DE102010060263A1 - Pivoting motor adjuster has rotor that is rotated against stator, where rotor blade divides intermediate spaces between two bars into two hydraulic chambers in stator - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotorversteller gemäß dem einteiligen Patentanspruch 1.The invention relates to a Schwenkmotorversteller according to the one-
Die
Die nicht vorveröffentlichte
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schwenkmotorversteller zu schaffen, der sicher entriegelt und verriegelt.The object of the invention is to provide a Schwenkmotorversteller safely unlocked and locked.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved with the features of
Gemäß einem Vorteil der Erfindung findet ein endlagenverriegelter Schwenkmotorversteller Anwendung. Bei diesem wird der Rotor gegenüber dem Stator in einer Endlage – d. h. in Früh oder Spät – verriegelt. Ob in Früh oder Spät verriegelt wird, hängt unter anderen davon ab, ob es um eine Einlassventilverstellung oder eine Auslassventilverstellung geht. Ein Verriegelungsbolzen rückt dazu in eine Aufnahmeausnehmung, sobald der Innendruck im Schwenkmotorversteller so weit gesunken ist, dass eine diesen Verriegelungsbolzen belastende Feder entlastet ist. Dieser Innendruck fällt im Falle einer vom Verbrennungsmotor mechanisch angetriebenen Ölpumpe, wenn der Verbrennungsmotor stillgesetzt wird, was gewünscht ist, da der nächste Motorstart im verriegelten Zustand erfolgen soll. Zum einen, weil die Nockenwelle eine bestimmte Lage – d. h. Früh oder Spät – einnehmen soll. Zum anderen soll verriegelt sein, weil beim Motorstart mangels Öldruck noch kein Innendruck im Schwenkmotorversteller verhanden ist und dennoch aus Komfortgründen ein Klappern des Rotor gegen den Stator infolge der Nockenwellenwechselmomente verhindert werden muss.In accordance with an advantage of the invention, an end-position locked swing motor phaser is used. In this case, the rotor with respect to the stator in an end position - d. H. in early or late - locked. Whether to lock in early or late depends, among other things, on whether it is an intake valve adjustment or an exhaust valve adjustment. A locking bolt moves into a receiving recess as soon as the internal pressure in the Schwenkmotorversteller has dropped so far that a load this locking pin spring is relieved. This internal pressure drops in the case of a mechanically driven by the engine oil pump when the engine is stopped, which is desired because the next engine start should be in the locked state. First, because the camshaft a certain position - d. H. Early or late - should take. On the other hand, it should be locked, because at engine start lack of oil pressure is still no internal pressure in Schwenkmotorversteller and yet for reasons of comfort rattling of the rotor against the stator due to the camshaft alternating moments must be prevented.
Um die darauf folgende Entriegelung aus der verriegelten Endlage sicher zu stellen, ist der Verriegelungsbolzen mit Druck beaufschlagbar. Die Erfindung sieht dazu insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit drei Zylindern pro Zylinderbank vor, die Hydraulikkanäle zur Entriegelung des Verriegelungsbolzen von der in der Endlage größeren Hydraulikkammer zu trennen. Insbesondere bei solchen Verbrennungsmotoren mit starken Nockenwellenwechselmomenten kann es nämlich dazu kommen, dass in der größeren Hydraulikkammer noch immer ein so hoher Druck vorhanden sind, dass der Verriegelungsbolzen fälschlicherweise entriegelt wird.In order to ensure the subsequent unlocking from the locked end position, the locking bolt can be pressurized. For this purpose, the invention provides in particular for internal combustion engines with three cylinders per cylinder bank to separate the hydraulic channels for unlocking the locking bolt of the larger hydraulic chamber in the end position. In particular, in such internal combustion engines with strong camshaft alternating torques, it may in fact happen that in the larger hydraulic chamber, there is still such a high pressure that the locking bolt is erroneously unlocked.
Solche Verbrennungsmotoren mit drei Zylindern pro Zylinderbank sind jedoch grundsätzlich sehr vorteilhaft, da es entweder kraftstoffsparende Motoren mit Kompresser und/oder Turbolader sind, die unter den Stichwort „downsizing” in der Fachwelt bekannt sind. Oder es handelt sich um die V-Motoren oder Boxermotoren mit sechs Zylindern, die eine hohe Leistung bei kurzer Bauweise erreichen.However, such internal combustion engines with three cylinders per cylinder bank are basically very advantageous, since they are either fuel-efficient engines with compressors and / or turbochargers, which are known under the keyword "downsizing" in the art. Or they are the V-engines or boxer engines with six cylinders, which achieve high performance in a short design.
