwei axial gestuften Führungskulissen kann eine relativ hohe Zahl von Raststufen bis zum Erreichen der Verriegelungsdrehlage mit einer relativ geringen Anzahl von Eingriffspaaren technisch einfach und preiswert realisiert werden.By the axial alignment of the locking elements can be detrimental the intervention due to centrifugal force during synchronous rotation of the Drive part can be avoided with the crankshaft. By the arrangement of stepped guideways with at least two axially stepped guide slots a relatively high number of latching steps until reaching the locking rotational position with a relatively small number of intervention pairs technically be realized easily and inexpensively.

Erfindungsgemäß kann es von Vorteil sein, wenn bei einer Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung die Verriegelungselemente sukzessiv in Eingriff mit der zugeordneten Stufenkulisse bzw. mit den ihnen jeweils axial nächstliegenden Kulissenführungen gelangen und anschließend, bei weiterer Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung, in Eingriff mit axial versetzten Kulissenführungen derselben Stufenkulisse gelangen. Beispielsweise können die Verriege lungselemente innerhalb der jeweils zugeordneten Stufenkulisse in einer selben Abfolge in Eingriff mit axial versetzten Kulissenführungen gelangen, wie sie bereits in Eingriff mit den jeweils zugeordneten Stufenkulissen gelangt sind. Die Kulissenführungen verschiedener Stufenkulissen, die eine selbe axiale Versetzung (bzw. einen selben axialen Abstand von den zugeordneten Verriegelungselementen) haben, können in einer selben axialen Ebene angeordnet sein.According to the invention it would be beneficial if at an adjustment of the stripping section in the drive direction, the locking elements successively engaged with the associated stage backdrop or with each of them axially get the closest link guides and subsequently, with further adjustment of the stripping section in the drive direction, in engagement with axially offset link guides get the same stage setting. For example, you can the Verriege elements within the respective assigned stage backdrop in a same sequence in engagement with axially offset slide guides as they already engage with their respective assigned Stufenkulissen have arrived. The slide tours of various Stufenkulissen, the same axial displacement (or a same axial distance from the associated locking elements), can be arranged in a same axial plane.

In besonders vorteilhafter Weise ist das wenigstens eine Eingriffspaar so ausgebildet, dass das Verriegelungselement, bei einer jeweiligen Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung um erste Drehwinkel, die kleiner sind als ein zweiter Drehwinkel, durch den das Abtriebsteil aufgrund von Wechselmomenten der Nockenwelle im Mittel verstellt wird, sukzessiv in die Kulissenführungen der zugeordneten Stufenkulisse greifen kann. Falls eine Mehrzahl Eingriffspaare angeordnet ist, sind diese so ausgebildet, dass die Verriegelungselemente bei einer jeweiligen Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung um erste Drehwinkel, die stets kleiner sind als ein zweiter Drehwinkel, durch den das Abtriebsteil aufgrund von Wechselmomenten der Nockenwelle im Mittel verstellt wird, sukzessiv in die Führungskulissen der jeweils zugeordneten Stufenkulissen greifen können. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Abtriebsteil alleinig aufgrund der von der Nockenwelle auf das Abtriebsteil übertragenen Wechselmomente über eine Mehrzahl von Raststufen in die Verriegelungsdrehlage gebracht und dort mit dem Antriebsteil drehfest verriegelt werden kann. Die ersten Drehwinkel, um welche das Antriebsteil in Antriebsrichtung jeweils verstellt wird, können zueinander gleich oder voneinander verschieden sein.In a particularly advantageous manner, the at least one pair of engagement is formed so that the locking element, at a respective adjustment of the driven part in the drive direction by first rotation angle, which are smaller than a second Drehwin kel, by means of which the output member is adjusted due to alternating torques of the camshaft on the average, can successively engage in the slotted guides of the associated stage backdrop. If a plurality of pairs of engagement is arranged, these are designed so that the locking elements are displaced by a respective rotation of the driven part in the drive direction by first rotation angle, which are always smaller than a second rotation angle by which the output part due to alternating torques of the camshaft, can successively engage in the management scenes of the respective assigned stage scenes. This can be achieved in an advantageous manner that the output part can be brought solely on the basis of the transmitted from the camshaft to the output part alternating torques over a plurality of detent stages in the locking rotational position and there rotatably locked with the drive member. The first rotational angle by which the drive member is respectively adjusted in the drive direction, may be the same or different from each other.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers liegt ein maximaler erster Drehwinkel in einem Bereich von 1 bis 5°. Vorzugsweise beträgt der erste Drehwinkel maximal 4°. Besonders bevorzugt beträgt der erste Drehwinkel maximal 2,5°.at a further advantageous embodiment of the invention Camshaft adjuster is a maximum first angle of rotation in a range of 1 to 5 °. Preferably the first rotation angle maximum 4 °. Particularly preferred is the first turning angle 2.5 ° max.

Werden die Eingriffspaare in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet, kann in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass Unwucht im synchron mit der Kurbelwelle gedrehten Nockenwellenversteller erzeugt wird.Become the engagement pairs in the circumferential direction uniform arranged distributed, can be avoided in an advantageous manner that imbalance in synchronously with the crankshaft rotated camshaft adjuster is produced.

In dem erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller kann eine drehfeste Verriegelung von An- und Abtriebsteil in Verriegelungsdrehlage auch durch ein einzelnes Eingriffspaar erfolgen, dass ein im An- oder Abtriebsteil aufgenommenes Verriegelungselement und eine im entsprechend anderen Teil geformte Verriegelungskulisse umfasst, wobei das Eingriffspaar so ausgebildet ist, dass das Verriegelungselement in formschlüssigen Eingriff mit der zugeordneten Verriegelungskulisse bringbar ist.In the camshaft adjuster according to the invention can a non-rotatable locking of driving and driven part in locking rotational position also be done by a single pair of engagement, that in the on or Stripping member received locking element and in accordance with the other part formed locking link, wherein the engagement pair is formed so that the locking element in positive Engagement with the associated locking link can be brought.

In dem erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller kann eine drehfeste Verriegelung von An- und Abtriebsteil in Verriegelungsdrehlage auch durch zwei Eingriffspaare erfolgen, welche jeweils ein im An- oder Abtriebsteil aufgenommenes Verriegelungselement und eine im entsprechend anderen Teil geformte Verriegelungskulisse umfassen, wobei in einem Eingriffspaar das Verriegelungselement so in Eingriff mit seiner zugeordneten Verriegelungskulisse bringbar ist, dass eine Verstellung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung gehemmt ist, und wobei im anderen Eingriffspaar das Verriegelungselement so in Eingriff mit seiner zugeordneten Verriegelungskulisse bringbar ist, dass eine Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung gehemmt ist. Bei den Verriegelungskulissen kann es sich insbesondere um Stufenkulissen handeln.In the camshaft adjuster according to the invention can a non-rotatable locking of driving and driven part in locking rotational position also by two intervention pairs, each of which or driven part received locking element and a in according to other part comprise shaped locking link, wherein in a pair of engagement, the locking element is engaged can be brought with its associated locking link that an adjustment of the driven part against the drive direction is inhibited, and wherein in the other pair of engagement the locking element so engageable with its associated locking link is that an adjustment of the driven part in the drive direction is inhibited. In particular, the locking latches can to act stage steps.

Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller ist vorzugsweise in Form eines Flügelzellenverstellers ausgebildet, wobei insbesondere bevorzugt bei jedem Eingriffspaar der Riegel im Rotor aufgenommen und die Riegelkulisse im Stator, beispielsweise in einer axialen Seiten- bzw. Deckplatte, geformt ist.Of the Camshaft adjuster according to the invention is preferably formed in the form of a vane cell, wherein In particular, in each pair of engagement, the bolt in the rotor is preferred recorded and the bolt backdrop in the stator, for example in a axial side or cover plate is formed.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Brennkraftmaschine, die mit wenigstens einem wie oben beschriebenen Nockenwellenversteller ausgerüstet ist.The Invention further extends to an internal combustion engine, equipped with at least one camshaft adjuster as described above is.

Darüber hinaus erstreckt sich die Erfindung auf ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, die mit wenigstens einem wie oben beschriebenen Nockenwellenversteller ausgerüstet ist.About that In addition, the invention extends to a motor vehicle with a Internal combustion engine with at least one camshaft adjuster as described above equipped.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Gleiche bzw. gleich wirkende Elemente sind in den Zeichnungen mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings is taken. Same or equivalent elements are in the Drawings with the same reference numbers. Show it:

1 in einer schematischen perspektivischen Frontalansicht einen erfindungsgemäßen Flügelzellenversteller mit einem in Spätstellung befindlichen Rotor; 1 in a schematic perspective front view of a Flügelzellenversteller invention with a rotor in late position;

2–8 in weiteren schematischen perspektivischen Frontalansichten den Flügelzellenversteller von 1, wobei der Rotor bezüglich der in 1 gezeigten Spätstellung jeweils um einen gleichen Drehwinkel in Richtung Mittenstellung verstellt wurde; 2 - 8th in further schematic perspective frontal views of the Flügelzellenversteller of 1 , wherein the rotor with respect to the in 1 shown late position was adjusted in each case by a same angle of rotation towards the center position;

9 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Positionen der Verriegelungselemente in der in 1 gezeigten Spätstellung des Rotors. 9 a schematic sectional view illustrating the positions of the locking elements in the in 1 shown late position of the rotor.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

Unter Bezugnahme auf 1 bis 9 wird nun ein auf dem Rotationskolbenprinzip basierender hydraulischer Flügelzellenversteller 1 beschrieben. In den 1 bis 8 ist der Flügelzellenversteller 1 in einer Frontansicht entlang der Axialenrichtung gezeigt.With reference to 1 to 9 now becomes a rotary vane-based hydraulic vane-type adjuster 1 described. In the 1 to 8th is the vane cell adjuster 1 shown in a front view along the axial direction.

Demnach umfasst der Flügelzellenversteller 1 als Antriebsteil einen mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle über ein Kettenrad 4 in Antriebsverbindung ste henden Außenrotor bzw. Stator 2 und als Abtriebsteil einen in einem zentralen Hohlraum des Stators 2 konzentrisch angeordneten Innenrotor bzw. Rotor 3, der beispielsweise mittels einer Schraubenverbindung drehfest mit einer (nicht dargestellten) Nockenwelle an deren Stirnseite angebracht ist. Der Stator 2 kann synchron mit der Kurbelwelle im Uhrzeigersinn gedreht werden, wodurch die Antriebsrichtung der Nockenwelle festgelegt ist.Accordingly, the vane cell adjuster comprises 1 as a driving part with a not shown Crankshaft over a sprocket 4 in drive connection ste existing outer rotor or stator 2 and as a driven part in a central cavity of the stator 2 concentrically arranged inner rotor or rotor 3 For example, by means of a screw connection rotatably mounted with a camshaft (not shown) at its end face. The stator 2 can be rotated in synchronism with the crankshaft clockwise, whereby the drive direction of the camshaft is fixed.

Der Stator 2 formt mit seiner inneren Umfangsfläche 7 mehrere radiale Ausnehmungen 5, die jeweils von radialen Seitenwänden begrenzt sind, von denen in den Figuren lediglich eine in Antriebsrichtung nachlaufende Seitenwand 6 zu erkennen ist. Der Stator 2 ist über seine innere Umfangsfläche 7, welche einer Außenmantelfläche 8 des Rotors 3 anliegt, drehbar auf dem Rotor 3 gelagert. Die radialen Ausnehmungen 5 des Stators 2 formen zusammen mit der Außenmantelfläche 8 des Rotors 3 und zwei axialen Dichtflächen, welche weiter unten näher erläutert werden, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete hydraulische Arbeitsräume (hier beispielsweise vier Arbeitsräume). Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass eine größere oder kleinere Anzahl von Arbeitsräumen möglich ist.The stator 2 shapes with its inner peripheral surface 7 several radial recesses 5 , which are each bounded by radial side walls, of which in the figures, only one in the drive direction trailing side wall 6 can be seen. The stator 2 is over its inner peripheral surface 7 , which an outer circumferential surface 8th of the rotor 3 abuts, rotatable on the rotor 3 stored. The radial recesses 5 of the stator 2 mold together with the outer surface 8th of the rotor 3 and two axial sealing surfaces, which are explained in more detail below, evenly distributed in the circumferential direction arranged hydraulic work spaces (here, for example, four work spaces). Merely for the sake of completeness it should be mentioned that a larger or smaller number of workspaces is possible.

In jede radiale Ausnehmung 5 bzw. Arbeitsraum ragt, ausgehend vom Rotor 3, radial auswärts ein Flügel 9, wodurch die Arbeitsräume jeweils in ein Paar gegeneinander wirkender Druckkammern 10, 11 geteilt werden. Bezogen auf die Drehrichtung des Stators 2 sind dies eine vorlaufende erste Druckkammer 10 (”Druckkammer A”) und eine nachlaufende zweite Druckkammer 11 (”Druckkammer B”).In every radial recess 5 or working space protrudes, starting from the rotor 3 , radially outward one wing 9 , whereby the work spaces each in a pair of opposing pressure chambers 10 . 11 to be shared. Relative to the direction of rotation of the stator 2 These are a leading first pressure chamber 10 ("Pressure chamber A") and a trailing second pressure chamber 11 ("Pressure chamber B").

Die Flügel 9 sind jeweils in Axialnuten 12 aufgenommen, die in der Außenmantelfläche 8 des Rotors 3 geformt sind. Am Nutgrund der Axialnuten können radial auswärts belastende Federelemente angeordnet sein, wodurch bewirkt wird, dass die Flügel 9 der Umfangsfläche 7 des Stators 3 dichtend anliegen. Gleichermaßen wäre es auch möglich, die Flügel 9 einteilig mit dem Rotor 3 auszubilden.The wings 9 are each in axial grooves 12 taken up in the outer circumferential surface 8th of the rotor 3 are shaped. At the groove bottom of the axial grooves radially outwardly loading spring elements can be arranged, thereby causing the wings 9 the peripheral surface 7 of the stator 3 lie sealingly. Similarly, it would also be possible to use the wings 9 in one piece with the rotor 3 train.

