DE102016202960A1 - Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller (1) für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Stator (2), einen Rotor (3), ein hydraulisches Zentralventil (4), eine Verriegelungseinrichtung (5) und eine Druckmittelversorgungsvorrichtung (6), wobei an dem Stator (2) zumindest eine Kammer (7) ausgebildet ist, welche durch mindestens einen am Rotor (3) ausgebildeten Flügel (8) in zwei Arbeitskammern (9a, 9b) unterteilt ist, wobei die beiden Arbeitskammern (9a, 9b) jeweils über die Druckmittelversorgungsvorrichtung (6) mit einem Druckmittel beaufschlagbar sind, dass ein Druck des Druckmittels in der jeweiligen Arbeitskammer (9a, 9b) soweit erhöht wird, dass die Druckerhöhung zu einem Verdrehen des Rotors (3) führt, wobei die Verriegelungseinrichtung (5) dazu vorgesehen ist, den Flügel (8) in einer definierten Position zur Kammer (7) zu fixieren, und wobei das hydraulische Zentralventil (4) dazu vorgesehen ist, einen Zufluss oder Abfluss von Druckmittel in der jeweiligen Arbeitskammer (9a, 9b) und eine Betätigung der Verriegelungseinrichtung (5) zu steuern, wobei das hydraulische Zentralventil (4) bei einer Abschaltung der Brennkraftmaschine zumindest die beiden Arbeitskammern (9a, 9b) fluidtechnisch verbindet.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Nockenwellenversteller werden in Brennkraftmaschinen zur Variation der Steuerzeiten der Brennraumventile eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Die Anpassung der Steuerzeiten an die aktuelle Last und Drehzahl senkt den Verbrauch und die Emissionen. Zu diesem Zweck sind Nockenwellenversteller in einen Antriebsstrang integriert, über welche ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb ausgebildet sein.
- Aus der
DE 10 2014 209 865 A1 geht ein Nockenwellenversteller für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs hervor. Der Nockenwellenversteller umfasst einen Stator sowie einen Rotor, der innerhalb des Stators relativ zu diesem verdrehbar gelagert aufgenommen ist und wenigstens einen Rotorflügel aufweist. Der Rotorflügel bildet zwischen dem Stator und dem Rotor eine erste Hydraulikkammer und eine zweite Hydraulikkammer aus, die mit jeweils einer Hydraulikleitung hydraulisch verbunden und über diese wahlweise druckbeaufschlagbar sind. Ferner weist der Nockenwellenversteller eine Verriegelungseinrichtung zum Hervorrufen einer Mittenverriegelung des Rotors relativ zum Stator auf, wobei in dem wenigstens einen Rotorflügel ein hydraulischer Bypass zwischen der ersten und der zweiten Hydraulikkammer zur Fluidübertragung vorgesehen ist, der für ein Erreichen der Mittenverriegelungsposition wahlweise freigebbar ist. Die erste und die zweite Hydraulikkammer sind über eine weitere schaltbare Kurzschlusseinrichtung miteinander fluidübertragend verbindbar. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Nockenwellenversteller weiterzuentwickeln.
- Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, umfasst einen Stator, einen Rotor, ein hydraulisches Zentralventil, eine Verriegelungseinrichtung und eine Druckmittelversorgungsvorrichtung. An dem Stator ist zumindest eine Kammer ausgebildet, welche durch mindestens einen am Rotor ausgebildeten Flügel in zwei Arbeitskammern unterteilt ist, wobei die beiden Arbeitskammern jeweils über die Druckmittelversorgungsvorrichtung mit einem Druckmittel beaufschlagbar sind, dass ein Druck des Druckmittels in der jeweiligen Arbeitskammer soweit erhöht wird, dass die Druckerhöhung zu einem Verdrehen des Rotors führt, wobei die Verriegelungseinrichtung dazu vorgesehen ist, den Flügel in einer definierten Position zur Kammer zu fixieren, und wobei das hydraulische Zentralventil dazu vorgesehen ist, einen Zufluss oder Abfluss von Druckmittel in der jeweiligen Arbeitskammer und eine Betätigung der Verriegelungseinrichtung zu steuern, wobei das hydraulische Zentralventil bei einer Abschaltung der Brennkraftmaschine zumindest die beiden Arbeitskammern fluidtechnisch verbindet.