Besonderes vorteilhaft ist die Erfindung in Kombination mit Verbrennungsmotoren, die über eine variable Ventilhubverstellung verfügen. Eine solche Ventilhubverstellung ist derzeit erst bei hochwertigen Fahrzeugen üblich, wobei es stufenlose Ventilhubsysteme und gestufte – insbesondere einstufige – Ventilhubsysteme gibt. Bei diesen Ventilhubsystemen wird im Gegensatz zum Schwenkmotorversteller nicht die Phase verschoben, sondern das Maß des Ventilhubes. Stufenlose Ventilhubsysteme erlauben im Kombination mit einem Schwenkmotorversteller bekanntermaßen sogar den Verzicht auf eine Drosselklappe. Das Stillsetzen des Verbrennungsmotors bei maximalen Ventilhub kann ohne die Erfindung jedoch auch zu dem zuvor genannten Problem führen, dass fälschlicherweise entriegelt wird, weil der Druck in der größeren Hydraulikkammer bei abgestelltem Verbrennungsmotor noch immer zu groß ist.Particularly advantageous is the invention in combination with internal combustion engines, which have a variable valve lift. Such a valve lift adjustment is currently only common in high-end vehicles, with stepless valve lift systems and stepped - in particular single-stage - valve lift systems. In contrast to the swivel motor adjuster, these stages do not shift the phase, but the extent of the valve lift. Infinitely variable valve lifting systems, in combination with a swivel motor adjuster, are known to allow the abandonment of a throttle valve. However, stopping the internal combustion engine at maximum valve lift can, without the invention, also lead to the aforementioned problem that is erroneously unlocked, because the pressure in the larger hydraulic chamber is still too large when the internal combustion engine is switched off.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist die Kombination der Erfindung mit einer Entriegelungsschrägen an der Aufnahmeausnehmung für den Verriegelungsbolzen. Denn die Erfindung begünstigt die verriegelte Stellung in der Endlage, da nicht aus der größeren – d. h. maximierten – Hydraulikkammer entriegelt werden kann. Um dennoch die Entriegelung sicher zu stellen, kann in vorteilhafter Weise eine Entriegelungsschräge an der Aufnahmeausnehmung vorgesehen sein, welche die Entriegelung vereinfacht. Der Verriegelungbolzen muss nämlich aus seiner verriegelten Stellung gegen die Federkraft nur so weit angehoben werden bis dessen Vorderkante auf der Entriegelungsschräge zum Anliegen kommt. Ab dann sorgt die Entriegelungsschräge für ein sicheres Herausdrücken des Verriegelungsbolzens aus der Aufnahmeausnehmung. Denn der Rotor wird infolge des Hydraulikdruckes und der Nockenwellenwechselmomente gegen den Stator verschwenkt und die Verriegelungbolzenkante demzufolge entlang der Entriegelungsschrägen in den Rotor hineingedrückt. Dazu ist die Entriegelungsschräge so flach ausgeführt, dass eine Selbsthemmung nicht auftritt. Bei der Berechnung des Winkels zur Vermeidung der Selbsthemmung ist auch die Federkraft am Verriegelungsbolzen zu berücksichtigen.A particularly advantageous embodiment is the combination of the invention with a Entriegelungsschrägen on the receiving recess for the locking bolt. Because the invention favors the locked position in the end position, since it can not be unlocked from the larger - ie maximized - hydraulic chamber. In order nevertheless to make the unlocking safe, an unlocking be provided on the receiving recess, which simplifies the unlocking in an advantageous manner. Namely, the locking bolt only has to be raised from its locked position against the spring force until its leading edge comes to rest on the unlocking bevel. From then the Entriegelungsschräge ensures a safe pressing out of the locking bolt from the receiving recess. Because of the rotor is pivoted due to the hydraulic pressure and the camshaft alternating torques against the stator and consequently pushed the locking pin edge along the Entriegelungsschrägen in the rotor. For this purpose, the Entriegelungsschräge is designed so flat that a self-locking does not occur. In the Calculation of the angle to avoid self-locking also the spring force on the locking bolt has to be considered.
Eine solche Entriegelungsschräge führt in besonders vorteilhafter Weise zu einem zylindrischen Verriegelungsendbereich, der mit geringer Toleranz nahezu Spielfreiheit zum Verriegelungsbolzen aufweist, so dass es nicht zum Klappern infolge der Nockenwellenwechselmomente kommen kann. Zudem gewährt eine enge Toleranz auch, dass der gesamt Hydraulikdruck zur Entriegelung des Verriegelungsbolzens an der Stirnfläche des Verriegelungsbolzens ansteht. Dieser Hydraulikdruck muss den Verriegelungsbolzen nur über den kurzen zylindrischen Verriegelungsbereich heben. Ab dann wird der Verriegelungsbolzen infolge eines Kraftanteils an der Entriegelungsschräge aus der Aufnahmeausnehmung herausgedrückt.Such Entriegelungsschräge leads in a particularly advantageous manner to a cylindrical locking end, which has almost no tolerance for locking bolt with low tolerance, so that it can not come to rattle due to the camshaft alternating moments. In addition, a tight tolerance also ensures that the total hydraulic pressure is present for unlocking the locking bolt on the end face of the locking bolt. This hydraulic pressure must lift the locking bolt only over the short cylindrical locking area. From then the locking bolt is pushed out of the receiving recess due to a force component on the Entriegelungsschräge.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Entriegelungsschräge an einem Einsatzring angeordnet, der als separates Bauteil in die Aufnahmeausnehmung eingesetzt ist. Das ermöglicht es, die Entriegelungsschräge besonders verschleißfest auszuführen. Der Stator kann ansonsten aus einem weniger verschleißfesten und damit kostengünstigeren, leichten und/oder zäheren Werkstoff zu fertigen. Beispielsweise ist es möglich, für den Stator Aluminium, Magnesium oder einen faserverstärkten Kunststoff mit Mineralmehlanteil zu verwenden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the Entriegelungsschräge is arranged on an insert ring, which is used as a separate component in the receiving recess. This makes it possible to perform the Entriegelungsschräge particularly wear-resistant. Otherwise, the stator can be made of a less wear-resistant and thus more cost-effective, lightweight and / or tougher material. For example, it is possible to use for the stator aluminum, magnesium or a fiber-reinforced plastic with mineral flour content.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor.Further advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to an embodiment.