Der Stator 2 formt ein den Rotor 3 druckdicht kapselndes Gehäuse mit zwei axialen Seiten- bzw. Dichtplatten, nämlich eine von der Nockenwelle weiter entfernte Dichtplatte 13 mit einer der Nockenwelle zugewandten Dichtfläche 14 und eine der Nockenwelle näheren Dichtplatte mit einer von der Nockenwelle abgewandten Dichtfläche, wobei letztere in den Figuren nicht erkennbar ist. Durch die beiden Dichtflächen werden die Druckkammern 10, 11 in axialer Richtung druckdicht verschlossen. In den 1 bis 8 ist die Dichtplatte 13 jeweils mit einer Durchbrechung versehen, um die dahinter liegenden Strukturen erkennbar zu machen.The stator 2 molds the rotor 3 pressure-tight encapsulating housing with two axial side or sealing plates, namely a further from the camshaft sealing plate 13 with a camshaft facing sealing surface 14 and a closer to the camshaft sealing plate with a facing away from the camshaft sealing surface, the latter is not visible in the figures. Through the two sealing surfaces, the pressure chambers 10 . 11 sealed pressure-tight in the axial direction. In the 1 to 8th is the sealing plate 13 each provided with an opening in order to make the underlying structures recognizable.

In die beiden Druckkammern 10, 11 münden jeweils nicht dargestellte Druckmittelleitungen, durch welche Druckmittel (z. B. Hydrauliköl) den Druckkammern zugeführt oder von diesen abgeleitet werden kann. Durch gezielte Beaufschlagung mit Druckmittel kann zwischen jedem Druckkammerpaar 10, 11 ein Druckgefälle aufgebaut werden, wodurch ein Verschwenken der Flügel 9 und somit eine Änderung der relativen Drehlage (Phasenlage) des Rotors 3 zum Stator 2 bewirkt wird.In the two pressure chambers 10 . 11 open respectively not shown pressure medium lines through which pressure medium (eg., Hydraulic oil) can be supplied to the pressure chambers or derived from these. By targeted application of pressure medium can between each pair of pressure chambers 10 . 11 a pressure gradient can be built, causing a pivoting of the wings 9 and thus a change in the relative rotational position (phase angle) of the rotor 3 to the stator 2 is effected.

Die beiden radialen Seitenwände eines jeden Arbeitsraums bilden jeweils einen Endanschlag für den in die Ausnehmung 5 ragenden Flügel 9. Bezogen auf die Antriebsrichtung von Stator 2 bzw. Nockenwelle befindet sich der Rotor 3 in Spätstellung, falls die Flügel 9 jeweils der in Antriebsrichtung nachlaufenden radialen Seitenwand 6 anliegen. Andererseits befindet sich der Rotor 3 in Frühstellung, falls die Flügel 9 jeweils der gegenüberliegenden radialen Seitenwand anliegen. Durch die beiden Endanschläge ist ein maximal möglicher Verstellwinkel des Rotors 3 zum Stator 2 gegeben. Obgleich dies nicht dargestellt ist, kann gleichermaßen durch eine spezielle Drehwinkelbegrenzungseinrichtung ein maximal möglicher Verstellwinkel des Rotors 3 vorgegeben sein, beispielsweise um bei einem aus Blech gefertigten Stator ein Anschlagen der Flügel an den radialen Seitenwänden zu vermeiden.The two radial side walls of each working space each form an end stop for the in the recess 5 protruding wings 9 , Related to the drive direction of Stator 2 or camshaft is the rotor 3 in late position, in case the wings 9 in each case the trailing in the drive direction radial side wall 6 issue. On the other hand, there is the rotor 3 in the early position, if the wings 9 each rest against the opposite radial side wall. By the two end stops is a maximum possible adjustment angle of the rotor 3 to the stator 2 given. Although not shown, a maximum possible displacement angle of the rotor can likewise be achieved by a special rotation angle limiting device 3 be predetermined, for example, to avoid striking the wings on the radial side walls in a stator made of sheet metal.

Um zu vermeiden, dass bei einer ungenügenden Druckmittelversorgung während des Betriebs der Brennkraftmaschine an der Nockenwelle auftretende Wechselmomente auf den Rotor 3 übertragen werden, kann der Rotor 3 durch eine Verriegelungseinrichtung mit dem Stator 2 in Basisposition drehfest verriegelt werden. Als Basisposition ist hier beispielhaft die Mittenstellung dargestellt und erläutert, jedoch wäre es gleichermaßen möglich, den Rotor 3 in einer hiervon verschiedenen Phasenlage drehfest zu verriegeln.In order to avoid that with an insufficient supply of pressure medium occurring during operation of the internal combustion engine at the camshaft alternating moments on the rotor 3 can be transferred, the rotor 3 by a locking device with the stator 2 locked in basic position rotatably. As the base position, the center position is shown and explained here by way of example, but it would equally be possible to use the rotor 3 rotatably lock in one of these different phase position.

Wie insbesondere 9 entnommen werden kann, umfasst die Verriegelungseinrichtung fünf in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete axiale Riegel 16–20, die jeweils in einer axialen Ausnehmung 32 im Rotor 3 aufgenommen sind. In den axialen Ausnehmungen 32 ist jeweils ein Federelement 15 aufgenommen, durch das die Riegel 16–20 in Richtung zur nockenwellenzugewandten Dichtfläche 14 gedrängt werden.In particular 9 can be removed, the locking device comprises five circumferentially evenly distributed axially arranged latch 16 - 20 , each in an axial recess 32 in the rotor 3 are included. In the axial recesses 32 is each a spring element 15 picked up by the bars 16 - 20 in the direction of the camshaft-facing sealing surface 14 be urged.

Die Riegel 16–20 können, je nach Phasenlage des Rotors 3, in eine zugehörige Riegelkulisse 21–25 greifen, welche durch die von der Nockenwelle weiter entfernte erste Dichtplatte 13 in deren Dichtfläche 14 geformt sind.The bars 16 - 20 can, depending on the phase angle of the rotor 3 , in an associated bar scenery 21 - 25 which pass through the first sealing plate farther from the camshaft 13 in their sealing surface 14 are shaped.

In den 1 bis 8 ist die Dichtplatte 13 jeweils durchscheinend dargestellt, so dass die Riegelkulissen 21–25 und die dahinter befindlichen Riegel 16–20 erkennbar sind.In the 1 to 8th is the sealing plate 13 each represented translucently, so that the Rie gelkulissen 21 - 25 and the bars behind it 16 - 20 are recognizable.

Die Riegel 16–20 können stirnseitig hydraulisch beaufschlagt werden, wodurch sie, entgegen der Federkraft der jeweiligen Federelemente 15, in ihre axialen Ausnehmungen 32 im Rotor 3 zurückgedrängt werden können. Zu diesem Zweck mündet in jede Riegelkulisse 21–25 jeweils eine Druckmittelleitung zur Versorgung mit Druckmittel, was in den Figuren nicht näher dargestellt ist. Die Riegelkulissen 21–25 können unabhängig von den Druckkammern A oder Druckkammern B mit Druckmittel gespeist werden können.The bars 16 - 20 can be applied to the front side hydraulically, whereby they, against the spring force of the respective spring elements 15 , in their axial recesses 32 in the rotor 3 can be pushed back. For this purpose flows into every bar scenery 21 - 25 in each case a pressure medium line for the supply of pressure medium, which is not shown in more detail in the figures. The bolt gates 21 - 25 can be fed independently of the pressure chambers A or pressure chambers B with pressure medium.

