DE102014222407B4 - Shortened oil flow paths in the CTA mode of a camshaft adjuster - Google Patents

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Abstract

Nockenwellenversteller (1) vom Flügelzellentyp, eingesetzt zur Steuerzeitenänderung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, mit einem Stator (2), der mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Verbindung steht und einem im Stator (2) drehbar gelagerten, mit einer Nockenwelle verbundenen Rotor (3), sowie mit einem Leitungssystem (19), das unter Zwischenschaltung eines Hydraulikventils (6) sowie Verbindungen (30 bis 38) oder Wegen ein Hydraulikmittel mehreren Druckräumen (10 bis 12) zuführt oder abführt, die jeweils von einem rotorfesten Flügel (7 bis 9) in getrennte, gegeneinander wirkende Arbeitskammern (13, 14; 15, 16; 17, 18) aufgeteilt sind, über die eine Phasenlage der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle gehalten oder gezielt verändert werden kann, wobei eine in jedem Flügel (7 bis 9) integrierte Steuereinrichtung (21) ein selektives Freigeben oder Unterbrechen einer Fluidverbindung (24) zwischen den zusammenwirkenden Arbeitskammern (13, 14; 15, 16; 17, 18) ermöglicht, wobei zumindest eine Fluidverbindung (24) ein Rückschlagventil (25, 26) einschließt, das eine Öl- oder Hydraulikmittelströmung zwischen zwei zusammenwirkenden Arbeitskammern (13, 14) in eine Richtung verhindert, eine Verriegelungseinrichtung (5) ist vorgesehen, um eine Relativbewegung zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2) zu unterbinden, indem ein Verriegelungspin (27, 28) bei einer Verdrehung des Rotors (3) aus Richtung einer Anschlagstellung FRÜH oder SPÄT in einer Mittenverriegelungsposition (MVP) in der Verriegelungskulisse (29) verriegelt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verstellungsrichtung des Rotors (3) gegenüber dem Stator (2), die einer Durchlassrichtung des Rückschlagventils (25, 26) der Steuereinrichtung (21) entgegensteht, zumindest ein Teilstrom des Hydraulikmittels über einen Bypass (40, 50) fließt, der das Hydraulikmittel von der Verriegelungseinrichtung (5) kommend, das Rückschlagventil (25, 26) umgehend unmittelbar in die Arbeitskammer (14, 15) leitet.Camshaft adjuster (1) of the vane type, used for changing the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, with a stator (2) which is in communication with a crankshaft of the internal combustion engine and a rotor (3) rotatably mounted in the stator (2), connected to a camshaft, as well as with a line system (19), which supplies or discharges a plurality of pressure chambers (10 to 12) with the interposition of a hydraulic valve (6) and connections (30 to 38) or paths, each of a rotor-fixed wing (7 to 9) in divided, counteracting working chambers (13, 14, 15, 16, 17, 18) are divided over which a phase angle of the camshaft relative to the crankshaft held or selectively changed, wherein in each wing (7 to 9) integrated control device (21) selectively releasing or interrupting fluid communication (24) between the cooperating working chambers (13, 14; 15, 16; 17, 18 ), wherein at least one fluid connection (24) includes a check valve (25, 26) preventing oil or hydraulic fluid flow between two cooperating working chambers (13, 14) in one direction, locking means (5) being provided for relative movement between the rotor (3) and the stator (2) by a locking pin (27, 28) in a rotation of the rotor (3) from a stop position EARLY or LATE in a center locking position (MVP) in the locking link (29) locked, characterized in that in a direction of displacement of the rotor (3) relative to the stator (2), which opposes a direction of passage of the check valve (25, 26) of the control device (21), at least a partial flow of the hydraulic fluid via a bypass (40, 50 ) flows, the hydraulic fluid from the locking device (5) coming, the check valve (25, 26) immediately immediately in the Arbeitska (14, 15).

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller vom Flügelzellentyp, eingesetzt zur Steuerzeitenänderung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, mit einem Stator, der mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Verbindung steht und einem im Stator drehbar gelagerten, mit einer Nockenwelle verbundenen Rotor, sowie mit einem Hydraulikmittelleitsystem, das unter Zwischenschaltung eines Hydraulikventils sowie Wegen oder Verbindungen ein Hydraulikmittel zumindest zwei Druckräumen zuführt oder abführt gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a hydraulic camshaft adjuster of the vane type, used for changing the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, with a stator which is in communication with a crankshaft of the internal combustion engine and a rotatably mounted in the stator, connected to a camshaft rotor, as well as with a Hydraulikmittelleitsystem under Interposition of a hydraulic valve and paths or connections a hydraulic fluid at least two pressure chambers supplies or discharges according to the features of the preamble of claim 1.

Nockenwellenversteller werden in Ventiltrieben von Brennkraftmaschinen eingesetzt, um die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile zu beeinflussen mit dem Ziel, die Verbrauchswerte sowie das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine zu optimieren. Es sind unterschiedliche Bauarten von Nockenwellenverstellern bekannt, die beispielsweise eine Kolben-Zylinder- oder eine Flügelzellen-Anordnung umfassen. Bei einem Start der Brennkraftmaschine, wenn der Öldruck der Brennkraftmaschine noch nicht aufgebaut ist, muss ein hydraulischer Nockenwellenversteller mechanisch fixiert werden, um ein unkontrolliertes Schwingen und damit eine Geräuschentwicklung, ein sogenanntes „Startklappern”, zu vermeiden. Gleichzeitig kann durch diese Maßnahme das Startverhalten bzw. die Startfähigkeit der Brennkraftmaschine gewährleistet werden. Die Geräuschentwicklung entsteht, wenn der Rotor aufgrund der von der Nockenwelle ausgeübten Wechselmomente unkontrollierte Bewegungen relativ zu dem Stator ausführt, welche außerdem zu einem erhöhten Verschleiß führen können. Zur Vermeidung dieses Problems ist es bekannt, zwischen dem Rotor und dem Stator eine Verriegelungseinrichtung vorzusehen, welche den Rotor beim Abstellen der Brennkraftmaschine in einer für den Start günstigen Drehwinkelposition gegenüber dem Stator verriegelt.Camshaft adjusters are used in valve trains of internal combustion engines in order to influence the opening and closing times of the gas exchange valves with the aim of optimizing the consumption values and the operating behavior of the internal combustion engine. There are different types of camshaft adjusters known, for example, include a piston-cylinder or a vane-cell assembly. At a start of the internal combustion engine, when the oil pressure of the internal combustion engine is not yet established, a hydraulic camshaft adjuster must be mechanically fixed in order to avoid uncontrolled vibration and thus noise, a so-called "starting rattling". At the same time, the starting behavior or the starting capability of the internal combustion engine can be ensured by this measure. The noise is generated when the rotor performs uncontrolled movements relative to the stator due to the alternating moments exerted by the camshaft, which can also lead to increased wear. To avoid this problem, it is known to provide a locking device between the rotor and the stator, which locks the rotor when stopping the internal combustion engine in a favorable for the start angle of rotation position relative to the stator.

Die Betätigung, die Verstellung des Nockenwellenverstellers kann über Öldruck (Oil Pressure Actuated – OPA) und/oder über das Nockenwellenverstellmoment (Camshaft Torque Actuated – CTA) erfolgen. Die Nutzung des von der Nockenwelle auf den Nockenwellenversteller eingeleiteten Moments zur Verstellung des Nockenwellenverstellers in eine Frühposition oder Spätposition ist aus der DE 10 2005 023 056 A1 bekannt. Um sicherzustellen, dass der Rotor im CTA Modus durch die Wechselmomente ausschließlich in die gewollte Richtung, in die Mittenposition verstellt und nicht in die entgegengesetzte Richtung, besitzt der Nockenwellenversteller einen hydraulischen Freilauf. Dieses bekannte Freilaufprinzip erlaubt stets eine Verstellung des Rotors in Richtung der Mittenposition und sperrt eine Rotorverstellung in die Gegenrichtung.Actuation and adjustment of the camshaft adjuster can be done via Oil Pressure Actuated (OPA) and / or Camshaft Torque Actuated (CTA). The use of the introduced from the camshaft on the camshaft adjuster torque for adjusting the camshaft adjuster in an early position or late position is from the DE 10 2005 023 056 A1 known. To ensure that the rotor in the CTA mode by the alternating moments only in the desired direction, moved to the center position and not in the opposite direction, the camshaft adjuster has a hydraulic freewheel. This known freewheeling principle always allows an adjustment of the rotor in the direction of the center position and locks a rotor adjustment in the opposite direction.