Dabei zeigenShow
Mit einem Schwenkmotorversteller
Der Stator
Zwischen benachbarten Stegen
Die Stege
Der Rotor
Um den Rotor
Demzufolge sind über die beiden der Verriegelung
Der Rotor
Der erste radiale Kanal
In
Mittels eines weiteren Hydraulikkanals
Der weitere Hydraulikkanal
In den Kanal
Ohne Druckbeaufschlagung über die Entriegelungsnut
In
Es ist ersichtlich, dass die Entriegelungsnut
Zusammenfassend lässt sich zur Funktion sagen, dass der Schwenkmotorversteller
In der verriegelten Endlage ist Schwenkmotorversteller
Die Entriegelung wird durch zwei Druckanströmungen aus der minimierten Hydraulikkammer
Die Entriegelung erfolgt sehr schnell, da der Verriegelungsbolzen
Außenseitig an der Wand
Alternativ kann anstelle dieser Taschen
Der Verriegelungsbolzen und die Verriegelungsausnehmung können zur Verkürzung der axialen Baulänge des Schwenkmotorverstellers auch radial ausgerichtet sein.The locking bolt and the locking recess can also be radially aligned to shorten the axial length of the Schwenkmotorverstellers.
Die Entriegelungsschräge kann in einer alternativen Ausgestaltung auch ohne Einsatzring unmittelbar am Stator angeordnet sein. In diesem Fall kann der Stator aus Stahl sein.The Entriegelungsschräge can be arranged directly on the stator in an alternative embodiment without insert ring. In this case, the stator can be made of steel.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.The described embodiments are only exemplary embodiments. A combination of the described features for different embodiments is also possible. Further, in particular not described features of the device parts belonging to the invention are to be taken from the geometries of the device parts shown in the drawings.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- SchwenkmotorverstellerSchwenkmotorversteller
- 22
- Hydraulikkammernhydraulic chambers
- 2a2a
- Hydraulikkammerhydraulic chamber
- 33
- Verriegelunglock
- 44
- Zwischenräumeinterspaces
- 55
- Statorstator
- 66
- Innenwandinner wall
- 77
- Hydraulikkammernhydraulic chambers
- 7a7a
- Hydraulikkammerhydraulic chamber
- 8a, 8b8a, 8b
- StegeStege
- 9a, 9b9a, 9b
- Rotorflügelrotor blades
- 1010
- Rotornaberotor hub
- 1111
- Rotorrotor
- 1212
- erster Hydraulikkanalfirst hydraulic channel
- 1313
- Verriegelungsbolzenlocking bolt
- 1414
- erste Druckangriffsflächefirst pressure application area
- 1717
- Kanälechannels
- 17a17a
- Kanalchannel
- 19 19
- zweite Druckangriffsflächesecond pressure application surface
- 2020
- DruckangriffsseitenflächePressure application side face
- 2121
- SchraubendruckfederHelical compression spring
- 2222
- weiterer Hydraulikkanalfurther hydraulic channel
- 2323
- Verriegelungsbohrunglocking hole
- 2424
- Federführungleadership
- 2525
- radial innerer Bereich des Antriebsradesradially inner region of the drive wheel
- 2626
- Antriebsraddrive wheel
- 2727
- Nutgroove
- 2828
- Bohrungdrilling
- 2929
- Schraubenscrew
- 3030
- Zentralachsecentral axis
- 3131
- Ausnehmungrecess
- 3232
- Ringraumannulus
- 3333
- Entriegelungsnutunlocking groove
- 3434
- Wandwall
- 3535
- zweite Druckangriffsseitenflächesecond pressure application side surface
- 3636
- Aufnahmeausnehmungreceiving recess
- 3737
- Einsatzringinsert ring
- 3838
- EntriegelungsschrägeEntriegelungsschräge
- 3939
- VerriegelungsendbereichLocking end area
- 4040
- Eintrittsöffnunginlet opening
- 4141
- TaschenBags
- 4242
- Seitenflächeside surface
- 4444
- AußenmantelflächeOuter casing surface
- 4646
- Stirnseitefront
- 4747
- Innenflächepalm
- 4848
- Innenflächepalm
- 4949
- Planflächeplane surface
- 5050
- Planflächeplane surface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102009018359 [0003] DE 102009018359 [0003]
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