Einem ersten Riegel 16, einem zweiten Riegel 17 und einem dritten Riegel 18 sind eine erste Riegelkulisse 21, eine zweite Riegelkulisse 22 bzw. eine dritte Riegelkulisse 23 zugeordnet. Die erste, zweite und dritte Riegelkulisse 21–23 sind als Stufenkulissen mit jeweils zwei Kulissenführungen ausgebildet. So um fasst die erste Riegelkulisse 21 eine erste und zweite Kulissenführung 26, 27, die zweite Riegelkulisse 22 eine dritte und vierte Kulissenführung 28, 29 und die dritte Riegelkulisse 23 eine fünfte und sechste Kulissenführung 30, 31. Die beiden Kulissenführungen einer jeden Stufenkulisse sind axial gestuft ausgebildet, wobei sie bezüglich der Antriebsrichtung des Stators 2 in einer absteigenden Terrassenanordnung (Treppenanordnung) gestaffelt angeordnet sind. Die beiden Kulissenführungen einer Stufenkulisse sind, bezogen auf die Dichtfläche 14 der Dichtplatte 13 (bzw. bezogen auf eine zur Dichtfläche 14 parallele Referenzfläche) so angeordnet, dass sie längs der Antriebsrichtung des Stators 2 eine zunehmende axiale Tiefe (axialen Versatz) aufweisen.A first bar 16 a second bar 17 and a third bar 18 are a first bar scenery 21 , a second bar scenery 22 or a third bar gate 23 assigned. The first, second and third bar scenery 21 - 23 are designed as stepped scenes with two slide guides. This is how the first bar setting comes to fruition 21 a first and second slide tour 26 . 27 , the second bar gate 22 a third and fourth slide tour 28 . 29 and the third bar gate 23 a fifth and sixth slide tour 30 . 31 , The two slotted guides of each stage link are axially stepped, with respect to the drive direction of the stator 2 arranged staggered in a descending terrace arrangement (stairway arrangement). The two slotted guides of a stepped slide are based on the sealing surface 14 the sealing plate 13 (or relative to a sealing surface 14 parallel reference surface) arranged so that they are along the drive direction of the stator 2 have an increasing axial depth (axial offset).

Jede Stufenkulisse weist eine die beiden Kulissenführungen in Umfangsrichtung voneinander trennende axiale Stufe (Kante) auf. So sind die erste und zweite Kulissenführung 26, 27 der ersten Riegelkulisse 21 durch eine erste Stufe 33, die dritte und vierte Kulissenführung 28, 29 der zweiten Riegelkulisse 22 durch eine zweite Stufe 34 und die fünfte und sechste Kulissenführung 30, 31 der dritten Riegelkulisse 23 durch eine dritte Stufe 235 voneinander getrennt. Die vierte und fünfte Riegelkulisse 24, 25 sind nicht als Stufenkulisse ausgebildet.Each step link has a two stage guides in the circumferential direction of each other separating axial step (edge). So are the first and second slide guide 26 . 27 the first bar gate 21 through a first step 33 , the third and fourth scenes 28 . 29 the second bar scenery 22 through a second stage 34 and the fifth and sixth slide tour 30 . 31 the third bar gate 23 through a third step 235 separated from each other. The fourth and fifth bar gate 24 . 25 are not designed as a stepping frame.

Die Kulissenführungen mit einem jeweils gleichen axialen Versatz, das heißt, die erste Kulissenführung 26, die dritte Kulissenführung 28 und die fünfte Kulissenführung 30 bzw. die zweite Kulissenführung 27, die vierte Kulissenführung 29 und die sechste Kulissenführung 31, sind jeweils in einer selben axialen Ebene geformt.The link guides with a same axial offset, that is, the first link guide 26 , the third slide tour 28 and the fifth slide tour 30 or the second link guide 27 , the fourth slide tour 29 and the sixth slide tour 31 are each formed in a same axial plane.

Die fünf Eingriffspaare sind so ausgebildet und angeordnet, dass die fünf Riegel 16–20 bei einer Phasenlage des Rotors 3 zwischen der Spätstellung und der Mittenstellung jeweils in Eingriff mit der zugeordneten Riegelkulisse gebracht werden können.The five engagement pairs are designed and arranged such that the five latches 16 - 20 at a phase angle of the rotor 3 between the late position and the center position can be brought into engagement with the associated bolt backdrop.

In 1 und 9 ist eine Situation dargestellt, in der sich der Rotor 3 in Spätstellung befindet, in der die Flügel 9 jeweils der radialen Seitenwand 6 anliegen. In dieser Phasenlage des Rotors 3 greift lediglich der vierte Riegel 19 in die zugehörige vierte Riegelkulisse 24. Die vierte Riegelkulisse 24 ist so ausgebildet, dass sie eine Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung ermöglicht.In 1 and 9 is shown a situation in which the rotor 3 in late position, in which the wings 9 each of the radial side wall 6 issue. In this phase position of the rotor 3 only the fourth bar engages 19 in the associated fourth bar scenery 24 , The fourth bar gate 24 is designed to advance the rotor 3 up to the center position allows.

Kann die Basisposition (Mittenstellung) des Rotors 3 beim Stoppen der Brennkraftmaschine nicht regeltechnisch eingenommen werden, kann durch die Verriegelungseinrichtung 1 im Zusammenwirken mit den auf die Nockenwelle übertragenen Wechselmomenten eine Frühverstellung des Rotors 3 bis zur Mittenstellung und eine drehfeste Verriegelung von Rotor 3 und Stator 2 in Mittenstellung erreicht werden, wie im Weiteren näher erläutert wird.Can the base position (center position) of the rotor 3 can not be taken control technology when stopping the engine, can by the locking device 1 in conjunction with the transmitted to the camshaft alternating torques an advance of the rotor 3 to the center position and a non-rotatable locking of the rotor 3 and stator 2 be achieved in the middle position, as will be explained in more detail below.

Bei ungenügender Druckmittelversorgung werden von der Nockenwelle Wechselmomente auf den Rotor 3 übertragen, die dazu führen, dass der Rotor 3 um einen für eine bestimmte Brennkraftmaschine typischen mittleren zweiten Drehwinkel jeweils in den beiden Drehrichtungen hin und her schwingt. Ausgehend von der in 1 gezeigten Spätstellung wird der Rotor 3 um den mittleren zweiten Drehwinkel frühverstellt und rastet hierbei jeweils in verschiedenen Raststufen ein, von denen aus er jeweils wieder um den zweiten Drehwinkel frühverstellt werden kann.If there is insufficient pressure medium supply, alternating torques are applied to the rotor by the camshaft 3 transferred, which cause the rotor 3 about a typical second internal rotation angle for a particular internal combustion engine oscillates back and forth in the two directions of rotation. Starting from the in 1 shown late position is the rotor 3 advanced to the mean second angle of rotation and engages in each case in different locking stages, from which he can be advanced each time again by the second angle of rotation.

