DE102015201254A1 - Centrifugal-actuated dual-vane adjuster - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung (1) zum Verstellen von Ventilsteuerzeiten einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Antriebsrad (2) und einem nockenwellenfesten Abtriebsabschnitt (3), wobei das Antriebsrad (2) derart mittels einer Fliehkraftbetätigungseinrichtung (4) rotatorisch mit dem Abtriebsabschnitt (3) verbunden ist, dass der Abtriebsabschnitt (3) in Abhängigkeit der Drehzahl des Antriebsrades (2) relativ zu dem Antriebsrad (2) innerhalb eines Verdrehwinkelbereiches zwischen einer Frühstellung und einer Spätstellung verdrehbar ist.The invention relates to an adjusting device (1) for adjusting valve timing of an internal combustion engine, with a drive wheel (2) and a camshaft fixed output section (3), wherein the drive wheel (2) by means of a centrifugal actuator (4) rotatably connected to the output section (3) is that the output section (3) in dependence of the rotational speed of the drive wheel (2) relative to the drive wheel (2) within a Verdrehwinkelbereiches between an early position and a retarded position is rotatable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zum Verstellen von Ventilsteuerzeiten einer Verbrennungskraftmaschine, etwa einem Otto- oder Dieselmotor, eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise eines Motorrades oder eines Motorrollers, mit einem (direkt oder indirekt mit einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine drehfest verbindbaren oder verbundenen) Antriebsrad und einem nockenwellenfesten oder nockenwellenfest anbringbaren Abtriebsabschnitt.The invention relates to an adjusting device for adjusting valve timing of an internal combustion engine, such as a gasoline or diesel engine, a motor vehicle, preferably a motorcycle or a scooter, with a (directly or indirectly with an output shaft of the internal combustion engine rotatably connected or connected) drive wheel and a camshaft fixed or Camshaft firmly attachable output section.
Aus dem Stand der Technik sind solche Verstelleinrichtungen prinzipiell bekannt, etwa in Form von hydraulischen Nockenwellenverstellern nach der Flügelzellenbauweise, die an Enden von Nockenwellen einer Verbrennungskraftmaschine angebracht sind. Ein solch bekannter Nockenwellenversteller ist etwa in der
Diese bekannten hydraulischen Nockenwellenversteller sind aufgrund der hydraulischen Ansteuerung und ihrer relativ komplexen Struktur besonders für Automotive- Anwendungen interessant, jedoch für kostengünstigere Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere im Bereich von kleinmotorigen Kraftfahrzeugen, wie zweirädrigen Kraftfahrzeugen (Motorräder oder Motorroller) weniger geeignet, da in diesen Kleinkraftfahrzeugen eine deutlich geringere Hydraulikperformance vorherrscht bzw. die Motorelektronik im Gegensatz zu Personenkraftfahrzeugen oder Lastkraftfahrzeugen deutlich eingeschränkt ist. Insbesondere kostenintensive Schaltaktuatoren haben bei solchen Nockenwellenverstellern zur Folge, dass die Verbrennungskraftmaschinen, wie sie aus dem Automotive-Bereich bekannt sind, noch weniger für den Einsatz bei zweirädrigen Motorrädern geeignet sind.These known hydraulic camshaft adjuster are particularly interesting for automotive applications due to the hydraulic control and its relatively complex structure, but for less expensive internal combustion engines, especially in the field of small motor vehicles such as two-wheeled motor vehicles (motorcycles or scooters) less suitable because in these small vehicles a clear lower hydraulic performance prevails or the engine electronics, in contrast to passenger vehicles or trucks clearly limited. In particular, costly shift actuators have the consequence in such camshaft adjusters that the internal combustion engines, as are known in the automotive sector, are even less suitable for use in two-wheeled motorcycles.
Auch sind bereits mechanische Nockenwellenversteller allgemein bekannt, die jedoch relativ aufwändige Mechaniken / Mechanismen mit relativ vielen Bauteilen aufweisen.Also, already mechanical camshaft adjuster are well known, however, have relatively complex mechanisms / mechanisms with relatively many components.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstelleinrichtung einer Nockenwelle zur Verfügung zu stellen, die zum einen aus möglichst wenigen Bauteilen einfach und kostengünstig herstellbar sein soll und auch im Betrieb bei ihrer Betätigung möglichst wenig Leistung von der Verbrennungskraftmaschine entnehmen soll.It is therefore the object of the present invention to provide an adjustment of a camshaft available, which should be easy and inexpensive to produce from as few components as possible and should also remove as little power from the internal combustion engine during operation in their operation.
Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wobei das Antriebsrad derart mittels einer Fliehkraftbetätigungseinrichtung rotatorisch mit dem Abtriebsabschnitt verbunden ist, dass der Abtriebsabschnitt im Betrieb relativ zu dem Antriebsrad, in Abhängigkeit einer Drehzahl des Antriebsrades, innerhalb eines (ersten) Verdrehwinkelbereiches in eine Frühstellung oder eine Spätstellung verdreht ist. This is inventively achieved by the features of
Dadurch ist erfindungsgemäß ein fliehkraftaktuierter, diskontinuierlicher Dualflügelversteller umgesetzt, der primär für den Einsatz in einem Einzylinder-Motor / einer Einzylinder-Verbrennungskraftmaschine eines Motorrades eingesetzt ist. Für diese besonders kostengünstig herzustellenden Verbrennungskraftmaschinen ist somit eine verlässliche Phasenverstellung zwischen der Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine und einer Nockenwelle umgesetzt.As a result, according to the invention, a centrifugally-actuated, discontinuous dual-wing adjuster is implemented, which is primarily used for use in a single-cylinder engine / a single-cylinder internal combustion engine of a motorcycle. Thus, a reliable phase adjustment between the output shaft of the internal combustion engine and a camshaft is implemented for these particularly inexpensive to manufacture internal combustion engines.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed in the subclaims and explained in more detail below.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Fliehkraftbetätigungseinrichtung zumindest ein Fliehkraftelement, vorzugsweise zwei, besonders bevorzugt mehr als zwei Fliehkraftelemente, aufweist, wobei jedes Fliehkraftelement mit seinem Massenschwerpunkt / Massenzentrum exzentrisch zu dem Antriebsrad und/oder dem Abtriebsabschnitt (d.h. exzentrisch zu der Drehachse des Antriebsrades und/oder des Abtriebsabschnittes) angeordnet ist. Dadurch ist die Fliehkraftbetätigungseinrichtung noch einfacher aufgebaut. Furthermore, it is advantageous if the centrifugal actuator has at least one centrifugal element, preferably two, more preferably more than two centrifugal elements, each centrifugal force with its center of gravity / center of gravity eccentric to the drive wheel and / or the output section (ie eccentric to the axis of rotation of the drive wheel and / or the output section) is arranged. As a result, the centrifugal actuator is even simpler.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin auch von Vorteil, wenn das zumindest eine Fliehkraftelement in einem ersten Aufnahmebereich an einer ersten Lagerstelle an dem Antriebsrad verschwenkbar / verdrehbar gelagert ist. Das zumindest eine Fliehkraftelement ist dabei weiter bevorzugt um diese erste Lagerstelle in einem gewissen (zweiten) Verdrehwinkelbereich verdrehbar. Dadurch ist eine besonders stabile Lagerung des Fliehkraftelementes relativ zu dem Antriebsrad umgesetzt.In this context, it is also advantageous if the at least one centrifugal force element is mounted in a first receiving area at a first bearing point on the drive wheel pivotable / rotatable. The at least one centrifugal force element is further preferably rotatable about this first bearing point in a certain (second) Verdrehwinkelbereich. As a result, a particularly stable bearing of the centrifugal force element is implemented relative to the drive wheel.
Auch zweckmäßig ist es, wenn das zumindest eine Fliehkraftelement in einem zweiten Aufnahmebereich mittels einer formschlüssigen Verbindung mit dem Abtriebsabschnitt verbunden ist. Vorzugsweise ist die formschlüssige Verbindung derart ausgestaltet, dass das zumindest eine Fliehkraftelement relativ zu dem Abtriebsabschnitt in radialer Richtung bewegbar geführt ist. Dadurch ist die Verstelleinrichtung noch einfacher ausgeführt.It is also expedient if the at least one centrifugal force element is connected in a second receiving area by means of a positive connection with the output section. Preferably, the positive connection is configured such that the at least one centrifugal force element is guided movably in the radial direction relative to the output section. As a result, the adjustment is made even easier.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn das zumindest eine Fliehkraftelement mittels eines Verbindungsstiftes (auch als Lagerstift bezeichnet), der fest mit dem Antriebsrad verbunden ist, unter Ausbildung der Lagerstelle an dem Antriebsrad gelagert ist. Dadurch ist eine besonders kostengünstige Lagerung umgesetzt. Furthermore, it is particularly advantageous if the at least one centrifugal force element by means of a connecting pin (also referred to as a bearing pin) which is fixedly connected to the drive wheel, is mounted to form the bearing point on the drive wheel. As a result, a particularly cost-effective storage is implemented.
Auch von Vorteil ist es, wenn das Antriebsrad und der Abtriebsabschnitt koaxial zueinander angeordnet sind. Dadurch wird der Aufbau der Verstelleinrichtung weiter vereinfacht. It is also advantageous if the drive wheel and the output section are arranged coaxially with each other. As a result, the structure of the adjusting device is further simplified.
Im Weiteren, wenn der Abtriebsabschnitt unmittelbar einen Endbereich einer Nockenwelle ausbildet, d.h. integral / stoffeinteilig mit der Nockenwelle verbunden ist, ist der Aufbau der Verstelleinrichtung weiter vereinfacht. Furthermore, when the output section immediately forms an end portion of a camshaft, i. integral / stoffeinteilig is connected to the camshaft, the structure of the adjusting device is further simplified.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn das zumindest eine Fliehkraftelement mittels eines Laufpins formschlüssig in einer radial verlaufenden Nut im Abtriebsabschnitt verschiebbar geführt ist. Dadurch ist es lediglich notwendig, in dem Abtriebsabschnitt Nuten, die vorzugsweise in einer Stirnseite des Abtriebsabschnittes eingebracht sind, vorzusehen, um den Abtriebsabschnitt in Wirkverbindung mit dem zumindest einen Fliehkraftelement zu setzen. Furthermore, it is advantageous if the at least one centrifugal force element is displaceably guided in a form-locking manner in a radially extending groove in the output section by means of a running pin. As a result, it is only necessary to provide in the output section grooves, which are preferably introduced in an end face of the output section, in order to set the output section in operative connection with the at least one centrifugal force element.
Wenn die Lagerstelle sowie der Laufpin exzentrisch, d.h. außerhalb des Massenschwerpunktes des zumindest einen Fliehkraftelementes angeordnet sind, so dass sich das zumindest eine Fliehkraftelement bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahlschwelle durch die an ihn anliegende Fliehkraft / Zentrifugalkraft selbsttätig nach außen bewegt, ist eine besonders einfache Umschaltung zwischen der Früh- und der Spätstellung umgesetzt.If the bearing point as well as the drive pin are eccentric, i. are arranged outside of the center of mass of the at least one centrifugal force element, so that the at least one centrifugal force automatically moves when exceeding a certain speed threshold by the applied centrifugal force / centrifugal force to the outside, a particularly simple switching between the early and the late position is implemented.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Fliehkraftbetätigungseinrichtung mehrere, vorzugsweise zwei, Fliehkraftelemente aufweist, wodurch die Verbindung zwischen dem Antriebsrad und dem Abtriebsabschnitt noch stabiler ausgeführt ist. In this context, it is also advantageous if the centrifugal actuator has a plurality, preferably two, centrifugal elements, whereby the connection between the drive wheel and the output section is made even more stable.
Wenn die mehreren Fliehkraftelemente dann vorzugsweise entlang des Umfangs des Antriebsrades gleichmäßig verteilt angeordnet sind, ist eine möglichst ausgewuchtete Anordnung der Fliehkraftbetätigungseinrichtung umgesetzt. If the plurality of centrifugal elements are then preferably distributed uniformly along the circumference of the drive wheel, a balanced as possible arrangement of the centrifugal actuator is implemented.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein erstes Fliehkraftelement relativ zu einem zweiten Fliehkraftelement federelastisch vorgespannt ist, wobei eine Rückstellfeder die Fliehkraftelemente mit einer bestimmten Vorspannkraft zu einander vorspannt. Dadurch ist in der Ruhestellung der Verbrennungskraftmaschine die Ausgangsposition der Fliehkraftbetätigungseinrichtung sichergestellt.Furthermore, it is advantageous if a first centrifugal force element is resiliently biased relative to a second centrifugal force element, wherein a return spring biases the centrifugal force elements with a certain biasing force to each other. As a result, the starting position of the centrifugal actuator is ensured in the rest position of the internal combustion engine.
Ist der Abtriebsabschnitt mit einem axialen Endbereich in eine Durchgangsöffnung des Antriebsrades eingeschoben, ist die Verstelleinrichtung besonders kompakt ausgeführt. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn Stirnseiten / Stirnflächen des Abtriebsabschnittes und des Antriebsrades in axialer Richtung bündig zueinander angeordnet sind.If the output section is inserted with an axial end region into a passage opening of the drive wheel, the adjusting device is made particularly compact. In this context, it is particularly advantageous if end faces / end faces of the output section and the drive wheel are arranged flush with each other in the axial direction.
Weist die Fliehkraftbetätigungseinrichtung weiterhin zumindest eine Arretierungseinheit auf, die in der Frühstellung und/oder in der Spätstellung das Antriebsrad relativ zu dem Abtriebsabschnitt in Drehrichtung sperrt / festhält, ist die Verstelleinrichtung in den jeweiligen Endpositionen sicher abgestützt.If the centrifugal actuation device furthermore has at least one locking unit which in the early position and / or in the retarded position blocks / holds the drive wheel in the direction of rotation relative to the driven section, the adjusting device is securely supported in the respective end positions.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist es auch von Vorteil, wenn der Verbindungsstift / Lagerstift, die Lagerstelle für ein Fliehkraftelement ausbildend, in dem Abtriebsabschnitt befestigt / mit diesem verbunden ist und die den Laufpin des Fliehkraftelementes aufnehmende Nut stattdessen in dem Antriebsrad eingebracht ist. According to a further embodiment, it is also advantageous if the connecting pin / bearing pin forming the bearing point for a centrifugal force element, in the driven portion is fixed / connected thereto and the Laufpin the centrifugal force receiving groove is instead incorporated in the drive wheel.
In diesem Zusammenhang ist es zudem vorteilhaft, wenn die zumindest eine Arretierungseinheit einen federelastisch vorgespannten Sperrkörper aufweist, der in eine der Frühstellung oder der Spätstellung zugeordneten Aussparung im Antriebsrad einrastbar ist. Dadurch ist die Arretierungseinheit besonders einfach umgesetzt.In this context, it is also advantageous if the at least one locking unit has a resiliently biased locking body which can be latched into one of the early position or the delayed position associated recess in the drive wheel. As a result, the locking unit is particularly easy to implement.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to figures.
Es zeigen:Show it:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
In
Die Verstelleinrichtung
Neben diesem Antriebsrad
Aufgrund der in
Das Antriebsrad
Das erste Fliehkraftelement
Jeder der Lagerstifte
Der erste Aufnahmebereich
Wie etwa in
Wird eine vorbestimmten Drehzahlschwelle, d.h. eine erste Mindestdrehzahl, mit der sich das Antriebsrad
Im Weiteren, wie wiederum auch besonders gut in
In
Wie weiterhin in den
Der Vollständigkeit halber sei auch erwähnt, dass es gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das hier der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist, auch möglich ist, dass die in der Konstruktion gezeigte Nut
Auch sind in weiteren Ausführungen gar mehr als zwei Fliehkraftelemente
In anderen Worten ausgedrückt, umfasst die Erfindung somit einen fliehkraftgesteuerten Zweipunkt-Nockenwellenversteller (Antriebsrad
Die Nockenwelle
Die beiden vorliegenden Verstellwinkel (d.h. Verstellpositionen) können über je eine Endlagenarretierung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Verstelleinrichtung adjustment
- 22
- Antriebsrad drive wheel
- 33
- Abtriebsabschnitt output section
- 44
- Fliehkraftbetätigungseinrichtung Centrifugal actuator
- 5a5a
- erstes Fliehkraftelement first centrifugal element
- 5b5b
- zweites Fliehkraftelement second centrifugal element
- 6a6a
- erste Lagerstelle first depository
- 6b6b
- zweite Lagerstelle second depository
- 7a7a
- erster Laufpin first runpin
- 7b7b
- zweiter Laufpin second barrel pin
- 8a8a
- erste Nut first groove
- 8b8b
- zweite Nut second groove
- 99
- axialer Endbereich des Abtriebsabschnittes axial end region of the output section
- 1010
- Durchgangsöffnung Through opening
- 1111
- Stirnseite des Antriebsrades Front side of the drive wheel
- 1212
- Stirnseite des Abtriebsabschnittes Front side of the output section
- 1313
- Arretierungseinheit arresting
- 1414
- Sperrkörper blocking body
- 1515
- Aussparung recess
- 1616
- Rückstellfeder Return spring
- 1717
- Drehachse axis of rotation
- 1818
- Nockenwelle camshaft
- 1919
- Nocke cam
- 20a20a
- erster Lagerstift first bearing pin
- 20b20b
- zweiter Lagerstift second bearing pin
- 2121
- erster Aufnahmebereich first recording area
- 2222
- Vorspannfeder biasing spring
- 2323
- zweiter Aufnahmebereich second recording area
- 2424
- Anschlagsstift stop pin
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE10253496A1 (en) | 2001-11-21 | 2003-09-04 | Ina Schaeffler Kg | Hydraulic camshaft adjuster for internal combustion engine, has internal and external rotors connected to driving wheel and hub of internal rotor contains one hydraulically swiveling blade |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107208503B (en) | 2020-04-14 |
CN107208503A (en) | 2017-09-26 |
WO2016119783A1 (en) | 2016-08-04 |
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