- Mit anderen Worten werden entweder lediglich die beiden Arbeitskammern fluidtechnisch miteinander verbunden und somit kurzgeschlossen, oder die beiden Arbeitskammern werden zusammen mit mindestens einem weiteren Element fluidtechnisch verbunden. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verbindet das hydraulische Zentralventil bei der Abschaltung der Brennkraftmaschine die beiden Arbeitskammern fluidtechnisch mit einem Druckmittelreservoir. Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel verbindet das hydraulische Zentralventil bei der Abschaltung der Brennkraftmaschine die beiden Arbeitskammern und die Verriegelungseinrichtung fluidtechnisch mit einem Druckmittelreservoir. Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel verbindet das hydraulische Zentralventil bei der Abschaltung der Brennkraftmaschine die beiden Arbeitskammern und eine Hydraulikpumpe mit einem Druckmittelreservoir.
- Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung vier bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der sechs Figuren näher dargestellt. Es zeigen
-
1 eine schematische Funktionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers gemäß einer Verstellposition, -
2 eine schematische Funktionsdarstellung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers nach1 bei einer Abschaltung der Brennkraftmaschine, -
3 eine schematische Funktionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers nach einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß einer Verstellposition, -
4 eine schematische Funktionsdarstellung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers nach3 bei einer Abschaltung der Brennkraftmaschine, -
5 eine schematische Funktionsdarstellung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers nach einem dritten Ausführungsbeispiel bei einer Abschaltung der Brennkraftmaschine, und -
6 eine schematische Funktionsdarstellung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers nach einem vierten Ausführungsbeispiel bei einer Abschaltung der Brennkraftmaschine. - Gemäß der
1 bis6 umfasst ein erfindungsgemäßer Nockenwellenversteller1 für eine – hier nicht dargestellte – Brennkraftmaschine eines – hier nicht dargestellten – Kraftfahrzeugs einen Stator2 , einen Rotor3 , ein hydraulisches Zentralventil4 , eine Verriegelungseinrichtung5 mit zwei Verriegelungspins16a ,16b und eine Druckmittelversorgungsvorrichtung6 . An dem Stator2 sind mehrere Kammern7 ausgebildet, wobei in den1 und2 vereinfacht lediglich eine Kammer7 dargestellt ist, welche durch am Rotor3 ausgebildete Flügel8 in jeweils eine erste und eine zweite Arbeitskammer9a ,9b unterteilt sind. Die beiden Arbeitskammern9a ,9b sind über die Druckmittelversorgungsvorrichtung6 mit einem Druckmittel beaufschlagbar. Ein Druck des Druckmittels wird in der jeweiligen Arbeitskammer9a ,9b soweit erhöht, dass die Druckerhöhung zu einem Verdrehen des Rotors3 führt. Die Verriegelungseinrichtung5 ist dazu vorgesehen, die Flügel8 in einer definierten Position zur Kammer7 zu fixieren. Ferner ist das hydraulische Zentralventil4 dazu vorgesehen, einen Zufluss oder Abfluss von Druckmittel in der jeweiligen Arbeitskammer9a ,9b und eine Betätigung der Verriegelungseinrichtung5 zu steuern. - Nach
1 wird ein Volumenstrom über eine Hydraulikpumpe11 gefördert. Ein Druck liegt im Inneren des Flügels8 , an den beiden Rückschlagventilen12 an. Ein Kanal13 , der über ein Rückschlagventil14 mit einer Leitung15 der Hydraulikpumpe11 angeschlossen ist, steht unter Druck. Die beiden Verriegelungspins16a ,16b befinden sich in eingefahrener Funktionsstellung im Rotor3 . Das hydraulische Zentralventil4 verbindet die jeweils erste Arbeitskammer9a fluidtechnisch mit dem Druckmittelreservoir10 . Der Abfluss aus der jeweils ersten Arbeitskammer9a in das Druckmittelreservoir10 verkleinert das Volumen der Arbeitskammer9a bei gleichzeitiger Vergrößerung des Volumens der jeweiligen Arbeitskammer9b . Solange das System unterkritisch ist, sorgt die Hydraulikpumpe11 für ausreichenden Volumenstrom in die jeweilige zweite Arbeitskammer9b . Wird das System überkritisch, sodass die Hydraulikpumpe11 nicht mehr genug Druckmittel nachfördern kann, wird der fehlende Volumenstrom über ein vorzugsweise vorgespanntes Rückschlagventil18 aus dem drucklos geschalteten Druckmittelreservoir10 gefördert. - Gemäß