Der erste Riegel 16 und die erste Kulissenführung 26 sind so ausgebildet, dass der erste Riegel 16, ausgehend von der in 1 gezeigten Spätstellung, bereits bei einer Verstellung des Rotors 3 um einen ersten Drehwinkel, der kleiner ist als der mittlere zweite Drehwinkel, in die erste Kulissenführung 26 greifen kann. Die erste Kulissenführung 26 ist so geformt, dass sie eine Spätverstellung des Rotors 3 durch Anschlag des ersten Riegels 16 an der Kulissenwand verhindert, sich jedoch andererseits so in Umfangsrichtung erstreckt, dass sie eine Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung zulässt. Von dieser im Weiteren als ”erste Zwischenstellung” bezeichneten Phasenlage aus ist lediglich eine weitere Frühverstellung des Rotors 3 möglich. Da der erste Drehwinkel kleiner ist als der mittlere zweite Drehwinkel, kann stets gewährleistet werden, dass ein in Spätstellung befindlicher Rotor 3 bei ungenügender Druckmittelversorgung durch die Wechselmomente der Nockenwelle so weit verstellt wird, dass der erste Riegel 16 in die erste Riegelkulisse 21 greifen kann. In 2 ist eine Situation dargestellt, bei der die Phasenlage des Rotors 3 von der Spatstellung um den ersten Drehwinkel in die erste Zwischenstellung verstellt wurde. Der in die erste Kulissenführung 26 greifende erste Riegel 16 ist in 2 durch einen Kreis zusätzlich kenntlich gemacht.The first bar 16 and the first slide tour 26 are designed so that the first latch 16 , starting from the in 1 shown late position, already at an adjustment of the rotor 3 by a first angle of rotation, which is smaller than the average second angle of rotation, in the first slide guide 26 can grab. The first slide tour 26 is shaped so that it retards the rotor 3 by stop of the first bolt 16 on the other hand, but on the other hand extends in the circumferential direction so that it provides an advance of the rotor 3 up to the center position permits. From this hereinafter referred to as "first intermediate position" phase position is only another advance of the rotor 3 possible. Since the first angle of rotation is smaller than the average second angle of rotation, it can always be ensured that a late-position rotor 3 is adjusted to an insufficient supply of pressure medium by the alternating torques of the camshaft so far that the first bolt 16 in the first bar scenery 21 can grab. In 2 is shown a situation in which the phase angle of the rotor 3 was adjusted from the Spatstellung by the first rotation angle in the first intermediate position. The first in the Kulissenfüh tion 26 gripping first bars 16 is in 2 additionally indicated by a circle.

Eine weitere Übertragung von Wechselmomenten auf den Rotor 3 führt dazu, dass der Rotor, nun ausgehend von der ersten Zwischenstellung, um den mittleren zweiten Drehwinkel in Richtung Mittenverstellung verstellt wird. Der zweite Riegel 17 und die zweite Riegelkulisse 22 sind so ausgebildet, dass der zweite Riegel 17 bereits bei einer Verstellung der Phasenlage des Rotors 3 um denselben ersten Drehwinkel in die dritte Kulissenführung 28 der zweiten Riegelkulisse 22 greifen kann. Die dritte Kulissenführung 28 hemmt durch Anschlag des zweiten Riegels 17 an der Kulissenwand eine Spätverstellung des Rotors 3 und erstreckt sich andererseits so in Umfangsrichtung, dass sie eine Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung zulässt. In 3 ist eine Situation dargestellt, bei der die Phasenlage des Rotors 3 von der ersten Zwischenstellung um den ersten Drehwinkel in eine im Weiteren als ”zweite Zwischenstellung” bezeichnete Phasenlage verstellt wurde, wobei der in die dritte Kulissenführung 28 greifende zweite Riegel 17 in 3 durch einen Kreis zusätzlich kenntlich gemacht ist.Another transmission of alternating torques to the rotor 3 causes the rotor, now starting from the first intermediate position, to be adjusted by the middle second angle of rotation in the direction of central adjustment. The second bar 17 and the second bar gate 22 are designed so that the second bolt 17 already at an adjustment of the phase angle of the rotor 3 by the same first angle of rotation in the third slide guide 28 the second bar scenery 22 can grab. The third slide tour 28 inhibits by stop of the second bolt 17 on the backdrop wall a retardation of the rotor 3 and on the other hand extends circumferentially so as to advance the rotor 3 up to the center position permits. In 3 is shown a situation in which the phase angle of the rotor 3 was adjusted from the first intermediate position by the first rotation angle in a hereinafter referred to as "second intermediate position" phase position, wherein in the third slotted guide 28 gripping second bolt 17 in 3 additionally indicated by a circle.

In entsprechender Weise führt eine weitere Übertragung von Wechselmomenten auf den Rotor 3 dazu, dass der Rotor 3, nun ausgehend von der zweiten Zwischenstellung, um denselben mittleren zweiten Drehwinkel in Richtung Mittenverstellung verstellt wird. Der dritte Riegel 18 und die dritte Riegelkulisse 23 sind so ausgebildet, dass der dritte Riegel 18 bereits bei einer Verstellung der Phasenlage des Rotors 3 um denselben ersten Drehwinkel in die fünfte Kulissenführung 30 der dritten Riegelkulisse 23 greifen kann. Die fünfte Kulissenführung 30 hemmt durch Anschlag des dritten Riegels 18 an der Kulissenwand eine Spätverstellung des Rotors 3 und erstreckt sich andererseits so in Umfangsrichtung, dass sie eine Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung zulässt. In 4 ist eine Situation dargestellt, bei der die Phasenlage des Rotors 3 von der zweiten Zwischenstellung um den ersten Drehwinkel in eine im Weiteren als ”dritte Zwischenstellung” bezeichnete Phasenlage verstellt wurde, wobei der in die fünfte Kulissenführung 30 einrastende dritte Riegel 18 ist in 4 durch einen Kreis zusätzlich kenntlich gemacht ist.Correspondingly, a further transmission of alternating torques leads to the rotor 3 to that the rotor 3 , Now starting from the second intermediate position, by the same middle second angle of rotation is moved in the direction of center adjustment. The third bar 18 and the third bar gate 23 are designed so that the third bolt 18 already at an adjustment of the phase angle of the rotor 3 by the same first angle of rotation in the fifth slide guide 30 the third bar gate 23 can grab. The fifth slide tour 30 inhibits by attack of the third bolt 18 on the backdrop wall a retardation of the rotor 3 and on the other hand extends circumferentially so as to advance the rotor 3 up to the center position permits. In 4 is shown a situation in which the phase angle of the rotor 3 was adjusted from the second intermediate position by the first rotation angle in a hereinafter referred to as "third intermediate position" phase position, wherein in the fifth slide guide 30 latching third latch 18 is in 4 additionally indicated by a circle.

4 stellt eine Situation dar, bei der die ersten bis dritten Riegel 16–18 durch Verstellung des Rotors 3 in Antriebsrichtung jeweils in Eingriff mit der axial nächstliegenden Kulissenführung der zugeordneten Riegelkulisse gebracht wurden. Bei einer weiteren Verstellung des Rotors 3 in Antriebsrichtung werden diese Riegel in entsprechender Abfolge in Eingriff mit der jeweils axial tiefer versetzten Kulissenführung gebracht. 4 represents a situation where the first to third bars 16 - 18 by adjusting the rotor 3 were brought in the drive direction respectively in engagement with the axially closest link guide of the associated bolt backdrop. In a further adjustment of the rotor 3 in the drive direction, these bars are brought in a corresponding sequence in engagement with the axially deeper staggered link guide.

Nun ausgehend von der dritten Zwischenstellung wird der Rotor 3 durch die Nockenwellenwechselmomente um den zweiten Drehwinkel frühverstellt. Der erste Riegel 16 und die zweite Kulissenführung 27 der ersten Riegelkulisse 21 sind so ausgebildet, dass der erste Riegel 16 bereits bei einer Verstellung der Phasenlage des Rotors 3 um denselben ersten Drehwinkel in die zweite Kulissenführung 27 der ersten Riegelkulisse 21 greifen kann. Die zweite Kulissenführung 27 hemmt durch Anschlag des ersten Riegels 16 an der ersten Stufe 33 eine Spätverstellung des Rotors 3 und erstreckt sich andererseits so in Umfangsrichtung, dass sie eine Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung zulässt. In 5 ist eine Situation dargestellt, bei der die Phasenlage des Rotors 3 von der dritten Zwischenstellung um den ersten Drehwinkel in eine im Weiteren als ”vierte Zwischenstellung” bezeichnete Phasenlage verstellt wurde. Der in die zweite Kulissenführung 27 greifende erste Riegel 16 ist in 5 durch einen Kreis zusätzlich kenntlich gemacht.Now starting from the third intermediate position, the rotor 3 advanced by the camshaft alternating torques about the second angle of rotation. The first bar 16 and the second slide tour 27 the first bar gate 21 are designed so that the first latch 16 already at an adjustment of the phase angle of the rotor 3 by the same first angle of rotation in the second link guide 27 the first bar gate 21 can grab. The second slide tour 27 inhibits by stop of the first bolt 16 at the first stage 33 a retardation of the rotor 3 and on the other hand extends circumferentially so as to advance the rotor 3 up to the center position permits. In 5 is shown a situation in which the phase angle of the rotor 3 was adjusted from the third intermediate position by the first rotation angle in a hereinafter referred to as "fourth intermediate position" phase position. The in the second slide guide 27 gripping first bars 16 is in 5 additionally indicated by a circle.