In der DE 101 58 530 A1 ist ein Nockenwellenversteller offenbart, bei dem die Nockenwelle beispielsweise bei einem Ausfall der Druckversorgung in eine Position verdreht wird, die einen Weiterbetrieb in der Frühstellung sicherstellt. Hierzu ist ein Rückschlagventil zwischen den Arbeitskammern im Nockenwellenversteller vorgesehen. Als Flügelzellenversteller aufgebaute hydraulische Nockenwellenversteller sind beispielsweise aus den Dokumenten US 2006/0213471 A1 und WO 2009/114500 A1 bekannt. Dabei sind ein von der Brennkraftmaschine angetriebener Stator und ein mit der Nockenwelle drehfest verbundener Rotor relativ zueinander verdrehbar positioniert. Zur Einstellung eines relativen Phasendrehwinkels zwischen Rotor und Stator stehen diese über mehrere, jeweils durch einen mit dem Rotor drehfest verbundenen Flügel in zwei mit Druckmittel beaufschlagbare und gegeneinander wirkende Arbeitskammern unterteilte Druckräume in Wirkverbindung. Die Druckmitteibeaufschlagung der Arbeitskammern erfolgt über Druckmittelverbindungen zwischen einer Druckmittelpumpe und den Arbeitskammern.In the DE 101 58 530 A1 is a camshaft adjuster disclosed in which the camshaft is rotated, for example in case of failure of the pressure supply to a position that ensures continued operation in the early position. For this purpose, a check valve between the working chambers is provided in the camshaft adjuster. As a Flügelzellenversteller constructed hydraulic phaser are, for example, from the documents US 2006/0213471 A1 and WO 2009/114500 A1 known. In this case, a stator driven by the internal combustion engine and a rotor rotatably connected to the camshaft are positioned rotatable relative to one another. To set a relative phase rotation angle between the rotor and the stator, these are in operative connection via a plurality of pressure chambers, each of which is connected in a rotationally fixed manner to the rotor by a rotor which is rotatably connected to the rotor and subdivided into working chambers. The Druckmitteibeaufschlagung the working chambers via pressure medium connections between a pressure medium pump and the working chambers.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das hydraulische Wirkprinzip im CTA Modus des Nockenwellenverstellers durch eine Minimierung der Strömungswiderstände des Hydraulikmittels zu verbessern.It is the object of the present invention to improve the hydraulic operating principle in the CTA mode of the camshaft adjuster by minimizing the flow resistance of the hydraulic fluid.

Diese Problemstellung wird durch die Merkmale von dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß der Erfindung wird bei einer von dem Nockenwellenwechselmoment ausgelösten Verdrehung bzw. Verstellrichtung des Rotors gegenüber dem Stator, die einer Durchlassrichtung des Rückschlagventils der Steuereinrichtung entgegensteht, zumindest ein Teilstrom des Hydraulikmittels über einen Bypass geleitet. Dabei fließt das Hydraulikmittel unmittelbar von der Verriegelungseinrichtung kommend, das Rückschlagventil umgehend in die Arbeitskammer.This problem is solved by the features of the characterizing part of claim 1. According to the invention, at least one partial flow of the hydraulic fluid is conducted via a bypass at a rotation or displacement direction of the rotor triggered by the camshaft alternating torque with respect to the stator, which counteracts a passage direction of the check valve of the control device. In this case, the hydraulic fluid flows directly from the locking device coming, the check valve immediately into the working chamber.

Über den Bypass kann ein Teilstrom des Öls bzw. des Hydraulikmittels zwischen der sich verkleinernden Arbeitskammer zu der sich vergrößernden gegenüberliegenden Arbeitskammer auf kurzem Weg von der Verriegelungseinrichtung unter Umgehung des Rückschlagventils zur Arbeitskammer strömen. Erfindungsgemäß wird somit eine hydraulische Schaltung vorgeschlagen, deren hydraulisches Wirkprinzip die Strömungswiderstände für das Druck- oder Hydraulikmittel entscheidend minimiert. Der Bypass bildet eine zusätzliche, das Rückschlagventil umgehende, strömungstechnische Verbindung zwischen den zusammenwirkenden Arbeitskammern. Der eine Verbindung oder Leitung einschließende Bypass ist unmittelbar an die Verriegelungseinrichtung angeschlossen, wodurch der Bypass in Abhängigkeit von einer Anschlagstellung des Verriegelungspins der Verriegelungseinrichtung geöffnet oder geschlossen ist.Through the bypass, a partial flow of the oil or hydraulic fluid between the decreasing working chamber to the enlarging opposite working chamber a short distance from the locking device, bypassing the check valve to flow to the working chamber. According to the invention, a hydraulic circuit is thus proposed, whose hydraulic operating principle decisively minimizes the flow resistance for the pressure or hydraulic medium. The bypass forms an additional, the non-return valve immediate, fluidic connection between the cooperating working chambers. The connection or line enclosing bypass is connected directly to the locking device, whereby the bypass in response to a stop position of the Locking pins of the locking device is open or closed.

Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme stellt sich in der Abstellphase, einem Stopp der Brennkraftmaschine in Verbindung mit dem kurzeitig auf den Nockenwellenversteller übertragenen Nockenwellenwechselmoment eine beschleunigte Druckentlastung zwischen den zusammenwirkenden Arbeitskammern ein, die zu einer gewünschten schnellen Mittenverriegelungsposition führt.With the measure according to the invention, in the stopping phase, a stop of the internal combustion engine in conjunction with the momentarily transferred to the camshaft phasing camshaft alternating moment an accelerated pressure relief between the cooperating working chambers, which leads to a desired fast center locking position.

Aufgrund des erfindungsgemäßen hydraulischen Wirkprinzips stellen sich vorteilhaft kurze, weitestgehend geradlinige Strömungsverbindungen für das Öl bzw. Druck- oder Hydraulikmittel ein. Bei geringen Temperaturen und daraus resultierend hohen Ölviskositäten nehmen hohe Fließwiderstände einen großen Einfluss auf die Verstellgeschwindigkeit im CTA Modus. Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme, die zu reduzierten Fließwiderständen führt, ist die Zeit zwischen dem Abschalten und dem Stillstand der Brennkraftmaschine ausreichend, um auch bei geringen Temperaturen die Mittenverriegelungsfunktion des Nockenwellenverstellers im CTA Modus zu gewährleisten.Due to the hydraulic principle of the invention advantageously short, largely straight-line flow connections for the oil or pressure or hydraulic means set. At low temperatures and the resulting high oil viscosities, high flow resistances have a major influence on the adjustment speed in CTA mode. Due to the inventive measure, which leads to reduced flow resistance, the time between the shutdown and the stoppage of the internal combustion engine is sufficient to ensure even at low temperatures, the center locking function of the camshaft adjuster in CTA mode.

Das Konzept der Erfindung unterscheidet sich wesentlich von dem bisherigen hydraulischen Wirkprinzip, das lange Verbindungen, Leitungen bzw. Wege mit zahlreichen Querschnittsänderungen und Umlenkungen vorsah, wodurch sich relativ große Strömungs- bzw. Fließwiderstände einstellten. Mit dieser strömungsoptimierten, erfinderischen Lösung kann vorteilhaft eine Reduzierung des Fließwiderstandes der Ölwege im CTA Modus realisiert werden. Diese Reduzierung wird durch eine Verkürzung der Fließwege, Vermeidung von Querschnittsänderungen und/oder Umlenkungen erreicht. Dadurch stellt sich eine gewünschte höhere Verstellgeschwindigkeit im CTA Modus ein, so dass auch bei geringeren Temperaturen eine Mittenverriegelungsfunktion gewährleistet ist.The concept of the invention differs significantly from the previous hydraulic working principle, the long connections, lines or paths provided with numerous cross-sectional changes and deflections, which set relatively large flow or flow resistance. With this flow-optimized, inventive solution can be advantageously realized a reduction of the flow resistance of the oil paths in CTA mode. This reduction is achieved by shortening the flow paths, avoiding cross-sectional changes and / or deflections. This sets a desired higher adjustment speed in the CTA mode, so that even at lower temperatures a center locking function is ensured.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Abstellphase der Brennkraftmaschine, bei der das Nockenwellenwechselmoment eine Verdrehung des Rotors gegenüber dem Stator in Richtung einer Anschlagstellung FRÜH auslöst, ein Teilstrom des Hydraulikmittels von der sich verkleinernden Arbeitskammer über eine Verbindung zur Verriegelungseinrichtung und von dort über den erfindungsgemäßen Bypass zu der sich vergrößernden Arbeitskammer strömt. Dabei steht die Verriegelungseinrichtung durch eine entsprechende Verstellung des für die FRÜH-Verriegelung bestimmten Verriegelungspins in einer Durchlassrichtung.According to one embodiment of the invention, it is provided that in the shutdown phase of the internal combustion engine in which the camshaft alternating torque triggers a rotation of the rotor relative to the stator in the direction of a stop position FRÜH, a partial flow of the hydraulic fluid from the decreasing working chamber via a connection to the locking device and from there flows through the bypass according to the invention to the enlarging working chamber. In this case, the locking device is in a passage direction by a corresponding adjustment of the designated for the EARLY locking latch pins.