2 verbindet das hydraulische Zentralventil4 bei der Abschaltung der Brennkraftmaschine die beiden Arbeitskammern9a ,9b und die Verriegelungseinrichtung5 fluidtechnisch mit dem Druckmittelreservoir10 . Mithin fließt das Druckmittel über das Zentralventil4 in das Druckmittelreservoir10 ab und von dort aus weiter in den Tank17 . Der Druck im Kanal13 sinkt ab, wobei der zweite Verriegelungspin16b in eine Kulisse absinkt, wodurch das Abfließen des Druckmittels aus der jeweils zweiten Arbeitskammer9b verhindert wird. Die jeweils erste Arbeitskammer9a kann über den ersten Verriegelungspin16a entleert werden. Die anwachsende zweite Arbeitskammer9b saugt das benötigte Druckmittel aus dem Druckmittelreservoir10 . - Die jeweiligen Arbeitskammern
9a ,9b müssen nicht jeweils alle über die entsprechenden Verriegelungspins16a ,16b angeschlossen sein. Es reicht je eine Arbeitskammer9a ,9b aus, um die notwendige Abstützwirkung zu erzielen. Die anderen Arbeitskammern9a ,9b können direkt am jeweiligen Port im Zentralventil4 angeschlossen sein, wodurch ein Engpass über die Verriegelungspins16a ,16b auf ein Minimum reduziert wird. Die Rückschlagventile12 in den Flügeln können für die Verstellung, wie auch für das finden bei einer Abschaltung der Brennkraftmaschine genutzt werden, ohne zusätzliche Verriegelungspins16a ,16b zu integrieren. - Gemäß
3 wird ein Volumenstrom aus der Hydraulikpumpe11 gefördert und über das Zentralventil4 in die angeschlossenen zweiten Arbeitskammern9b im Kanal13 zur Verriegelungseinrichtung5 geleitet. Die zweiten Arbeitskammern9b werden vergrößert, wobei die ersten Arbeitskammern9a verkleinert werden. Durch den Druck im Kanal13 befinden sich die beiden Verriegelungspins16a ,16b in einer eingefahrenen Funktionsstellung im Rotor3 . Ferner verbindet das hydraulische Zentralventil4 die jeweils ersten Arbeitskammern9a fluidtechnisch mit dem Druckmittelreservoir10 . - Solange das System unterkritisch ist, sorgt die Hydraulikpumpe
11 für ausreichenden Volumenstrom in die jeweilige zweite Arbeitskammer9b . Wird das System überkritisch, sodass die Hydraulikpumpe11 nicht mehr genug Druckmittel nachfördern kann, wird der fehlende Volumenstrom aus dem drucklos geschalteten Druckmittelreservoir10 gefördert. Durch eine integrierte ViP-Funktionalität kann gewährleistet werden, dass der Druck für die Dauer der entsprechend wirkenden Momentenhalbwelle höchstens auf das durch die ViP-Rückschlagventile12 vorbestimmte Druckniveau absinken kann. Mithin wird der Druck nicht unter 0 bar absinken. Somit bietet das System einen verbesserten Schutz gegen ungewolltes Verriegeln im Normalbetrieb. - Gemäß
4 verbindet das hydraulische Zentralventil4 bei einer Abschaltung der Brennkraftmaschine die beiden Arbeitskammern9a ,9b fluidtechnisch miteinander. Mithin sind die beiden Arbeitskammern9a ,9b im Zentralventil4 kurz geschlossen und ermöglichen so einen Ölaustausch zwischen der das Druckmittel herausschiebenden ersten Arbeitskammer9a und der das Druckmittel ansaugenden zweiten Arbeitskammer9b . Zusätzlich wird das Druckmittelreservoir10 über die Hydraulikpumpe11 versorgt, wobei ein eventuelles Defizit in den saugenden Arbeitskammern9b über das Druckmittelreservoir10 ausgeglichen wird. Ferner verbindet das Zentralventil4 den Kanal13 mit einem Tank17 . Fällt der Druck im Kanal13 ab, sinkt der zweite Verriegelungspin16b ab und sperrt den Abfluss von Druckmittel aus der nun abstützenden Arbeitskammer9b . Es kann nur noch Druckmittel aus dem Druckmittelreservoir10 in die Arbeitskammer9b gelangen, was beim Anliegen entsprechender Wechselmomente geschieht. - Die vorliegende Schaltung bietet den Vorteil, dass auch das Startverhalten des Nockenwellenverstellers verbessert wird, indem in der stromlosen Position das Druckmittelreservoir