Gleichermaßen führt eine weitere Übertragung von Wechselmomenten auf den Rotor 3 dazu, dass der Rotor, nun ausgehend von der vierten Zwischenstellung, um den zweiten Drehwinkel in Richtung Mittenverstellung verstellt wird. Der zweite Riegel 17 und die vierte Kulissenführung 29 der zweiten Riegelkulisse 22 sind so ausgebildet, dass der zweite Riegel 17 bereits bei einer Verstellung der Phasenlage des Rotors 3 um denselben ersten Drehwinkel in die vierte Kulis senführung 29 der zweiten Riegelkulisse 22 greifen kann. Die vierte Kulissenführung 29 hemmt durch Anschlag des zweiten Riegels 17 an der zweiten Stufe 34 eine Spätverstellung des Rotors 3 und erstreckt sich andererseits so in Umfangsrichtung, dass sie eine Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung zulässt. In 6 ist eine Situation dargestellt, bei der die Phasenlage des Rotors 3 von der vierten Zwischenstellung um den ersten Drehwinkel in eine im Weiteren als ”fünfte Zwischenstellung” bezeichnete Phasenlage verstellt wurde. Der in die vierte Kulissenführung 29 greifende zweite Riegel 17 ist in 6 durch einen Kreis zusätzlich kenntlich gemacht.Likewise, a further transfer of alternating torques leads to the rotor 3 in that the rotor, now starting from the fourth intermediate position, is adjusted by the second angle of rotation in the direction of central adjustment. The second bar 17 and the fourth link guide 29 the second bar scenery 22 are designed so that the second bolt 17 already at an adjustment of the phase angle of the rotor 3 senführung by the same first angle of rotation in the fourth pens 29 the second bar scenery 22 can grab. The fourth link guide 29 inhibits by stop of the second bolt 17 at the second stage 34 a retardation of the rotor 3 and on the other hand extends circumferentially so as to advance the rotor 3 up to the center position permits. In 6 is shown a situation in which the phase angle of the rotor 3 was adjusted from the fourth intermediate position by the first angle of rotation in a hereinafter referred to as "fifth intermediate position" phase position. The in the fourth link guide 29 gripping second bolt 17 is in 6 additionally indicated by a circle.

Wie in 7 gezeigt ist, führt eine weitere Übertragung von Wechselmomenten auf den Rotor 3 dazu, dass der Rotor, nun ausgehend von der fünften Zwischenstellung, um den zweiten Drehwinkel in Richtung Mittenverstellung verstellt wird. Der dritte Riegel 18 und die sechste Kulissenführung 31 der dritten Riegelkulisse 28 sind so ausgebildet, dass der dritte Riegel 18 bereits bei einer Verstellung der Phasenlage des Rotors 3 um den ersten Drehwinkel in die sechste Kulissenführung 31 der dritten Riegelkulisse 23 greifen kann. Die sechste Kulissenführung 31 hemmt durch Anschlag des dritten Riegels 18 an der dritten Stufe 35 eine Spätverstellung des Rotors 3, erstreckt sich andererseits aber so in Umfangsrichtung, dass sie eine Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung zulässt. In 7 ist eine Situation dargestellt, bei der die Phasenlage des Rotors 3 von der vierten Zwischenstellung um den ersten Drehwinkel in eine im Weiteren als ”sechste Zwischenstellung” bezeichnete Phasenlage verstellt wurde. Der in die sechste Kulissenführung 31 greifende dritte Riegel 18 ist in 7 durch einen Kreis zusätzlich kenntlich gemacht.As in 7 is shown, performs a further transmission of alternating torques on the rotor 3 in that the rotor, now starting from the fifth intermediate position, is adjusted by the second angle of rotation in the direction of central adjustment. The third bar 18 and the sixth slide tour 31 the third bar gate 28 are designed so that the third bolt 18 already at an adjustment of the phase angle of the rotor 3 around the first angle of rotation in the sixth slide guide 31 the third bar gate 23 can grab. The sixth slide tour 31 inhibits by attack of the third bolt 18 at the third stage 35 a retardation of the rotor 3 but extends on the other hand so in the circumferential direction tion that they are advancing the rotor 3 up to the center position permits. In 7 is shown a situation in which the phase angle of the rotor 3 was adjusted from the fourth intermediate position by the first angle of rotation in a hereinafter referred to as "sixth intermediate position" phase position. The in the sixth slide guide 31 grabbing third bars 18 is in 7 additionally indicated by a circle.

Wie in 8 gezeigt ist, führt eine weitere Übertragung von Wechselmomenten auf den Rotor 3 dazu, dass der Rotor, nun ausgehend von der sechsten Zwischenstellung, um den zweiten Drehwinkel in Mittenverstellung verstellt wird. Der fünfte Riegel 20 und die fünfte Riegelkulisse 25 sind so ausgebildet, dass der fünfte Riegel 20 bereits bei einer Verstellung der Phasenlage des Rotors 3 um den ersten Drehwinkel in die fünfte Riegelkulisse 25 greifen kann. Die fünfte Riegelkulisse 25 hemmt durch Anschlag des fünften Riegels 20 am Spätan schlag 37 eine Spätverstellung des Rotors 3. Gleichzeitig gelangt der vierte Riegel 19 zur Anlage gegen einen Frühanschlag 36 der vierten Riegelkulisse 24, so dass der Rotor 3 und der Stator 2 in der erreichten Mittenstellung drehfest verriegelt sind. Der in die fünfte Riegelkulisse 25 eingreifende fünfte Riegel 20 ist in 8 durch einen Kreis zusätzlich kenntlich gemacht.As in 8th is shown, performs a further transmission of alternating torques on the rotor 3 in that the rotor, now starting from the sixth intermediate position, is adjusted by the second rotational angle in the center adjustment. The fifth bar 20 and the fifth bar gate 25 are designed so that the fifth bolt 20 already at an adjustment of the phase angle of the rotor 3 about the first turning angle in the fifth bar gate 25 can grab. The fifth bar gate 25 inhibits by attack of the fifth bolt 20 in the late afternoon 37 a retardation of the rotor 3 , At the same time, the fourth bar arrives 19 for conditioning against a premature stop 36 the fourth bar scenery 24 so that the rotor 3 and the stator 2 are locked against rotation in the center position achieved. The fifth bar gate 25 intervening fifth bars 20 is in 8th additionally indicated by a circle.

Die Rasterverriegelungseinrichtung ermöglicht somit eine durch sieben Raststufen realisierte Verstellung und Verriegelung des Rotors in Basisposition allein aufgrund der von der Nockenwelle auf den Rotor übertragenen Wechselmomente.The Raster locking device thus allows a by seven detent stages realized adjustment and locking of the rotor in base position solely because of the camshaft on the Rotor transmitted alternating moments.

Bei einem maximalen Verstellwinkel von ca. 20° befindet sich die Mittenstellung bei ca. 10° Verstellwinkel. Somit kann der Rotor 3 jeweils in die nächste Raststufe verstellt werden, wenn er um ca. 1,4° (erster Drehwinkel) verstellt wird.With a maximum adjustment angle of approx. 20 °, the center position is approx. 10 ° adjustment angle. Thus, the rotor can 3 each time it is adjusted by approx. 1.4 ° (first angle of rotation).

11
FlügelzellenverstellerVane phasers
22
Statorstator
33
Rotorrotor
44
KettenradSprocket
55
radiale Ausnehmungradial recess
66
radiale Seitenwandradial Side wall
77
Umfangsflächeperipheral surface
88th
AußenmantelflächeOuter casing surface
99
Flügelwing
1010
erste Druckkammerfirst pressure chamber
1111
zweite Druckkammersecond pressure chamber
1212
Axialnutaxial groove
1313
Dichtplattesealing plate
1414
Dichtflächesealing surface
1515
Federelementspring element
1616
erster Riegelfirst bars
1717
zweiter Riegelsecond bars
1818
dritter Riegelthird bars
1919
vierter Riegelfourth bars
2020
fünfter Riegelfifth bars
2121
erste Riegelkulissefirst bar slot
2222
zweite Riegelkulissesecond bar slot
2323
dritte Riegelkulissethird bar slot
2424
vierte Riegelkulissefourth bar slot
2525
fünfte Riegelkulissefifth bar slot
2626
erste Kulissenführungfirst link guide
2727
zweite Kulissenführungsecond link guide
2828
dritte Kulissenführungthird link guide
2929
vierte Kulissenführungfourth link guide
3030
fünfte Kulissenführungfifth link guide
3131
sechste Kulissenführungsixth link guide
3232
axiale Ausnehmungaxial recess
3333
erste Stufefirst step
3434
zweite Stufesecond step
3535
dritte Stufethird step
3636
Frühanschlagearly stop
3737
Spätanschlaglate stop

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 202005008264 U1 [0011] - DE 202005008264 U1 [0011]
  • - EP 1596040 A2 [0011] - EP 1596040 A2 [0011]
  • - DE 102005013141 A1 [0011] - DE 102005013141 A1 [0011]
  • - DE 19908934 A1 [0011] - DE 19908934 A1 [0011]
  • - US 6439181 B1 [0013, 0014] - US 6439181 B1 [0013, 0014]

Claims (20)

Nockenwellenversteller (1) für eine Brennkraftmaschine, welcher umfasst: – ein mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehendes Antriebsteil (2), – ein konzentrisches nockenwellenfestes Abtriebsteil (3), das drehverstellbar zum Antriebsteil (2) gelagert ist und dessen relative Drehlage zum Antriebsteil zwischen zwei Enddrehlagen mittels eines Stelltriebs verstellbar ist, und – eine Rasterverriegelungseinrichtung, durch welche An- und Abtriebsteil in einer Verriegelungsdrehlage drehfest verriegelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasterverriegelungseinrichtung zumindest ein Eingriffspaar (16, 21; 17, 22; 18, 23) mit einem im An- oder Abtriebsteil aufgenommenen Verriegelungselement (16, 17, 18) und einer im entsprechend anderen Teil geformten Stufenkulisse (21, 22, 23) mit einer Mehrzahl axial gestufter Kulissenführungen (26, 27; 28, 29; 30, 31) in einer in Umfangsrichtung sich erstreckenden terrassenförmigen Anordnung umfasst, wobei das Eingriffspaar so ausgebildet ist, dass das Verriegelungselement bei einer relativen Drehlage zwischen einer in Antriebsrichtung nachlaufenden Enddrehlage und der Verriegelungsdrehlage bei einer Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung in sukzessiven Eingriff mit den Kulissenführungen bringbar ist, wobei die Kulissenführungen eine Verstellung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung hemmen und eine Verstellung in Antriebsrichtung bis zum Erreichen der Verriegelungsdrehlage zulassen.Camshaft adjuster ( 1 ) for an internal combustion engine, comprising: - a driving part which is in driving connection with a crankshaft ( 2 ), - a concentric camshaft-fixed output part ( 3 ), the rotationally adjustable to the drive part ( 2 ) is mounted and whose relative rotational position to the drive part between two Enddrehlagen is adjustable by means of an actuator, and - a grid locking device, by which drive and driven part rotatably locked in a locking rotational position, characterized in that the grid locking device at least one engagement pair ( 16 . 21 ; 17 . 22 ; 18 . 23 ) with a locking element received in the drive or driven part ( 16 . 17 . 18 ) and a correspondingly different part shaped step sequence ( 21 . 22 . 23 ) with a plurality of axially stepped slide guides ( 26 . 27 ; 28 . 29 ; 30 . 31 ) in a circumferentially extending terraced arrangement, wherein the pair of engagement is formed so that the locking element in a relative rotational position between a trailing end final rotational position and the locking rotational position in an adjustment of the driven part in the drive direction in successive engagement with the slide guides can be brought wherein the slotted guides inhibit an adjustment of the driven part against the drive direction and allow an adjustment in the drive direction until reaching the locking rotational position. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl in Umfangsrichtung verteilt angeordneter Eingriffspaare (16, 21; 17, 22; 18, 23), die so ausgebildet sind, dass die Verriegelungselemente bei relativen Drehlagen zwischen der in Antriebsrichtung nachlaufenden Endrehlage und der Verriegelungsdrehlage bei einer Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung in sukzessiven Eingriff mit den Kulissenführungen bringbar sind, wobei die Kulissenführungen eine Verstellung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung hemmen und eine Verstellung in Antriebsrichtung bis zum Erreichen der Verriegelungsdrehlage zulassen.Camshaft adjuster ( 1 ) according to claim 1, characterized by a plurality of circumferentially distributed engaging pairs ( 16 . 21 ; 17 . 22 ; 18 . 23 ), which are formed so that the locking elements at relative rotational positions between the trailing end track in the drive direction and the locking rotational position in an adjustment of the driven part in the drive direction in successive engagement with the link guides can be brought, the link guides inhibit an adjustment of the driven part against the drive direction and allow an adjustment in the drive direction until reaching the locking rotational position. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl in Umfangsrichtung verteilt angeordneter Eingriffspaare, die so ausgebildet sind, dass bei einer Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung zunächst die Verriegelungselemente sukzessiv in erstmaligen Eingriff mit den zugehörigen Stufenkulissen gebracht werden und anschließend die in die Stufenkulissen greifenden Verriegelungselemente, beispielsweise in einer selben Abfolge, sukzessiv in Eingriff mit einer axial versetzten Kulissenführung gelangen.Camshaft adjuster ( 1 ) according to claim 2, characterized by a plurality of circumferentially distributed engaging pairs, which are formed so that in an adjustment of the driven part in the drive direction, first the locking elements are successively brought into initial engagement with the associated stage scenes and then the cross-sectional locking elements, For example, in a same sequence, successively engage with an axially offset link guide. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Stufe (33, 34, 35), an der eine Kulissenführung (26, 28, 30) in eine benachbarte axial versetze Kulissenführung (27, 29, 31) übergeht, eine radiale Ausrichtung hat.Camshaft adjuster ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that an axial step ( 33 . 34 . 35 ), on which a slide guide ( 26 . 28 . 30 ) in an adjacent axially displaced slotted guide ( 27 . 29 . 31 ), has a radial orientation. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Eingriffspaar (16, 21; 17, 22; 18, 23) so aus gebildet ist, dass das Verriegelungselement bei einer Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung um erste Drehwinkel, die jeweils kleiner sind als ein zweiter Drehwinkel, durch den das Abtriebsteil (3) aufgrund von Wechselmomenten der Nockenwelle im Mittel verstellt wird, sukzessiv in die Kulissenführungen greifen kann.Camshaft adjuster ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the at least one engagement pair ( 16 . 21 ; 17 . 22 ; 18 . 23 ) is formed so that the locking element in an adjustment of the driven part in the drive direction by first rotational angle, which are each smaller than a second rotational angle through which the output member ( 3 ) is adjusted on average due to alternating torques of the camshaft, can successively engage in the slotted guides. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffspaare (16, 21; 17, 22; 18, 23) so ausgebildet sind, dass die Verriegelungselemente bei einer Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung um erste Drehwinkel, die jeweils kleiner sind als ein zweiter Drehwinkel, durch den das Abtriebsteil (3) aufgrund von Wechselmomenten der Nockenwelle im Mittel verstellt wird, sukzessiv in die Kulissenführungen greifen können.Camshaft adjuster ( 1 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the engagement pairs ( 16 . 21 ; 17 . 22 ; 18 . 23 ) are formed so that the locking elements in an adjustment of the driven part in the drive direction by first rotation angle, which are each smaller than a second angle of rotation, through which the output part ( 3 ) is adjusted on average due to alternating torques of the camshaft, can gradually engage in the slide guides. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler erster Drehwinkel in einem Bereich von 1° bis 5° liegt.Camshaft adjuster ( 1 ) according to one of claims 5 to 6, characterized in that a maximum first rotation angle is in a range of 1 ° to 5 °. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehwinkel maximal 4° beträgt.Camshaft adjuster ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the first angle of rotation is at most 4 °. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehwinkel maximal 2,5° beträgt.Camshaft adjuster ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the first angle of rotation is at most 2.5 °. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffspaare (16, 21; 17, 22; 18, 23) in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind.Camshaft adjuster ( 1 ) according to one of claims 2 to 9, characterized in that the engagement pairs ( 16 . 21 ; 17 . 22 ; 18 . 23 ) are distributed uniformly in the circumferential direction. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsdrehlage die in Antriebsrichtung vorlaufende Enddrehlage des Antriebsteils ist.Camshaft adjuster according to one of the claims 1 to 10, characterized in that the locking rotational position the leading end in the drive direction of the drive part is. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsdrehlage eine zumindest annähernd in der Mitte zwischen den beiden Enddrehlagen befindliche Mittenstellung ist.Camshaft adjuster according to one of the claims 1 to 10, characterized in that the locking rotational position one at least approximately halfway between the two Endlevels is located in the middle position. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine drehfeste Verriegelung von An- und Abtriebsteil durch zwei Eingriffspaare erfolgt, wobei in einem Eingriffspaar das Verriegelungselement in Verriegelungsdrehlage so in Eingriff mit der zugeordneten Stufenkulisse bringbar ist, dass eine Verstellung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung gehemmt ist, und wobei im anderen Eingriffspaar das Verriegelungselement in Verriegelungsdrehlage so in Eingriff mit der zugeordneten Stufenkulisse bringbar ist, dass eine Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung gehemmt ist.Camshaft adjuster according to one of claims 2 to 12, characterized in that a rotationally fixed locking of driving and driven part by two pairs of engagement, wherein in a pair of engagement the locking element in lock rotational position so engageable with the associated stage backdrop can be brought that an adjustment of the output member is inhibited against the drive direction, and wherein in the other pair of engagement the locking element in the locking rotational position can be brought into engagement with the associated Stufenkulisse that an adjustment of the driven part is inhibited in the drive direction. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung ein Eingriffspaar mit einem im An- oder Abtriebsteil aufgenommenen Verriegelungselement und einer im entsprechend anderen Teil geformten Verriegelungskulisse umfasst, wobei das Eingriffspaar so ausgebildet ist, dass das Verriegelungselement für eine drehfeste Verriegelung von An- und Abtriebsteil in Verriegelungslage in formschlüssigen Eingriff mit der zugeordneten Verriegelungskulisse bringbar ist.Camshaft adjuster according to one of the claims 1 to 12, characterized in that the locking device a pair of engagement with a recorded in the drive or driven part Locking element and molded in accordance with another part Locking link comprises, wherein the pair of engagement formed is that the locking element for a non-rotatable locking from input and output part in locking position in positive locking Engagement with the associated locking link can be brought. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine drehfeste Verriegelung von An- und Abtriebsteil in Verriegelungsdrehlage durch zwei Eingriffspaare (19, 24; 20, 25) erfolgt, welche jeweils ein im An- oder Abtriebsteil aufgenommenes Verriegelungselement (19, 20) und eine im entsprechend anderen Teil geformte Verriegelungskulisse (24, 25) umfassen, wobei in einem Eingriffspaar (20, 25) das Verriegelungselement so in Eingriff mit seiner zugeordneten Verriegelungskulisse bringbar ist, dass eine Verstellung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung in Verriegelungsdrehlage gehemmt ist, und wobei im anderen Eingriffspaar (19, 24) das Verriegelungselement so in Eingriff mit seiner zugeordneten Verriegelungskulisse bringbar ist, dass eine Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung in Verriegelungsdrehlage gehemmt ist.Camshaft adjuster according to one of claims 1 to 12, characterized in that a rotationally fixed locking of driving and driven part in the locking rotational position by two engagement pairs ( 19 . 24 ; 20 . 25 ), which in each case one received in the drive or driven part locking element ( 19 . 20 ) and a correspondingly different part shaped locking link ( 24 . 25 ), wherein in an intervention pair ( 20 . 25 ) the locking element can be brought into engagement with its associated locking link that an adjustment of the driven part is inhibited against the drive direction in locking rotational position, and wherein in the other engagement pair ( 19 . 24 ) The locking element can be brought into engagement with its associated locking link, that an adjustment of the driven part is inhibited in the drive direction in the locking rotational position. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass er in Form eines Flügelzellenverstellers ausgebildet ist.Camshaft adjuster ( 1 ) according to one of claims 1 to 15, characterized in that it is designed in the form of a vane cell adjuster. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Eingriffspaar das Verriegelungselement im Rotor (3) aufgenommen und die Stufen- bzw. Verriegelungskulisse im Stator (2), beispielsweise in einer axialen Deckplatte (13), geformt ist.Camshaft adjuster ( 1 ) according to claim 16, characterized in that for each pair of engagement the locking element in the rotor ( 3 ) and the step or locking link in the stator ( 2 ), for example in an axial cover plate ( 13 ), is shaped. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens vier Eingriffspaare (16, 21; 17, 22; 18, 23) angeordnet sind.Camshaft adjuster according to one of claims 1 to 17, characterized in that at least four engagement pairs ( 16 . 21 ; 17 . 22 ; 18 . 23 ) are arranged. Brennkraftmaschine mit einem Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 18.Internal combustion engine with a camshaft adjuster according to one of claims 1 to 18. Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 19.Motor vehicle with an internal combustion engine after Claim 19.
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