Bei einer Verdrehung des Rotors gegenüber dem Stator in Richtung einer Anschlagstellung SPÄT in der Abstellphase der Brennkraftmaschine strömt das Hydraulikmittel ebenfalls von der sich verkleinernden Arbeitskammer über eine Verbindung zum Verriegelungspin der Verriegelungseinrichtung und von dort über den erfindungsgemäßen Bypass in die sich vergrößernde Arbeitskammer. Dabei steht die Verriegelungseinrichtung durch eine entsprechende Verstellung des für die SPÄT-Verriegelung bestimmten Verriegelungspins in einer Durchlassrichtung.With a rotation of the rotor relative to the stator in the direction of a stop position LATE in the Abstellphase the internal combustion engine, the hydraulic fluid also flows from the decreasing working chamber via a connection to the locking pin of the locking device and from there via the bypass according to the invention in the increasing working chamber. In this case, the locking device is in a passage direction by a corresponding adjustment of the locking pin intended for the LATCH locking.

Ferner sieht ein bevorzugter Aufbau der Erfindung vor, dass der Bypass eine Verbindung oder Leitung vorsieht, die mit der Fluidverbindung des Flügels zusammenwirkt. Bevorzugt ist die Verbindung oder Leitung jeweils nach dem Rückschlagventil an die Fluidverbindung angeschlossen.Furthermore, a preferred construction of the invention provides that the bypass provides a connection or conduit which cooperates with the fluid connection of the wing. Preferably, the connection or line is connected after each of the check valve to the fluid connection.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Verriegelungsfunktion über eine Verriegelungseinrichtung erfolgen, die ein oder mehrere Pins oder Stifte umfasst, über die ein Öl- oder Hydraulikstrom des Nockenwellenverstellers gezielt steuerbar bzw. beeinflussbar ist. Derartige Pins oder Stifte sind sowohl für den die Verriegelungsfunktion bestimmenden, als auch für den die Arbeitskammern beaufschlagenden Ölstrom einsetzbar.According to a further embodiment, the locking function can take place via a locking device, which comprises one or more pins or pins, via which an oil or hydraulic flow of the camshaft adjuster can be selectively controlled or influenced. Such pins or pins can be used both for determining the locking function, as well as for acting on the working chambers oil flow.

Weiterhin wird eine dem Rotor zugeordnete Verriegelungseinrichtung vorgeschlagen, bei der beide Verriegelungspins, ein FRÜH-Verriegelungspin und ein SPÄT-Verriegelungspin, von einem gemeinsamen Ölkanal angesteuert werden. Im drucklosen Zustand des Ölkanals verrasten diese Verriegelungspins aufgrund der Federkraft einer zugehörigen Druckfeder in der Verriegelungskulisse. Bei einer von der Mittenverriegelungsposition abweichenden Winkelposition des Rotors kann nur ein Verriegelungspin verrasten, weil sich der weitere nicht in einer mit der Verriegelungskulisse übereinstimmenden Position befindet. Bei einer Druckbelastung des Ölkanals werden beide Verriegelungspins entgegen der Federkraft aus der Verriegelungskulisse und in den Rotor verschoben. Dabei ist der FRÜH-Verriegelungspin zum Eingreifen in das statorfeste Bauteil ausgelegt, wenn der Flügel in einer Verstellposition FRÜH oder in einer Mittelposition befindlich ist. Dagegen ist der SPÄT-Verriegelungspin zum Eingreifen in das statorfeste Bauteil ausgelegt, wenn der Flügel in einer Verstellposition SPÄT oder in der Mittelposition befindlich ist. Jeder Verriegelungspin ist derart federvorbelastet angeordnet, dass dieser sich bei einem Ausbleiben einer Gegenkraft aus dem Rotor verschiebt.Furthermore, a locking device associated with the rotor is proposed, in which both locking pins, an EARLY locking pin and a LATCH-locking pin, are actuated by a common oil channel. In the depressurized state of the oil passage lock these locking pins due to the spring force of an associated compression spring in the locking link. At a deviating from the center locking position angular position of the rotor, only one locking pin can lock, because the other is not in a matching with the locking link position. In a pressure load of the oil passage both locking pins are moved against the spring force from the locking link and into the rotor. In this case, the EARLY locking pin is designed for engagement in the statorfeste component when the wing is in an adjustment position EARLY or in a central position. In contrast, the LATCH locking pin is designed to engage in the statorfeste member when the wing is in an adjustment LAST or in the center position. Each locking pin is arranged in such a spring preloaded that this shifts in the absence of a counterforce from the rotor.

Für die Funktion des Nockenwellenverstellers ist von Vorteil, wenn dieser mehr als zwei Flügel umfasst, die jeweils in gleichmäßig umfangsverteilten angeordneten Druckräumen eingebracht sind. Ein bevorzugter Aufbau des Nockenwellenverstellers in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Maßnahme schließt zur Erzielung einer optimalen Kraftverteilung möglichst zumindest drei oder mehr Flügel ein, die umfangsverteilt an dem Rotor angeordnet und den Druckräumen zugeordnet sind.For the function of the camshaft adjuster is advantageous if it comprises more than two wings, which are each introduced in uniformly circumferentially arranged pressure chambers. A preferred construction of the camshaft adjuster in conjunction with the invention Measure includes to achieve an optimal power distribution as possible, at least three or more wings, which are arranged circumferentially distributed on the rotor and associated with the pressure chambers.

Bevorzugt ist für das im Flügel integrierte Einweg- oder Rückschlagventil ein federbelastetes Kugelventil vorgesehen, dessen federbelastete Kugel mit einem Kegelsitz zusammenwirkt. Alternativ dazu kann beispielsweise ein Plattenventil eingesetzt werden. Unabhängig von der Bauart des verwendeten Ventils kann dieses federbelastet oder nicht federbelastet sein.Preferably, a spring-loaded ball valve is provided for the integrated in the wing one-way or check valve, the spring-loaded ball cooperates with a conical seat. Alternatively, for example, a plate valve can be used. Regardless of the type of valve used, this may be spring loaded or not spring loaded.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf diese Darstellungen beschränkt ist. Dabei sind in den Figuren im Einzelnen zu erkennen:The invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments, wherein the invention is not limited to these representations. It can be seen in the figures in detail:

1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers im CTA Modus und unbestromten Hydraulikventils in einer ersten Schaltstellung; 1 a schematic representation of a camshaft adjuster according to the invention in CTA mode and de-energized hydraulic valve in a first switching position;

2: der Nockenwellenversteller gemäß 1 in einer zweiten Schaltstellung; 2 : the camshaft adjuster according to 1 in a second switching position;

3: der Nockenwellenversteller gemäß 1 in einer dritten Schaltstellung; 3 : the camshaft adjuster according to 1 in a third switching position;

4: der Nockenwellenversteller gemäß 1 in einer vierten Schaltstellung; 4 : the camshaft adjuster according to 1 in a fourth switching position;

5: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers im OPA Modus und eines bestromten Hydraulikventils in einer ersten Schaltstellung; 5 : a schematic representation of a camshaft adjuster according to the invention in the OPA mode and an energized hydraulic valve in a first switching position;

6: der Nockenwellenversteller gemäß 5 in einer zweiten Schaltstellung; und 6 : the camshaft adjuster according to 5 in a second switching position; and

7: der Nockenwellenversteller gemäß 5, der hydraulisch eingespannt ist, in der sich der Rotor nicht relativ zum Stator verdrehen kann. 7 : the camshaft adjuster according to 5 , which is hydraulically clamped, in which the rotor can not rotate relative to the stator.

Alle Figuren zeigen zur Verdeutlichung der Erfindung in schematischen Darstellungen einen erfindungsgemäß als Flügelzellentyp aufgebauten Nockenwellenversteller 1 in unterschiedlichen Schaltstellungen. Gleiche bzw. übereinstimmende Elemente sind in den einzelnen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei nicht alle Elemente des Nockenwellenverstellers 1 dargestellt und/oder mit Bezugsziffern versehen sind. Weiterhin sind Elemente gezeigt, die nicht zwingend für die Erfindung erforderlich sind.All figures show to illustrate the invention in schematic representations according to the invention constructed as a vane type camshaft adjuster 1 in different switching positions. Identical or matching elements are provided in the individual figures with the same reference numerals, not all elements of the camshaft adjuster 1 represented and / or provided with reference numerals. Furthermore, elements are shown which are not necessarily required for the invention.

Der Nockenwellenversteller 1 umfasst einen mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) in Verbindung stehenden Stator 2 und einen mit einer Nockenwelle (nicht gezeigt) verbundenen Rotor 3 mit einer Rotornabe 4. In der oberen Darstellung von 1 ist der Stator 2 des Flügelzellenverstellers schematisch in der Abwicklung gezeigt, während darunter schematisch ein Ausschnitt der Rotornabe 4 vom Rotor 3 mit zugehöriger Verriegelungseinrichtung 5 abgebildet ist. Versetzt zum Rotor 3 zeigt die 1 weiterhin ein als Mehrwege-Schaltventil aufgebautes, zur Steuerung eines Hydraulik- oder Druckmittelstroms eingesetztes Hydraulikventil 6, welches federkraftbelastet über einen Elektromagnet 20 betätigt werden kann. Im Betriebszustand der Brennkraftmaschine wird der Elektromagnet 20 von einem Steuergerät (nicht gezeigt) unterschiedlich bestromt, wodurch das Hydraulikventil 6 in unterschiedliche Schaltstellungen verschiebbar ist. Die Rotornabe 4 umfasst mehrere radial ausgerichtete Flügel 7, 8, 9, die Druckräume 10 bis 12 in Arbeitskammern 13 bis 18 unterteilen, die jeweils paarweise zusammenwirken, wobei jeweils eine als FRÜH- und die gegenüberliegende Arbeitskammer als SPÄT-Kammer bestimmt ist.The camshaft adjuster 1 includes a stator in communication with a crankshaft of the internal combustion engine (not shown) 2 and a rotor connected to a camshaft (not shown) 3 with a rotor hub 4 , In the upper part of 1 is the stator 2 the Flügelzellenverstellers shown schematically in the development, while schematically below a section of the rotor hub 4 from the rotor 3 with associated locking device 5 is shown. Offset to the rotor 3 show the 1 Furthermore, a multi-way switching valve constructed, used for controlling a hydraulic or pressure medium flow hydraulic valve 6 , which is spring loaded by an electromagnet 20 can be operated. In the operating state of the internal combustion engine, the electromagnet 20 energized differently by a control unit (not shown), whereby the hydraulic valve 6 is displaceable in different switching positions. The rotor hub 4 includes several radially aligned wings 7 . 8th . 9 , the pressure chambers 10 to 12 in working chambers 13 to 18 subdivide, which cooperate in pairs, each one as EARLY and the opposite working chamber as LATER chamber is determined.

Der Nockenwellenversteller 1 ist als dreiflügeliger Versteller ausgeführt, der bei Bedarf auch mehr Flügel einschließen kann. Weiterhin schließt der Nockenwellenversteller 1 ein Leitungssystem 19 ein, das unter Zwischenschaltung des Hydraulikventils 6 sowie mit zugehörigen Wegen, Verbindungen bzw. Leitungen in Verbindung mit dem Hydraulikventil 6 den Arbeitskammern 13 bis 18 das Öl bzw. das Hydraulikmittel wahlweise zu- oder abführt und diese dabei strömungstechnisch über einen P-Port mit einer Druckmittelpumpe P oder einem Druckmittelreservoir T verbindet. In jedem Flügel 7, 8, 9 ist eine Steuereinrichtung 21 vorhanden, bestehend aus einem hydraulisch betätigbaren und mittels einer Feder 23 rückstellbaren Steuerkolben 22, der eine Fluidverbindung 24 zwischen zugehörigen Arbeitskammern 13, 14; 15, 16; 17, 18 selektiv öffnet oder verschließt. Der Flügel 7 schließt weiterhin ein als Einwegventil aufgebautes Rückschlagventil 25 ein, das eine Druckmittelströmung von der Arbeitskammer 14 in die Arbeitskammer 13 ermöglicht und eine Strömung entgegen dieser Durchlassrichtung sperrt. Ein weiteres dem Flügel 8 zugeordnetes Rückschlagventil 26 sperrt eine entgegengesetzte Druckmittelströmung von der Arbeitskammer 16 in die Arbeitskammer 15. Die dem Rotor 3 zugeordnete Verriegelungseinrichtung 5 umfasst zwei getrennte hydraulisch betätigbare Verriegelungspins, einen FRÜH-Verriegelungspin 27 sowie einen SPÄT-Verriegelungspin 28, die federkraftbeaufschlagt verschiebbar eingesetzt sind und die in einer Endstellung formschlüssig in einer Verriegelungskulisse 29 verrasten. Das Hydraulikventil 6 des Nockenwellenverstellers kann in vier Positionen eingestellt werden, wobei die Porte A und B je nach Einstellung eine Verbindung zu den Arbeitskammern 13 bis 18 herstellen und ein C-Port das Hydraulikventil 6 mit Steuereinrichtungen 21 der Flügel 7 bis 9 verbindet. Weiterhin ist der C-Port mit der Verriegelungskulisse 29 verbunden, so dass die Verriegelungspins 27, 28 über den C-Port ansteuerbar sind. Über einen weiteren P-Port und T-Port kann das Hydraulikventil 6 mit einer Druckpumpe bzw. einem Tank oder Reservoir geschaltet werden.The camshaft adjuster 1 is designed as a three-wing stage, which can also include more wings if required. Furthermore, the camshaft adjuster closes 1 a pipe system 19 a, with the interposition of the hydraulic valve 6 as well as associated routes, connections or lines in connection with the hydraulic valve 6 the working chambers 13 to 18 the oil or the hydraulic fluid either supply or discharge and this fluidly connects via a P-port with a pressure medium pump P or a pressure medium reservoir T. In every wing 7 . 8th . 9 is a control device 21 existing, consisting of a hydraulically operated and by means of a spring 23 resettable spool 22 that has a fluid connection 24 between associated working chambers 13 . 14 ; 15 . 16 ; 17 . 18 selectively opens or closes. The wing 7 also includes a non-return valve constructed as a one-way valve 25 a, which is a pressure medium flow from the working chamber 14 in the working chamber 13 allows and blocks a flow against this passage direction. Another the wing 8th associated check valve 26 blocks an opposite pressure fluid flow from the working chamber 16 in the working chamber 15 , The the rotor 3 associated locking device 5 includes two separate hydraulically actuated locking pins, an EARLY locking pin 27 as well as a LATE locking pin 28 which are inserted displaceably spring-loaded and which in a final position form-fitting manner in a locking link 29 lock. The hydraulic valve 6 of the camshaft adjuster can be adjusted in four positions, the ports A and B, depending on the setting, a connection to the working chambers 13 to 18 make a C port and that hydraulic valve 6 with control devices 21 the wing 7 to 9 combines. Furthermore, the C-port with the locking link 29 connected so that the locking pins 27 . 28 can be controlled via the C port. The hydraulic valve can be connected via another P port and T port 6 be switched with a pressure pump or a tank or reservoir.

Gemäß 1 ist die Brennkraftmaschine ausgeschaltet und befindet sich in einer Auslaufphase, in der die Nockenwelle noch rotiert. Das Hydraulikventil 6 ist dabei unbestromt und der Nockenwellenversteller 1 befindet sich im CTA Modus relativ zur Mittenposition in Richtung „SPÄT”, wobei das Nockenwellenwechselmoment eine Verstellung in Richtung „FRÜH” auslöst. Ein C-Port im Hydraulikventil 6 ist dabei auf T, den Tank geschaltet, so dass die Verriegelungspins 27, 28 aufgrund der Druckfederkraft sich in Richtung der Verriegelungskulisse 29 verschieben. Durch das Einrasten des Verriegelungspins 27 in die Verriegelungskulisse 29 wird die Verbindung 30 gesperrt. Der Verriegelungspin 28 kann aufgrund der Winkelposition „SPÄT” des Rotors 3, die sich relativ zur Mittenposition befindet, nicht in die Verriegelungskulisse 29 verrasten, so dass die Verbindung 31 freigegeben ist. Das Wechselmoment der Nockenwelle wirkt im betrachteten Fall in Pfeilrichtung nach „FRÜH”, so dass der Rotor 3 entsprechend in Richtung „FRÜH” beaufschlagt wird, wodurch sich die Arbeitskammern 14, 16, 18 verkleinern, während sich gegenüberliegende Arbeitskammern vergrößern. Das Druckmittel, das Öl, strömt aus der Arbeitskammer 14 über die Fluidverbindung 24 des Flügels 7 zur Arbeitskammer 13, ebenso das Öl aus der Arbeitskammer 18 über die Fluidverbindung 24 des Flügels 9 zur Arbeitskammer 17. Dagegen kann das Öl aus der Arbeitskammer 16 aufgrund der Durchlassrichtung des Rückschlagventils 26 der Fluidverbindung 24 nicht direkt durch den Flügel 8 zur Arbeitskammer 15 strömen. Der Druckmittelaustausch erfolgt aus der Arbeitskammer 16 über die Verbindung 31, den Verriegelungspin 28 über die Verbindungen 32, 33 zur Arbeitskammer 18. Von dort fließt das Öl über die Fluidverbindung 24 in die Arbeitskammer 17 und anschließend über die Verbindungen 34, 35, 36 zur Arbeitskammer 15. Somit kann aufgrund des Wechselmoments der Nockenwelle der Rotor 3 in Richtung „FRÜH” verstellt werden. Der Strömungsweg des Öls von der Arbeitskammer 16 in die Arbeitskammer 15 ist lang und mit einer Vielzahl an Umlenkungen und Querschnittsänderungen versehen.According to 1 the internal combustion engine is switched off and is in a phase-out phase in which the camshaft is still rotating. The hydraulic valve 6 is thereby de-energized and the camshaft adjuster 1 is in the CTA mode relative to the center position in the direction of "LOW", with the camshaft alternating torque triggers an adjustment in the direction of "EARLY". A C port in the hydraulic valve 6 is doing on T, the tank is switched so that the locking pins 27 . 28 due to the compression spring force in the direction of the locking link 29 move. By the engagement of the locking pin 27 in the locking frame 29 becomes the connection 30 blocked. The locking pin 28 may be due to the angular position "LATE" of the rotor 3 , which is located relative to the center position, not in the locking link 29 lock, so the connection 31 is released. The alternating torque of the camshaft acts in the considered case in the direction of arrow to "EARLY", so that the rotor 3 is acted upon in the direction of "EARLY", causing the working chambers 14 . 16 . 18 reduce as opposed work chambers enlarge. The pressure medium, the oil, flows out of the working chamber 14 via the fluid connection 24 of the grand piano 7 to the working chamber 13 , as well as the oil from the working chamber 18 via the fluid connection 24 of the grand piano 9 to the working chamber 17 , In contrast, the oil from the working chamber 16 due to the passage direction of the check valve 26 the fluid connection 24 not directly through the wing 8th to the working chamber 15 stream. The pressure medium exchange takes place from the working chamber 16 about the connection 31 , the locking pin 28 about the connections 32 . 33 to the working chamber 18 , From there, the oil flows through the fluid connection 24 in the working chamber 17 and then on the connections 34 . 35 . 36 to the working chamber 15 , Thus, due to the alternating torque of the camshaft, the rotor 3 in the direction of "EARLY". The flow path of the oil from the working chamber 16 in the working chamber 15 is long and provided with a variety of deflections and cross-sectional changes.

Als Maßnahme, um die Strömungswiderstände des Hydraulikmittels zu minimieren und gleichzeitig das hydraulische Wirkprinzip im CTA Modus des Nockenwellenverstellers 1 zu verbessern, ist ein Bypass 40 vorgesehen, der eine zusätzliche kürzere, weniger Umlenkungen aufweisende Verbindung zwischen den Arbeitskammern 15, 16 bildet. In Verbindung mit dem in 1 gepunktet dargestellten Bypass 40 stellt sich ein zusätzlicher verkürzter Fließweg für das Öl ein. Durch das Nockenwellenwechselmoment wird Öl aus der Arbeitskammer 16 in die Verbindung 31 verdrängt und strömt anschließend nach dem Verriegelungspin 28 unmittelbar in den Bypass 40, der nach dem Rückschlagventil 26 in die Fluidverbindung 24 des Flügels 8 mündet und dabei das Rückschlagventil 26 umgeht. Demzufolge kann das Öl aus der Arbeitskammer 16 sowohl den zuerst beschriebenen langen Weg über die Arbeitskammer 18, 17 als auch den zuletzt beschriebenen direkten kurzen Strömungsweg über den Bypass 40 nehmen, wodurch sich höhere Verstellgeschwindigkeiten des Nockenwellenverstellers 1 im CTA Modus einstellen.As a measure to minimize the flow resistance of the hydraulic medium and at the same time the hydraulic operating principle in the CTA mode of the camshaft adjuster 1 to improve is a bypass 40 provided, the additional shorter, less deflections connection between the working chambers 15 . 16 forms. In conjunction with the in 1 dotted illustrated bypass 40 adjusts an additional shortened flow path for the oil. The camshaft alternating torque causes oil to escape from the working chamber 16 in the connection 31 displaces and then flows to the locking pin 28 immediately in the bypass 40 , after the check valve 26 in the fluid connection 24 of the grand piano 8th discharges while the check valve 26 bypasses. As a result, the oil from the working chamber 16 both the first described long way over the working chamber 18 . 17 as well as the last-described direct short flow path over the bypass 40 take, resulting in higher adjustment speeds of the camshaft adjuster 1 in CTA mode.

Die 2 zeigt den Nockenwellenversteller 1 in einer Position, welche relativ zur Mittenposition in Richtung „SPÄT” liegt, verdeutlicht durch die Pfeilrichtung. In dieser Situation ist sicherzustellen, dass durch das Nockenwellenwechselmoment der Nockenwellenversteller 1 im CTA Modus nicht in Richtung „SPÄT” verstellt werden kann, da dies einer von der Mittenposition abgewandten Verstellung entspricht. In der schematischen Darstellung ist der C-Port des Hydraulikventils 6 auf T, den Tank geschaltet, so dass die Verriegelungspins 27, 28 aufgrund der Druckfederkraft sich in Richtung der Verriegelungskulisse 29 verschieben. Durch das Einrasten des Verriegelungspins 27 in die Verriegelungskulisse 29 ist die Verbindung 30 gesperrt. Durch das in Richtung „SPÄT” wirkende Wechselmoment der Nockenwelle wird der Rotor 3 nach „SPÄT” verstellt. Aus der Arbeitskammer 13 kann das Öl aufgrund des Rückschlagventils 25 nicht in die Arbeitskammer 14 fließen. Des Weiteren kann das Öl auch nicht aus der Kammer 13 über die Verbindung 30 abfließen, da diese durch den Verriegelungspin 27 gesperrt ist. Somit verhindert das Öl in der Arbeitskammer 13 eine Verstellung nach „SPÄT”, die folglich als Abstützkammer bezeichnet wird, weil diese das Nockenwellenmoment Richtung „SPÄT” abstützt und diesem entgegenwirkt.The 2 shows the camshaft adjuster 1 in a position which is relative to the center position in the direction of "LATE", illustrated by the direction of the arrow. In this situation, it must be ensured that the camshaft adjuster is replaced by the camshaft alternating torque 1 in CTA mode can not be adjusted in the direction of "LATE", as this corresponds to an adjustment away from the center position. In the schematic illustration is the C port of the hydraulic valve 6 switched to T, the tank, so that the locking pins 27 . 28 due to the compression spring force in the direction of the locking link 29 move. By the engagement of the locking pin 27 in the locking frame 29 is the connection 30 blocked. By acting in the direction of "LATE" alternating torque of the camshaft is the rotor 3 adjusted to "LATE". From the work chamber 13 can the oil due to the check valve 25 not in the working chamber 14 flow. Furthermore, the oil can not escape from the chamber 13 about the connection 30 drain as they pass through the locking pin 27 Is blocked. Thus prevents the oil in the working chamber 13 an adjustment to "LATE", which is consequently referred to as a support chamber, because it supports the camshaft torque direction "LATE" and counteracts this.

In der Darstellung nach 3 befindet sich der Nockenwellenversteller in einer Position relativ zur Mittenposition in Richtung „FRÜH”, wobei das Nockenwellenmoment in Richtung „SPÄT” wirkt. Die Brennkraftmaschine wurde ausgeschaltet und befindet sich gerade in der Auslaufphase, in der noch die Nockenwelle rotiert. Das Hydraulikventil 6 ist dabei unbestromt, der Versteller befindet sich im CTA Modus. Der C-Port im Hydraulikventil 6 ist auf T, den Tank geschaltet, so dass die Verriegelungspins 27, 28 aufgrund der Druckfederkraft in der Verriegelungskulisse 29 verrastet sind. Durch das Einrasten des Verriegelungspins 28 in die Verriegelungskulisse 29 ist die Verbindung 31 gesperrt. Der Verriegelungspin 27 ist aufgrund der Winkelposition „FRÜH” des Rotors 3, die sich relativ zur Mittenposition befindet, nicht in der Verriegelungskulisse 29 verrastet, so dass die Verbindung 30 freigegeben ist.In the illustration after 3 the camshaft adjuster is in a position relative to the center position in the direction of "EARLY", with the camshaft torque acting in the "LOW" direction. The internal combustion engine was switched off and is currently in the phase-out phase, in which the camshaft still rotates. The hydraulic valve 6 is energized, the adjuster is in CTA mode. The C-port in the hydraulic valve 6 is switched to T, the tank, so that the locking pins 27 . 28 due to the compression spring force in the locking link 29 are locked. By the engagement of the locking pin 28 in the locking frame 29 is the connection 31 blocked. The locking pin 27 is due to the angular position "EARLY" of the rotor 3 that are relative to the center position not in the locking slot 29 locked, so the connection 30 is released.

Das Wechselmoment der Nockenwelle wirkt in diesem Fall nach „SPÄT”, so dass der Rotor 3 in Pfeilrichtung „SPÄT” beaufschlagt ist. Das Öl aus der Arbeitskammer 15 fließt über die Fluidverbindung 24 des Flügels 8 direkt zur Arbeitskammer 16. Das Öl aus der Arbeitskammer 17 strömt über die Fluidverbindung 24 des Flügels 9 zur Arbeitskammer 18. Aus der Arbeitskammer 13 kann das Öl aufgrund des Rückschlagventils 25 nicht direkt über die Fluidverbindung 24 zur Arbeitskammer 14 fließen. Das Druckmittel bzw. Öl strömt aus der Arbeitskammer 13 durch die Verbindung 30, den Verriegelungspin 27 und die Verbindungen 37, 35 und 34 zur Arbeitskammer 17. Von dort gelangt das Öl über die Fluidverbindung 24 des Flügels 9 in die Arbeitskammer 18, um anschließend über die Verbindungen 33 und 32 in die Arbeitskammer 14 zu strömen. Als Maßnahme, um diese relativ langen Strömungswege zu verkürzen, ist eine zusätzliche, einen Bypass 50 bildende Verbindung vorgesehen, die in 3 gepunktet dargestellt ist. Durch das Nockenwellenwechselmoment wird das Öl aus der Arbeitskammer 13 über den Weg 30 herausgedrückt und strömt anschließend durch den Verriegelungspin 27 und von der Verriegelungseinrichtung 5 kommend direkt in den Bypass 50, der nach dem Rückschlagventil 25 direkt in die Fluidverbindung 24 des Flügels 7 mündet und von dort zur Arbeitskammer 14. Das Öl kann somit aus der Arbeitskammer 13 sowohl über die zuerst beschriebenen langen Verbindungen über die Arbeitskammern 17, 18 als auch über den kurzen Bypass 50 fließen.The alternating torque of the camshaft acts in this case to "LATE", so that the rotor 3 in the arrow direction "LATE" is applied. The oil from the working chamber 15 flows through the fluid connection 24 of the grand piano 8th directly to the working chamber 16 , The oil from the working chamber 17 flows over the fluid connection 24 of the grand piano 9 to the working chamber 18 , From the work chamber 13 can the oil due to the check valve 25 not directly via the fluid connection 24 to the working chamber 14 flow. The pressure medium or oil flows out of the working chamber 13 through the connection 30 , the locking pin 27 and the connections 37 . 35 and 34 to the working chamber 17 , From there, the oil passes through the fluid connection 24 of the grand piano 9 in the working chamber 18 to subsequently over the connections 33 and 32 in the working chamber 14 to stream. As a measure to shorten these relatively long flow paths is an additional, a bypass 50 forming compound provided in 3 dotted is shown. Due to the camshaft alternating torque, the oil from the working chamber 13 over the way 30 pushed out and then flows through the locking pin 27 and the locking device 5 coming directly into the bypass 50 , after the check valve 25 directly into the fluid connection 24 of the grand piano 7 flows and from there to the working chamber 14 , The oil can thus escape from the working chamber 13 both over the first described long connections over the working chambers 17 . 18 as well as over the short bypass 50 flow.

Gemäß 4 befindet sich der Nockenwellenversteller 1 in einer Position relativ zur Mittenposition in Richtung „FRÜH”, wobei das Nockenwellenwechselmoment in Richtung „früh” wirkt. In dieser Situation ist sicherzustellen, dass das Nockenwellenwechselmoment den Versteller 1 im CTA Modus nicht in Richtung „FRÜH”, d. h. in eine von der Mittenposition abweichende Richtung verstellt. Dazu ist der C-Port des Hydraulikventils 6 auf T, den Tank geschaltet, so dass die Verriegelungspins 27, 28 sich aufgrund der Druckfederkraft in Richtung der Verriegelungskulisse 29 verschieben. Durch das Einrasten des Verriegelungspins 28 in die Verriegelungskulisse 29 wird die Verbindung 31 gesperrt. Das Wechselmoment der Nockenwelle wirkt nach „FRÜH”, so dass dieses den Rotor 3 in Pfeilrichtung „FRÜH” beaufschlagt, wodurch Öl beispielsweise aus der Arbeitskammer 14 in die Arbeitskammer 13 verdrängt wird. Aufgrund der Durchströmrichtung des Rückschlagventils 26 ist eine direkte Strömung des Öls aus der Arbeitskammer 16 über die Fluidverbindung 24 des Flügels 8 in die Arbeitskammer 15 nicht möglich. Außerdem ist eine Ölströmung aus der Arbeitskammer 16 über die Verbindung 31 durch den in Sperrstellung befindlichen Verriegelungspin 28 unterbrochen. Somit verhindert das Öl in der Arbeitskammer 16 eine Verstellung in Richtung „SPÄT”.According to 4 is the camshaft adjuster 1 in a position relative to the center position in the direction of "EARLY", wherein the camshaft alternating torque in the direction of "early" acts. In this situation, make sure that the camshaft alternating torque is the phaser 1 in CTA mode do not move towards "EARLY", ie in a direction other than the center position. This is the C port of the hydraulic valve 6 switched to T, the tank, so that the locking pins 27 . 28 due to the compression spring force in the direction of the locking link 29 move. By the engagement of the locking pin 28 in the locking frame 29 becomes the connection 31 blocked. The alternating torque of the camshaft acts after "EARLY", so that this the rotor 3 acted in the arrow direction "EARLY", whereby oil, for example, from the working chamber 14 in the working chamber 13 is displaced. Due to the flow direction of the check valve 26 is a direct flow of oil from the working chamber 16 via the fluid connection 24 of the grand piano 8th in the working chamber 15 not possible. There is also an oil flow from the working chamber 16 about the connection 31 through the locking pin located in the blocking position 28 interrupted. Thus prevents the oil in the working chamber 16 an adjustment in the direction of "LATE".

Gemäß der Abbildung in 5 ist das Hydraulikventil 6 bestromt, dabei nimmt das Ventil eine vierte Schaltposition ein. Die Porte C und A des Hydraulikventils 6 sind dabei auf P, einen Pumpenanschluss und der Port B ist im Hydraulikventil 6 auf T, den Tank geschaltet. Damit sind die Verriegelungspins 27, 28 über die Verbindung 38 mit Öldruck beaufschlagt und werden folglich aufgrund des Öldrucks in der Verriegelungskulisse 29 entgegen der Federkraft soweit verschoben, dass diese die Leitungen 30, 31 freigeben und die zusammenwirkenden Arbeitskammern 13, 14; 15, 16 und 17, 18 voneinander getrennt sind. Der Pumpendruck wirkt bei dieser Schaltung des Hydraulikventils 6 über den A-Port direkt auf die Arbeitskammern 13, 15, 17, die Arbeitskammern 14, 16, 18 sind dabei drucklos geschaltet, da sie über den B-Port bzw. den T-Port des Hydraulikventils 6 mit dem Tank verbunden sind. Folglich wird der Rotor 3 durch den Pumpendruck nach „FRÜH” verstellt. Die Funktionsweise des Nockenwellenverstellers 1 ist nun vergleichbar einem Standardversteller. Das Öl fließt vom Hydraulikventil 6 über den Weg 34 zur Arbeitskammer 17, über die Verbindungen 35, 36 zur Arbeitskammer 15 und über die Verbindung 35 zum Verriegelungspin 27 und die Verbindung 30 zur Arbeitskammer 13. Weiterhin strömt Öl aus der Arbeitskammer 18 über die Verbindung 33 zum Tank sowie Öl aus der Arbeitskammer 16 über den Weg 31, den Verriegelungspin 28 sowie die Verbindung 33 zum Tank. Aus der Arbeitskammer 14 strömt das Öl über die Verbindungen 32 und 33 zum Tank. Somit wird der Nockenwellenversteller 1 durch den Pumpendruck nach „FRÜH” verstellt.As shown in figure 5 is the hydraulic valve 6 energized, the valve assumes a fourth switching position. The ports C and A of the hydraulic valve 6 are on P, a pump port and port B is in the hydraulic valve 6 on T, the tank switched. This is the locking pins 27 . 28 about the connection 38 are subjected to oil pressure and consequently due to the oil pressure in the locking link 29 against the spring force shifted so far that this the lines 30 . 31 release and the cooperating working chambers 13 . 14 ; 15 . 16 and 17 . 18 are separated from each other. The pump pressure acts on this circuit of the hydraulic valve 6 via the A port directly to the working chambers 13 . 15 . 17 , the working chambers 14 . 16 . 18 They are depressurized because they are connected via the B port or the T port of the hydraulic valve 6 connected to the tank. Consequently, the rotor becomes 3 adjusted by the pump pressure to "EARLY". The operation of the camshaft adjuster 1 is now comparable to a standard adjuster. The oil flows from the hydraulic valve 6 over the way 34 to the working chamber 17 , about the connections 35 . 36 to the working chamber 15 and about the connection 35 to the locking pin 27 and the connection 30 to the working chamber 13 , Furthermore, oil flows out of the working chamber 18 about the connection 33 to the tank as well as oil from the working chamber 16 over the way 31 , the locking pin 28 as well as the connection 33 to the tank. From the work chamber 14 the oil flows over the connections 32 and 33 to the tank. Thus, the camshaft adjuster 1 adjusted by the pump pressure to "EARLY".

Die Darstellung in 6 zeigt ebenfalls ein bestromtes Hydraulikventil 6, das die zweite Schaltposition einnimmt. Dadurch verstellt der Nockenwellenversteller 1 im Betriebszustand der Brennkraftmaschine durch den Pumpendruck in Richtung „SPÄT”. Der C-Port des Hydraulikventils 6 ist mit der Druckpumpe verbunden, so dass die Verriegelungspins 27, 28 aufgrund des Öldrucks entgegen der Federkraft soweit verschoben sind, dass diese entriegelt sind und die Leitungen 30, 31 freigeben. Der Pumpendruck beaufschlagt dabei die Arbeitskammern 14, 16 und 18. Die Arbeitskammern 13, 15 und 17 sind gleichzeitig drucklos geschaltet, da sie über das Hydraulikventil 6 und den Port T mit dem Tank verbunden sind. Folglich wird der Rotor 3 durch den Pumpendruck nach „SPÄT” verstellt. Die Funktion des Nockenwellenverstellers ist dabei übereinstimmend mit einem Standardversteller. Das Öl fließt vom Hydraulikventil 6 über die Verbindung 33 zur Arbeitskammer 18, über die Verbindung 32 zum Verriegelungspin 28, die Verbindung 31 zur Arbeitskammer 16 sowie die Verbindungen 33 und 32 zur Arbeitskammer 14. Das Öl aus der Arbeitskammer 17 strömt über die Verbindung 34 zum Tank. Aus der Arbeitskammer 15 fließt das Öl über die Verbindungen 36 und 35 zum Tank und aus der Arbeitskammer 13 über die Verbindung 30, den Verriegelungspin 27 sowie die Verbindungen 37 und 35 zum Tank.The representation in 6 also shows a powered hydraulic valve 6 , which assumes the second switching position. This adjusts the camshaft adjuster 1 in the operating state of the internal combustion engine by the pump pressure in the direction "LATE". The C port of the hydraulic valve 6 is connected to the pressure pump so that the locking pins 27 . 28 due to the oil pressure against the spring force are shifted so far that they are unlocked and the lines 30 . 31 release. The pump pressure acts on the working chambers 14 . 16 and 18 , The working chambers 13 . 15 and 17 are depressurized at the same time as they are via the hydraulic valve 6 and the port T are connected to the tank. Consequently, the rotor becomes 3 adjusted by the pump pressure to "LATE". The function of the camshaft adjuster is consistent with a standard adjuster. The oil flows from the hydraulic valve 6 about the connection 33 to the working chamber 18 , about the connection 32 to the locking pin 28 , the connection 31 to the working chamber 16 as well as the connections 33 and 32 to the working chamber 14 , The oil from the working chamber 17 flows over the connection 34 to the tank. From the work chamber 15 the oil flows over the connections 36 and 35 to the tank and out of the working chamber 13 about the connection 30 , the locking pin 27 as well as the connections 37 and 35 to the tank.

Gemäß 7 ist das Hydraulikventil 6 so bestromt, dass es eine dritte Schaltposition einnimmt. Der Nockenwellenversteller 1 verbleibt in der Position, in der er sich zu dem Zeitpunkt befindet. Der C-Port des Hydraulikventils 6 ist mit der Pumpe verbunden, so dass die Verriegelungspins 27, 28 aufgrund des Öldrucks entgegen der Federkraft soweit verschoben sind, dass diese entriegelt sind und die Leitungen 30, 31 freigeben. Über das Hydraulikventil 6 sind die Arbeitskammern 14, 16, 18 von den Arbeitskammern 13, 15, 17 abgesperrt. Folglich ist der Rotor 3 hydraulisch eingespannt. Die Funktion des Nockenwellenverstellers 1 stimmt dabei mit einem Standardversteller überein.According to 7 is the hydraulic valve 6 energized so that it occupies a third switching position. The camshaft adjuster 1 remains in the position in which he is at the time. The C port of the hydraulic valve 6 is connected to the pump so that the locking pins 27 . 28 due to the oil pressure against the spring force are shifted so far that they are unlocked and the lines 30 . 31 release. About the hydraulic valve 6 are the working chambers 14 . 16 . 18 from the working chambers 13 . 15 . 17 shut off. Consequently, the rotor is 3 hydraulically clamped. The function of the camshaft adjuster 1 agrees with a standard adjuster.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
NockenwellenverstellerPhaser
22
Statorstator
33
Rotorrotor
44
Rotornaberotor hub
55
Verriegelungseinrichtunglocking device
66
Hydraulikventilhydraulic valve
77
Flügelwing
88th
Flügelwing
99
Flügelwing
1010
Druckraumpressure chamber
1111
Druckraumpressure chamber
1212
Druckraumpressure chamber
1313
Arbeitskammerworking chamber
1414
Arbeitskammerworking chamber
1515
Arbeitskammerworking chamber
1616
Arbeitskammerworking chamber
1717
Arbeitskammerworking chamber
1818
Arbeitskammerworking chamber
1919
Leitungssystemline system
2020
Elektromagnetelectromagnet
2121
Steuereinrichtungcontrol device
2222
Steuerkolbenspool
2323
Federfeather
2424
Fluidverbindungfluid communication
2525
Rückschlagventilcheck valve
2626
Rückschlagventilcheck valve
2727
Verriegelungspinlocking pin
2828
Verriegelungspinlocking pin
2929
Verriegelungskulisselocking link
3030
Verbindungconnection
3131
Verbindungconnection
3232
Verbindungconnection
3333
Verbindungconnection
3434
Verbindungconnection
3535
Verbindungconnection
3636
Verbindungconnection
3737
Verbindungconnection
3838
Verbindungconnection
4040
Bypassbypass
5050
Bypassbypass

Claims (8)

Nockenwellenversteller (1) vom Flügelzellentyp, eingesetzt zur Steuerzeitenänderung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, mit einem Stator (2), der mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Verbindung steht und einem im Stator (2) drehbar gelagerten, mit einer Nockenwelle verbundenen Rotor (3), sowie mit einem Leitungssystem (19), das unter Zwischenschaltung eines Hydraulikventils (6) sowie Verbindungen (30 bis 38) oder Wegen ein Hydraulikmittel mehreren Druckräumen (10 bis 12) zuführt oder abführt, die jeweils von einem rotorfesten Flügel (7 bis 9) in getrennte, gegeneinander wirkende Arbeitskammern (13, 14; 15, 16; 17, 18) aufgeteilt sind, über die eine Phasenlage der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle gehalten oder gezielt verändert werden kann, wobei eine in jedem Flügel (7 bis 9) integrierte Steuereinrichtung (21) ein selektives Freigeben oder Unterbrechen einer Fluidverbindung (24) zwischen den zusammenwirkenden Arbeitskammern (13, 14; 15, 16; 17, 18) ermöglicht, wobei zumindest eine Fluidverbindung (24) ein Rückschlagventil (25, 26) einschließt, das eine Öl- oder Hydraulikmittelströmung zwischen zwei zusammenwirkenden Arbeitskammern (13, 14) in eine Richtung verhindert, eine Verriegelungseinrichtung (5) ist vorgesehen, um eine Relativbewegung zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2) zu unterbinden, indem ein Verriegelungspin (27, 28) bei einer Verdrehung des Rotors (3) aus Richtung einer Anschlagstellung FRÜH oder SPÄT in einer Mittenverriegelungsposition (MVP) in der Verriegelungskulisse (29) verriegelt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verstellungsrichtung des Rotors (3) gegenüber dem Stator (2), die einer Durchlassrichtung des Rückschlagventils (25, 26) der Steuereinrichtung (21) entgegensteht, zumindest ein Teilstrom des Hydraulikmittels über einen Bypass (40, 50) fließt, der das Hydraulikmittel von der Verriegelungseinrichtung (5) kommend, das Rückschlagventil (25, 26) umgehend unmittelbar in die Arbeitskammer (14, 15) leitet.Camshaft adjuster ( 1 ) of the wing cell type, used for changing the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, with a stator ( 2 ), which is in communication with a crankshaft of the internal combustion engine and one in the stator ( 2 ) rotatably mounted, connected to a camshaft rotor ( 3 ), as well as with a pipeline system ( 19 ), with the interposition of a hydraulic valve ( 6 ) as well as connections ( 30 to 38 ) or because of a hydraulic medium several pressure chambers ( 10 to 12 ) are fed or led away, each from a rotor-fixed wing ( 7 to 9 ) into separate, mutually opposing working chambers ( 13 . 14 ; 15 . 16 ; 17 . 18 ), over which a phase angle of the camshaft relative to the crankshaft held or selectively changed, wherein one in each wing ( 7 to 9 ) integrated control device ( 21 ) selectively releasing or interrupting a fluid connection ( 24 ) between the cooperating working chambers ( 13 . 14 ; 15 . 16 ; 17 . 18 ), wherein at least one fluid connection ( 24 ) a check valve ( 25 . 26 ) containing an oil or hydraulic fluid flow between two cooperating working chambers ( 13 . 14 ) in one direction, a locking device ( 5 ) is provided for relative movement between the rotor ( 3 ) and the stator ( 2 ) by a locking pin ( 27 . 28 ) at a rotation of the rotor ( 3 ) from the direction of a stop position EARLY or LATE in a center locking position (MVP) in the locking link (FIG. 29 ), characterized in that in a direction of displacement of the rotor ( 3 ) opposite the stator ( 2 ), a passage direction of the check valve ( 25 . 26 ) of the control device ( 21 ), at least a partial flow of the hydraulic fluid via a bypass ( 40 . 50 ) flows, the hydraulic means from the locking device ( 5 ), the check valve ( 25 . 26 ) immediately into the working chamber ( 14 . 15 ). Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer von dem Nockenwellenwechselmoment ausgelösten Verdrehung des Rotors (3) gegenüber dem Stator (2) in Richtung einer Anschlagstellung FRÜH ein Teilstrom des Hydraulikmittels von der Arbeitskammer (16) über eine Verbindung (31) zum Verriegelungspin (28) der Verriegelungseinrichtung (5) und von dort über den Bypass (40) in die Arbeitskammer (15) strömt.Camshaft adjuster according to claim 1, characterized in that in one of the Camshaft alternating torque triggered rotation of the rotor ( 3 ) opposite the stator ( 2 ) in the direction of a stop position FRÜH a partial flow of the hydraulic fluid from the working chamber ( 16 ) via a connection ( 31 ) to the locking pin ( 28 ) of the locking device ( 5 ) and from there via the bypass ( 40 ) in the working chamber ( 15 ) flows. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer von dem Nockenwellenwechselmoment ausgelösten Verdrehung des Rotors (3) gegenüber dem Stator (2) in Richtung einer Anschlagstellung SPÄT ein Teilstrom des Hydraulikmittels von der Arbeitskammer (13) über eine Verbindung (30) zum Verriegelungspin (27) der Verriegelungseinrichtung (5) und von dort über den Bypass (50) in die Arbeitskammer (14) strömt.Camshaft adjuster according to claim 1, characterized in that at a triggered by the camshaft alternating torque rotation of the rotor ( 3 ) opposite the stator ( 2 ) in the direction of a stop position LATE a partial flow of the hydraulic fluid from the working chamber ( 13 ) via a connection ( 30 ) to the locking pin ( 27 ) of the locking device ( 5 ) and from there via the bypass ( 50 ) in the working chamber ( 14 ) flows. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (40, 50) mit der Fluidverbindung (24) des Flügels (7, 8) zusammenwirkt und nach dem Rückschlagventil (25, 26) in die Fluidverbindung (24) mündet.Camshaft adjuster according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bypass ( 40 . 50 ) with the fluid connection ( 24 ) of the wing ( 7 . 8th ) and after the check valve ( 25 . 26 ) in the fluid connection ( 24 ) opens. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verriegelungseinrichtung (5) ein oder mehrere Pins oder Stifte vorgesehen sind, über die ein Öl- oder Hydraulikstrom des Nockenwellenverstellers gezielt beeinflussbar ist.Camshaft adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that as a locking device ( 5 ) One or more pins or pins are provided, via which an oil or hydraulic flow of the camshaft adjuster is selectively influenced. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verriegelungseinrichtung (5) zwei Verriegelungspins (27, 28) integriert sind, ein Früh-Verriegelungspin (27) sowie ein Spät-Verriegelungspin (28).Camshaft adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that in the locking device ( 5 ) two locking pins ( 27 . 28 ), an early-locking pin ( 27 ) as well as a late-locking pin ( 28 ). Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenwellenversteller (1) mehr als zwei am Rotor (3) gleichmäßig umfangsverteilte Flügel (7 bis 9) einschließt.Camshaft adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that the camshaft adjuster ( 1 ) more than two on the rotor ( 3 ) evenly distributed wings ( 7 to 9 ). Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Rückschlagventil (25, 26) ein federbelastetes Kugelventil vorgesehen ist, dessen federbelastete Kugel mit einem Kegelsitz zusammenwirkt.Camshaft adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that as a check valve ( 25 . 26 ) A spring-loaded ball valve is provided, the spring-loaded ball cooperates with a conical seat.
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