10 mit Druckmittel versorgt wird und damit über die Rückschlagventile12 auch die möglicherweise leergelaufenen Arbeitskammern9a ,9b , noch bevor das Zentralventil4 bestromt wird und somit auch Druck auf den Kanal13 für ein Entriegeln des Systems sorgt. - Nach
5 verbindet das Zentralventil4 bei der Abschaltung der Brennkraftmaschine die beiden Arbeitskammern9a ,9b fluidtechnisch mit dem Druckmittelreservoir10 . Dadurch wir ein optimaler Druckmittelaustausch ermöglicht. Das Druckmittel aus der jeweils ersten Arbeitskammer9a wird in das Druckmittelreservoir10 befördert. Die jeweils zweite Arbeitskammer9b saugt das Druckmittel über das Druckmittelreservoir10 oder direkt über das Zentralventil4 an. - Gemäß
6 verbindet das Zentralventil4 bei der Abschaltung der Brennkraftmaschine die beiden Arbeitskammern9a ,9b und die Hydraulikpumpe11 mit dem Druckmittelreservoir10 . - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Nockenwellenversteller
- 2
- Stator
- 3
- Rotor
- 4
- Zentralventil
- 5
- Verriegelungseinrichtung
- 6
- Druckmittelversorgungsvorrichtung
- 7
- Kammer
- 8
- Flügel
- 9a, 9b
- Arbeitskammer
- 10
- Druckmittelreservoir
- 11
- Hydraulikpumpe
- 12
- Rückschlagventilen
- 13
- Kanal
- 14
- Rückschlagventil
- 15
- Leitung
- 16a, 16b
- Verriegelungspin
- 17
- Tank
- 18
- Rückschlagventil
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014209865 A1 [0002]
Claims (4)
- Nockenwellenversteller (
1 ) für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Stator (2 ), einen Rotor (3 ), ein hydraulisches Zentralventil (4 ), eine Verriegelungseinrichtung (5 ) und eine Druckmittelversorgungsvorrichtung (6 ), wobei an dem Stator (2 ) zumindest eine Kammer (7 ) ausgebildet ist, welche durch mindestens einen am Rotor (3 ) ausgebildeten Flügel (8 ) in zwei Arbeitskammern (9a ,9b ) unterteilt ist, wobei die beiden Arbeitskammern (9a ,9b ) jeweils über die Druckmittelversorgungsvorrichtung (6 ) mit einem Druckmittel beaufschlagbar sind, dass ein Druck des Druckmittels in der jeweiligen Arbeitskammer (9a ,9b ) soweit erhöht wird, dass die Druckerhöhung zu einem Verdrehen des Rotors (3 ) führt, wobei die Verriegelungseinrichtung (5 ) dazu vorgesehen ist, den Flügel (8 ) in einer definierten Position zur Kammer (7 ) zu fixieren, und wobei das hydraulische Zentralventil (4 ) dazu vorgesehen ist, einen Zufluss oder Abfluss von Druckmittel in der jeweiligen Arbeitskammer (9a ,9b ) und eine Betätigung der Verriegelungseinrichtung (5 ) zu steuern, wobei das hydraulische Zentralventil (4 ) bei einer Abschaltung der Brennkraftmaschine zumindest die beiden Arbeitskammern (9a ,9b ) fluidtechnisch verbindet. - Nockenwellenversteller (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Zentralventil (4 ) bei der Abschaltung der Brennkraftmaschine die beiden Arbeitskammern (9a ,9b ) fluidtechnisch mit einem Druckmittelreservoir (10 ) verbindet. - Nockenwellenversteller (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Zentralventil (4 ) bei der Abschaltung der Brennkraftmaschine die beiden Arbeitskammern (9a ,9b ) und die Verriegelungseinrichtung (5 ) fluidtechnisch mit einem Druckmittelreservoir (10 ) verbindet. - Nockenwellenversteller (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Zentralventil (4 ) bei der Abschaltung der Brennkraftmaschine die beiden Arbeitskammern (9a ,9b ) und eine Hydraulikpumpe (11 ) mit einem Druckmittelreservoir (10 ) verbindet.
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---|---|---|---|
DE102016202960.6A DE102016202960A1 (de) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016202960.6A DE102016202960A1 (de) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine |
Publications (1)
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DE102016202960A1 true DE102016202960A1 (de) | 2017-08-31 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016202960.6A Withdrawn DE102016202960A1 (de) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
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---|---|
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2016
- 2016-02-25 DE DE102016202960.6A patent/DE102016202960A1/de not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |