DE102021106377B3 - Camshaft adjuster with hydraulic ratchet - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2), einem relativ zu dem Stator (2) verdrehbaren Rotor (3) und zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) ausgebildeten Arbeitskammern (4), wobei jede der Arbeitskammern (4) durch einen Rotorflügel (5) in zwei Teilkammern (6, 7) unterteilt ist, und mit einem Verriegelungsmechanismus (10), wobei eine der Arbeitskammern (4) als eine Verriegelungskammer (12) ausgebildet ist, jeweils ein in die Teilkammern (6, 7) der Verriegelungskammer (12) mündender Arbeitskanal (8, 9) als ein Schaltkanal (13, 14) ausgebildet ist und jeweils ein in die Teilkammern (6, 7) der Verriegelungskammer (12) mündender weiterer Arbeitskanal (8, 9) als ein Steuerkanal (15, 16), wobei der Verriegelungsmechanismus (11) so angeordnet und ausgebildet ist, dass bei Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus (11) die Schaltkanäle (13, 14) jeweils mit einer Teilkammer (6, 7) der Verriegelungskammer (12) fluidisch verbunden sind. Hierduch wird eine hydraulische Ratsche realisiert.

Figure DE102021106377B3_0000
The invention relates to a camshaft adjuster (1) of the vane cell type, having a stator (2), a rotor (3) which can be rotated relative to the stator (2) and working chambers (4) formed between the stator (2) and the rotor (3), each of the working chambers (4) being divided into two sub-chambers (6, 7) by a rotor blade (5), and having a locking mechanism (10), one of the working chambers (4) being designed as a locking chamber (12), one each the working channel (8, 9) opening into the sub-chambers (6, 7) of the locking chamber (12) is designed as a switching channel (13, 14) and a further working channel ( 8, 9) as a control channel (15, 16), the locking mechanism (11) being arranged and designed in such a way that when pressure is applied to the locking mechanism (11), the switching channels (13, 14) each communicate with a partial chamber (6, 7) of the Locking chamber (12) fluidically connected are. This creates a hydraulic ratchet.
Figure DE102021106377B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit hydraulischer Ratsche.The invention relates to a hydraulic camshaft adjuster of the vane cell type for a motor vehicle drive train with a hydraulic ratchet.

Aus dem Stand der Technik sind bereits solche Nockenwellenversteller bekannt. Zum Beispiel offenbart die DE 11 2014 000 742 T5 einen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps. Auch aus der DE 10 2017 126 172 B3 und der JP 2013 - 160 095 A ist ein solcher Nockenwellenversteller bekannt.Such camshaft adjusters are already known from the prior art. For example, the revealed DE 11 2014 000 742 T5 a vane-type camshaft phaser. Also from the DE 10 2017 126 172 B3 and the JP 2013 - 160 095 A such a camshaft adjuster is known.

Die DE 10 2018 131 428 A1 zeigt eine Ventilzeitsteuerung mit: einem antriebsseitigen Drehbauteil, das synchron mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine dreht; einem abtriebsseitigen Drehbauteil, das in dem antriebsseitigen Drehbauteil aufgenommen ist und integral mit einer Nockenwelle zum Öffnen und Schließen eines Ventils der Brennkraftmaschine koaxial mit einer Drehachse des antriebsseitigen Drehbauteils dreht; einem Magnetventil, das eine relative Drehphase zwischen dem antriebsseitigen Drehbauteil und dem abtriebsseitigen Drehbauteil durch Zuführen eines Arbeitsfluids zu einer Frühverstellkammer und einer Spätverstellkammer, die zwischen dem antriebsseitigen Drehbauteil und dem abtriebsseitigen Drehbauteil festgelegt sind, verschiebt; einem Zwischenverriegelungsmechanismus, der die relative Drehphase in einer Zwischenverriegelungsphase hält; einem Phasendetektionsabschnitt, der die relative Drehphase detektiert; und einem Steuerabschnitt, der das Magnetventil basierend auf einem Detektionssignal des Phasendetektionsabschnitts steuert, bei der der Zwischenverriegelungsmechanismus einen ersten Verriegelungsmechanismus, der mit einem ersten Verriegelungsbauteil, das durch eines von dem antriebsseitigen Drehbauteil und dem abtriebsseitigen Drehbauteil getragen wird, einem ersten Verriegelungsvertiefungsabschnitt, der an dem anderen von dem antriebsseitigen Drehbauteil und dem abtriebsseitigen Drehbauteil ausgebildet ist, und einem ersten Vorspannbauteil, das das erste Verriegelungsbauteil in Richtung des ersten Verriegelungsvertiefungsabschnitts vorspannt, ausgebildet ist, und einen zweiten Verriegelungsmechanismus, der mit einem zweiten Verriegelungsbauteil, das durch eines von dem antriebsseitigen Drehbauteil und dem abtriebsseitigen Drehbauteil getragen wird, einem zweiten Verriegelungsvertiefungsabschnitt, der an dem anderen von dem antriebsseitigen Drehbauteil und dem abtriebsseitigen Drehbauteil ausgebildet ist, und einem zweiten Vorspannbauteil, das das zweite Verriegelungsbauteil in Richtung des zweiten Verriegelungsvertiefungsabschnitts vorspannt, ausgebildet ist, aufweist, wobei der Steuerabschnitt einen Verriegelungsfreigabesteuerabschnitt aufweist, der eine Steuerung zum Bewirken, dass das Magnetventil das Arbeitsfluid der einen von der Frühverstellkammer und der Spätverstellkammer zuführt, um das erste Verriegelungsbauteil gegen eine Vorspannkraft des ersten Vorspannbauteils aus dem ersten Verriegelungsvertiefungsabschnitt zurückzuziehen und die relative Drehphase in einer ersten Richtung, die eine Frühverstellrichtung oder eine Spätverstellrichtung von der Zwischenverriegelungsphase wird, zu verschieben, ausführt und nach einer Detektion durch den Phasendetektionsabschnitt, dass die relative Drehphase einen Sequenzbereich, der von der Zwischenverriegelungsphase zu einer vorbestimmten Phase in der ersten Richtung eingestellt ist, überschreitet, eine Steuerung zum Bewirken, dass das Magnetventil das Arbeitsfluid der anderen von der Frühverstellkammer und der Spätverstellkammer zuführt, um das zweite Verriegelungsbauteil gegen eine Vorspannkraft des zweiten Vorspannbauteils aus dem zweiten Verriegelungsvertiefungsabschnitt zurückzuziehen, ausführt, und wobei der Verriegelungsfreigabesteuerabschnitt einen Verriegelungsfreigabebestimmungsabschnitt aufweist, der basierend auf einer vorbestimmten Bestimmungsphase bestimmt, ob ein verriegelter Zustand des Zwischenverriegelungsmechanismus freigegeben ist oder nicht.the DE 10 2018 131 428 A1 Fig. 12 shows a valve timing controller including: a drive-side rotary member that rotates synchronously with a crankshaft of an internal combustion engine; a driven-side rotary member that is accommodated in the input-side rotary member and integrally rotates with a camshaft for opening and closing a valve of the internal combustion engine coaxially with a rotary axis of the input-side rotary member; a solenoid valve that shifts a relative rotational phase between the drive-side rotational member and the driven-side rotational member by supplying a working fluid to an advance chamber and a retard chamber defined between the drive-side rotational member and the driven-side rotational member; an intermediate locking mechanism that keeps the relative rotational phase in an intermediate locking phase; a phase detection section that detects the relative rotational phase; and a control section that controls the solenoid valve based on a detection signal of the phase detection section, in which the intermediate lock mechanism includes a first lock mechanism having a first lock member supported by one of the drive-side rotary member and the driven-side rotary member, a first lock recessed portion formed on the other of the driving side rotating member and the driven side rotating member, and a first biasing member biasing the first locking member toward the first locking recessed portion, and a second locking mechanism connected to a second locking member formed by one of the driving side rotating member and the driven-side rotating member, a second locking recessed portion formed on the other of the driving-side rotating member and the driven-side rotating member part, and a second biasing member biasing the second lock member toward the second lock recess portion, wherein the control portion includes a lock release control portion having a controller for causing the solenoid valve to flow the working fluid of the one of the advance chamber and the feeds retard chamber to withdraw the first lock member from the first lock recess portion against an urging force of the first urging member and to shift the relative rotational phase in a first direction which becomes an advance direction or a retard direction from the intermediate lock phase, performs and after detection by the phase detection portion, that the relative rotational phase exceeds a sequence range set from the intermediate locking phase to a predetermined phase in the first direction, control to B cause the solenoid valve to supply the working fluid to the other of the advance chamber and the retard chamber to retract the second lock member against a biasing force of the second biasing member from the second lock recess portion, and wherein the lock release control portion includes a lock release determination portion that determines based on a predetermined determination phase whether a locked state of the intermediate lock mechanism is released or not.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung, einen Nockenwellenversteller bereit zu stellen, der kompakter, weniger komplex und kostengünstiger als die bekannten Nockenwellenversteller ist. Der Nockenwellenversteller soll auch in einem beschränkten Bauraum einsetzbar, eine hohe Bauraumflexibilität haben, bei niedrigen Kosten herstellbar und keine Einschränkungen hinsichtlich seiner Funktionalität besitzen.It is therefore the object of the invention to provide a camshaft adjuster which is more compact, less complex and less expensive than the known camshaft adjusters. The camshaft adjuster should also be usable in a limited installation space, have a high installation space flexibility, be producible at low cost and not have any limitations in terms of its functionality.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.This object is solved by the subject matter of patent claim 1. Advantageous embodiments are claimed in the dependent claims and are explained in more detail below.

Genauer gesagt, weist der Nockenwellenversteller einen Stator, einen vorzugsweise radial innerhalb und konzentrisch zu diesem angeordneten, relativ zu dem Stator verdrehbaren Rotor und zwischen dem Stator und dem Rotor ausgebildete Arbeitskammern auf. Beispielsweise ist der Stator mit einer Kurbelwelle des Kraftfahrzeugantriebstrang drehkoppelbar und der Rotor mit einer Nockenwelle des Kraftfahrzeugantriebstrangs drehkoppelbar. Der Rotor weist vorzugsweise eine Rotornabe und davon radial nach außen abstehende Rotorflügel auf. Jede der Arbeitskammern ist durch einen insbesondere radial nach außen abstehenden Rotorflügel in zwei Teilkammern, d.h. eine erste Teilkammer, die oftmals als eine A-Kammer bezeichnet wird, und eine zweite Teilkammer, die oftmals als eine B-Kammer bezeichnet wird, unterteilt. Die Teilkammern sind zur Verstellung des Rotors relativ zu dem Stator in entgegengesetzte Wirkrichtungen über Arbeitskanäle mit Hydraulikmittel (Hydraulikfluid) beaufschlagbar. Beispielsweise ist die erste Teilkammer zur Verstellung des Rotors in die eine Wirkrichtung, etwa eine Spät-Richtung, durch einen ersten Arbeitskanal, der oftmals als ein A-Kanal bezeichnet wird, mit Hydraulikmittel beaufschlagbar. Beispielsweise ist die zweite Teilkammer zur Verstellung des Rotors in die andere Wirkrichtung, etwa eine Früh-Richtung, durch einen zweiten Arbeitskanal, der oftmals als ein B-Kanal bezeichnet wird, mit Hydraulikmittel, insbesondere Öl, beaufschlagbar.To put it more precisely, the camshaft adjuster has a stator, a rotor which is preferably arranged radially inside and concentrically thereto and can be rotated relative to the stator, and working chambers formed between the stator and the rotor. For example, the stator can be rotationally coupled to a crankshaft of the motor vehicle drive train and the rotor can be rotationally coupled to a camshaft of the motor vehicle drive train. The rotor preferably has a rotor hub and rotor blades projecting radially outwards therefrom. Each of the working chambers is divided into two sub-chambers, ie a first sub-chamber, which is often referred to as an A-chamber, and a second sub-chamber, which is often referred to as a B-chamber, by a rotor blade which protrudes radially outwards in particular. The sub-chambers are adjustable Development of the rotor relative to the stator can be acted upon in opposite directions of action via working channels with hydraulic medium (hydraulic fluid). For example, hydraulic medium can be applied to the first partial chamber for adjusting the rotor in one effective direction, for example a retarded direction, through a first working channel, which is often referred to as an A-channel. For example, to adjust the rotor in the other effective direction, such as an advanced direction, the second sub-chamber can be acted upon by hydraulic medium, in particular oil, through a second working channel, which is often referred to as a B channel.

Der Nockenwellenversteller weist einen Verriegelungsmechanismus auf, durch den der Rotor relativ zu dem Stator in einer vorbestimmten Position, insbesondere in einer Mittenposition, verriegelbar ist. Der Verriegelungsmechanismus dient zur Sicherstellung der Startbarkeit des Motors nach einem Motorstop, da der Motor nicht aus jeder Position, insbesondere nur aus der Mittenposition gestartet werden kann. Der Verriegelungsmechanismus ist durch einen vorzugsweise von den Arbeitskanälen separaten Verriegelungskanal (zur Entriegelung) mit Hydraulikmittel beaufschlagbar.The camshaft adjuster has a locking mechanism by which the rotor can be locked in a predetermined position, in particular in a central position, relative to the stator. The locking mechanism serves to ensure that the engine can be started after the engine has stopped, since the engine cannot be started from any position, in particular only from the middle position. The locking mechanism can be acted upon by hydraulic medium through a locking channel (for unlocking) that is preferably separate from the working channels.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine der Arbeitskammern als eine Verriegelungskammer (Ratschenkammer) ausgebildet. Das heißt, dass die Verriegelungskammer als eine hydraulische Ratsche dient, um den Nockenwellenversteller insbesondere bei Trennen der Hydraulikmittelzufuhr in seine vorbestimmte Position zum Verriegeln zu verstellen. Vorzugsweise dient die Verriegelungskammer gleichzeitig als Arbeitskammer zur Verstellung im Verstellbetrieb des Nockenwellenverstellers, so dass eine Druckübersetzung durch das Vorsehen der Verriegelungskammer nicht reduziert wird.According to the present disclosure, one of the working chambers is formed as a locking chamber (ratchet chamber). This means that the locking chamber serves as a hydraulic ratchet in order to move the camshaft adjuster into its predetermined position for locking, in particular when the supply of hydraulic medium is cut off. The locking chamber is preferably used at the same time as a working chamber for adjustment in the adjusting operation of the camshaft adjuster, so that a pressure increase is not reduced by the provision of the locking chamber.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist jeweils ein in die Teilkammern der Verriegelungskammer mündender bzw. damit verbindbarer Arbeitskanal als ein Schaltkanal ausgebildet. Das heißt, dass die Verriegelungskammer (wie die anderen Arbeitskammern) durch einen der Rotorflügel in eine erste Teilkammer (zur Verstellung in die eine Wirkrichtung) und eine zweite Teilkammer (zur Verstellung in die andere Wirkrichtung) unterteilt ist, und dass die erste Teilkammer durch einen ersten Schaltkanal mit Hydraulikmittel beaufschlagbar ist und die zweite Teilkammer durch einen zweiten Schaltkanal mit Hydraulikmittel beaufschlagbar ist. Dabei sind die Schaltkanäle voneinander unabhängig, d.h. als separate/nicht miteinander verbindbare Kanäle ausgebildet.According to the present disclosure, in each case a working channel which opens into the partial chambers of the locking chamber or can be connected thereto is designed as a switching channel. This means that the locking chamber (like the other working chambers) is divided by one of the rotor blades into a first partial chamber (for adjustment in one direction of action) and a second partial chamber (for adjustment in the other direction of action), and that the first partial chamber is divided by a hydraulic medium can be applied to the first switching channel and hydraulic medium can be applied to the second partial chamber through a second switching channel. The switching channels are independent of one another, i.e. designed as separate channels that cannot be connected to one another.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist jeweils ein in die Teilkammern der Verriegelungskammer mündender bzw. damit verbindbarer Arbeitskanal als ein Steuerkanal ausgebildet. Das heißt, dass die erste Teilkammer (zusätzlich zu dem ersten Schaltkanal) durch einen ersten Steuerkanal mit Hydraulikmittel beaufschlagbar ist und die zweite Teilkammer (zusätzlich zu dem zweiten Schaltkanal) durch einen zweiten Steuerkanal mit Hydraulikmittel beaufschlagbar ist. Dabei sind die Steuerkanäle voneinander unabhängig, d.h. als separate/nicht miteinander verbindbare Kanäle ausgebildet. Dabei sind die Steuerkanäle auch separat/unabhängig von den Schaltkanälen ausgebildet. Mit anderen Worten mündet in jede Teilkammer der Verriegelungskammer sowohl ein Steuerkanal als auch ein Schaltkanal. Dies hat den Effekt, dass die Verriegelungskammer zur Realisierung der Ratschenfunktion bei gesperrten Schaltkanälen in den Teilkammern enthaltenes Hydraulikmittel zur Rückstellung in die vorbestimmte Position abfließen kann. Somit wird die Funktion des Verstellers gewährleistet.According to the present disclosure, in each case a working channel which opens into the partial chambers of the locking chamber or can be connected thereto is designed as a control channel. This means that the first sub-chamber (in addition to the first switching channel) can be acted upon by hydraulic medium through a first control channel and the second sub-chamber (in addition to the second switching channel) can be acted upon by hydraulic medium through a second control channel. The control channels are independent of one another, i.e. designed as separate channels that cannot be connected to one another. The control channels are also designed separately/independently from the switching channels. In other words, both a control channel and a switching channel open into each partial chamber of the locking chamber. This has the effect that the locking chamber can drain hydraulic medium contained in the sub-chambers for resetting to the predetermined position in order to implement the ratchet function when the switching channels are blocked. This ensures the function of the adjuster.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist der Verriegelungsmechanismus so angeordnet und ausgebildet, dass bei Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus die Schaltkanäle jeweils mit einer Teilkammer der Verriegelungskammer fluidisch verbunden sind. Mit anderen Worten werden die Schaltkanäle (gleichzeitig) durch Druckbeaufschlagen des Verriegelungsmechanismus / des Verriegelungskanals geöffnet. Das heißt, dass die Schaltkanäle (gleichzeitig) bei Druckentlasten des Verriegelungsmechanismus von der zugeordneten Teilkammer der Verriegelungskammer fluidisch getrennt sind. Mit anderen Worten werden die Schaltkanäle durch Druckentlasten des Verriegelungsmechanismus geschlossen. Somit ist eine Hydraulikmittelversorgung der Teilkammern der Verriegelungskammer in Abhängigkeit der hydraulischen Schaltung (Druckentlastung oder Druckbeaufschlagung) des Verriegelungsmechanismus über die Schaltkanäle freigegeben oder gesperrt.According to the present disclosure, the locking mechanism is arranged and designed such that when pressure is applied to the locking mechanism, the switching channels are each fluidly connected to a partial chamber of the locking chamber. In other words, the switching channels are opened (simultaneously) by pressurizing the locking mechanism/locking channel. This means that the switching channels (simultaneously) are fluidically separated from the associated partial chamber of the locking chamber when the locking mechanism is depressurized. In other words, the switching channels are closed by depressurizing the locking mechanism. A supply of hydraulic medium to the sub-chambers of the locking chamber is thus released or blocked depending on the hydraulic switching (relief of pressure or pressurization) of the locking mechanism via the switching channels.

Mit anderen Worten unterstützt die Verriegelungskammer wie die anderen Arbeitskammer die Verstellung des Nockenwellenverstellers, solange der Verriegelungsmechanismus durch Druckbeaufschlagen in seine entriegelte Position verlagert ist. Sobald die Hydraulikmittelversorgung zu dem Verriegelungsmechanismus getrennt wird, schließt der Verriegelungsmechanismus die Schaltkanäle, so dass ein Hydraulikmittelzufluss und -abfluss über die Schaltkanäle aus den Teilkammern der Verriegelungskammer unterbunden ist. Durch das noch in den Teilkammern der Verriegelungskammer enthaltene Hydraulikmittel, das nun nicht mehr durch die Schaltkanäle strömen kann, kann eine hydraulische Ratsche gebildet werden und somit eine Rückstellung des Nockenwellenverstellers in die vorbestimmte Position, insbesondere die Mittenposition, erfolgen, um den Rotor in dieser Position zu verriegeln.In other words, like the other working chambers, the locking chamber supports the adjustment of the camshaft adjuster as long as the locking mechanism is shifted into its unlocked position by pressurization. As soon as the hydraulic medium supply to the locking mechanism is separated, the locking mechanism closes the switching channels, so that an inflow and outflow of hydraulic medium via the switching channels from the sub-chambers of the locking chamber is prevented. A hydraulic ratchet can be formed by the hydraulic medium still contained in the partial chambers of the locking chamber, which can no longer flow through the switching channels, and the camshaft adjuster can thus be reset to the predetermined position, in particular the middle position, in order to move the rotor in this position to lock.

Dies hat den Vorteil, dass ein (Midlock-)Nockenwellenversteller bereitgestellt werden kann, der in einem beschränkten Bauraum eingesetzt werden kann und niedrige Zielkosten hat. Somit kann eine Entkopplung der hydraulischen Ratsche von den Hydraulikdrücken in den Teilkammern der Arbeitskammern auf eine robuste Weise erreicht werden, um so eine sichere und akzeptable Funktion zu bieten und trotzdem die Bauraumforderungen zu erfüllen.This has the advantage that a (midlock) camshaft adjuster can be provided that can be used in a limited installation space and has low target costs. Thus, a decoupling of the hydraulic ratchet from the hydraulic pressures in the partial chambers of the working chambers can be achieved in a robust manner in order to offer a safe and acceptable function and still meet the space requirements.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Steuerkanäle derart angeordnet sein, d.h. derart auf den Nockenwellenversteller, insbesondere den Rotor und den Stator bzw. die dazwischen ausgebildeten Arbeitskammern, abgestimmt sein, dass die Steuerkanäle in der vorbestimmten Position, insbesondere der Mittenposition, des Rotors relativ zu dem Stator mit der zugehörigen Teilkammer der Verriegelungskammer fluidisch verbunden sind. Mit anderen Worten sind die Mündungen der Steuerkanäle in der vorbestimmten Position nicht (oder zumindest nicht vollständig) durch den Stator verschlossen. So kann das Hydraulikmittel bis zum Erreichen der vorbestimmten Position aus beiden Teilkammern abfließen.According to a preferred embodiment, the control channels can be arranged in such a way, ie matched to the camshaft adjuster, in particular the rotor and the stator or the working chambers formed between them, that the control channels in the predetermined position, in particular the middle position, of the rotor relative to the Stator are fluidly connected to the associated sub-chamber of the locking chamber. In other words, the openings of the control channels are not (or at least not completely) closed by the stator in the predetermined position. In this way, the hydraulic medium can flow out of both sub-chambers until it reaches the predetermined position.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform können die Steuerkanäle derart angeordnet sein, d.h. derart auf den Nockenwellenversteller, insbesondere den Rotor und den Stator bzw. die dazwischen ausgebildeten Arbeitskammern, abgestimmt sein, dass die Steuerkanäle in der vorbestimmten Position, insbesondere der Mittenposition, des Rotors relativ zu dem Stator teilweise verdeckt sind. Mit anderen Worten sind die Mündungen der Steuerkanäle in der vorbestimmten Position teilweise, aber nicht vollständig durch den Stator verschlossen. Das heißt, dass die Steuerkanäle im Vergleich zu einer Position des Rotors, in der die zugeordnete Teilkammer vergrößert ist, einen durch die Position des Rotors verringerten Öffnungsquerschnitt aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass das Hydraulikmittel (aus beiden Teilkammern) abfließen kann, aber der Hydraulikmittelstrom aus der Teilkammer heraus stark gedrosselt ist, so dass der Rotor bei der Rückstellung gebremst wird und das Risiko eines Überfliegens der vorbestimmten Position verringert wird.According to the preferred embodiment, the control channels can be arranged in such a way, ie matched to the camshaft adjuster, in particular the rotor and the stator or the working chambers formed between them, that the control channels are in the predetermined position, in particular the middle position, of the rotor relative to the Stator are partially covered. In other words, the openings of the control channels are partially but not completely closed by the stator in the predetermined position. This means that the control ducts have a reduced opening cross-section due to the position of the rotor compared to a position of the rotor in which the associated partial chamber is enlarged. This has the advantage that the hydraulic medium can flow out (from both sub-chambers), but the flow of hydraulic medium out of the sub-chamber is severely throttled, so that the rotor is braked when it is reset and the risk of overflying the predetermined position is reduced.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform können die Steuerkanäle derart angeordnet sein, d.h. derart auf den Nockenwellenversteller, insbesondere den Rotor und den Stator bzw. die dazwischen ausgebildeten Arbeitskammern, abgestimmt sein, dass in jeder Position abgesehen von der vorbestimmten Position des Rotors (bzw. einem Bereich um die vorbestimmte Position von beispielsweise ± 5°, 10° oder 15°) relativ zu dem Stator, d.h. insbesondere in Außermittenlage des Rotors, einer der Steuerkanäle mit der zugehörigen Teilkammer der Verriegelungskammer fluidisch verbunden ist und der andere der Steuerkanäle von der zugehörigen Teilkammer der Verriegelungskammer fluidisch getrennt ist. Das heißt, dass in der Außenmittenlage nur eine der beiden Teilkammern mit dem zugeordneten Steuerkanal zum Hydraulikmittelabfluss fluidisch verbunden ist. Vorzugsweise ist die je nach Verstellposition des Rotors größere Teilkammer mit dem zugeordneten Steuerkanal verbunden, so dass eine Rückstellung in Richtung der vorbestimmten Position, d.h. der Mitte, erfolgen kann. Das heißt, dass die Teilkammer, die zur Rückstellung in die vorbestimmte Position verkleinert werden muss, mit dem jeweiligen Steuerkanal verbunden ist. So wird die Funktion der hydraulischen Ratsche gewährleistet.According to the preferred embodiment, the control channels can be arranged in such a way, i.e. matched to the camshaft adjuster, in particular the rotor and the stator or the working chambers formed between them, that in every position apart from the predetermined position of the rotor (or an area around the predetermined position of, for example, ±5°, 10° or 15°) relative to the stator, i.e. in particular when the rotor is off-centre, one of the control channels is fluidically connected to the associated sub-chamber of the locking chamber and the other of the control channels is fluidically connected to the associated sub-chamber of the locking chamber is fluidically separated. This means that in the outer center position only one of the two sub-chambers is fluidically connected to the associated control channel for the outflow of hydraulic fluid. The partial chamber, which is larger depending on the adjustment position of the rotor, is preferably connected to the associated control channel, so that a reset can take place in the direction of the predetermined position, i.e. the center. This means that the sub-chamber, which has to be reduced in size in order to be reset to the predetermined position, is connected to the respective control channel. This ensures the function of the hydraulic ratchet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Verriegelungsmechanismus eine statorfeste Verriegelungskulisse, die insbesondere in einem statorfesten Deckel ausgebildet ist, und ein zur Verriegelung in der vorbestimmten Position in die Verriegelungskulisse eingreifendes erstes Verriegelungselement aufweisen. Das Verriegelungselement kann beispielsweise als ein Verriegelungspin ausgebildet sein. Der Rotor kann eine Axialöffnung aufweisen, in der der Verriegelungspin axial entgegen der Federkraft einer Verriegelungsfeder des Verriegelungsmechanismus verschieblich angeordnet ist. Vorzugsweise kann der Verriegelungspin durch Druckbeaufschlagung zum Entriegeln entgegen der Federkraft verlagert werden und durch die Federkraft zum Verriegeln bei Druckentlastung des Verriegelungspins gegen den Deckel bzw. in die Verriegelungskulisse gedrückt werden. Vorzugsweise ist die Verriegelungskulisse als eine Aussparung, deren Querschnitt der Form des Verriegelungspins entspricht, insbesondere der in Umfangsrichtung gemessenen Breite des Verriegelungspins entspricht, beispielsweise als eine kreisförmige oder als eine in radialer Richtung vergrößerte/gestreckte, den Ölfluss begünstigende, etwa ovale oder langlochförmige, Aussparung ausgebildet. Durch das Vorsehen der hydraulischen Ratsche kann die Verriegelungskulisse genauer auf die Form des Verriegelungspins toleriert werden, ohne die Gefahr eines Überschießens über die Mittenlage des Verriegelungspins über die Verriegelungskulisse erheblich zu vergrößern. Es muss also keine größere, etwa kreisbogenförmige, Aussparung und/oder mehrere Verriegelungspins zur Vermeidung einer Relativbewegung zwischen dem Rotor und dem Stator (und damit auch mehrere Verriegelungsdeckel) mehr vorgesehen werden, um ein sofortiges Verriegeln des Verriegelungspins zu gewährleisten. Somit können die benötigten Bauteile und damit die Herstellungskosten erheblich reduziert werden.According to a preferred embodiment, the locking mechanism can have a stator-fixed locking link, which is formed in particular in a stator-fixed cover, and a first locking element that engages in the locking link for locking in the predetermined position. The locking element can be designed as a locking pin, for example. The rotor can have an axial opening in which the locking pin is arranged so that it can be displaced axially against the spring force of a locking spring of the locking mechanism. Preferably, the locking pin can be displaced against the spring force by applying pressure for unlocking and can be pressed against the cover or into the locking slot by the spring force for locking when the pressure on the locking pin is relieved. The locking link is preferably in the form of a recess, the cross section of which corresponds to the shape of the locking pin, in particular to the width of the locking pin measured in the circumferential direction, for example as a circular recess or a recess that is enlarged/stretched in the radial direction and promotes the flow of oil, for example oval or slot-shaped educated. By providing the hydraulic ratchet, the locking link can be more precisely tolerated in terms of the shape of the locking pin, without significantly increasing the risk of the locking pin overshooting the central position via the locking link. It is therefore no longer necessary to provide a larger, for example arcuate, recess and/or multiple locking pins to prevent relative movement between the rotor and the stator (and thus also multiple locking covers) in order to ensure immediate locking of the locking pin. Thus, the required components and thus the manufacturing costs can be significantly reduced.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann das Verriegelungselement in dem die Verriegelungskammer unterteilenden Rotorflügel angeordnet sein. Das heißt, dass das Verriegelungselement nicht wie bei bekannten Nockenwellenverstellern in der Rotornabe, sondern in einem der Rotorflügel angeordnet ist, so dass der Nockenwellenversteller als Ganzes mit einem geringeren Durchmesser ausgebildet werden kann.According to the preferred embodiment, the locking element in which the Verriege be arranged lung chamber dividing rotor blades. This means that the locking element is not arranged in the rotor hub, as in known camshaft adjusters, but in one of the rotor blades, so that the camshaft adjuster as a whole can be designed with a smaller diameter.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann der die Verriegelungskammer unterteilende Rotorflügel derart angeordnet und ausgebildet sein, dass die Verriegelungskulisse in jeder Position des Rotors relativ zu dem Stator, d.h. über den gesamten Verstellbereich des Nockenwellenverstellers, durch den Rotorflügel bedeckt ist. Beispielsweise kann der die Verriegelungskammer unterteilende Rotorflügel in Umfangsrichtung breiter/größer als die übrigen Rotorflügel ausgebildet sein. Dies hat den Effekt, dass in jeder Position des Rotors keine Fluidverbindung zwischen den Teilkammern und der Verriegelungskulisse möglich ist, so dass das Hydraulikmittel aus den Teilkammern nicht unter das Verriegelungselement strömen kann und dadurch das Verriegelungselement ohne Hydraulikzufuhr über den Verriegelungskanal in die entriegelte Position drücken kann. Dies hat den Vorteil, dass die Funktion der hydraulischen Ratsche von den Hydraulikdrücken in den Teilkammern vollständig entkoppelt ist. Die Arbeitskammern sind vorzugsweise gleich groß ausgebildet, d.h. mit demselben Fluidvolumen. Beispielsweise kann der Rotor drei Flügel aufweisen, da so der vergrößerte Rotorflügel, der die Verriegelungskammer unterteilt, sowie ein ausreichend großes Arbeitsvolumen durch die drei Arbeitskammern in dem vorhandenen Bauraum untergebracht werden können.According to the preferred embodiment, the rotor blade dividing the locking chamber can be arranged and designed in such a way that the locking link is covered by the rotor blade in every position of the rotor relative to the stator, i.e. over the entire adjustment range of the camshaft adjuster. For example, the rotor blade dividing the locking chamber can be made wider/larger in the circumferential direction than the other rotor blades. This has the effect that no fluid connection between the sub-chambers and the locking link is possible in any position of the rotor, so that the hydraulic medium cannot flow from the sub-chambers under the locking element and thus cannot press the locking element into the unlocked position without hydraulic supply via the locking channel . This has the advantage that the function of the hydraulic ratchet is completely decoupled from the hydraulic pressures in the sub-chambers. The working chambers are preferably of equal size, i.e. with the same volume of fluid. For example, the rotor can have three vanes, since the enlarged rotor vane, which divides the locking chamber, and a sufficiently large working volume can be accommodated in the existing space by the three working chambers.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann der Verriegelungsmechanismus ein in dem die Verriegelungskammer unterteilenden Rotorflügel angeordnetes zweites Verriegelungselement, wie einen zweiten Verriegelungspin, aufweisen. Vorzugsweise können das erste Verriegelungselement und das zweite Verriegelungselement über den Verriegelungskanal derart gemeinsam mit Hydraulikmittel beaufschlagbar sein, dass bei Druckentlasten des Verriegelungsmechanismus das erste Verriegelungselement einen der Schaltkanäle von der zugeordneten Teilkammer fluidisch trennt und das zweite Verriegelungselement den anderen der Schaltkanäle von der zugeordneten Teilkammer fluidisch trennt. Das heißt, dass der erste Schaltkanal von dem ersten (oder dem zweiten) Verriegelungselement und der zweite Schaltkanal von dem zweiten (oder dem ersten) Verriegelungselement je nach Hydraulikschaltung blockierbar sind. Dadurch werden die beiden Schaltkanäle durch zwei unabhängige, einfach aufgebaute Verriegelungselemente blockiert, wobei das erste Verriegelungselement neben der Blockierfunktion des einen Schaltkanals die Verriegelungsfunktion des Rotors in der vorbestimmten Position hat.According to the preferred embodiment, the locking mechanism may comprise a second locking element, such as a second locking pin, arranged in the rotor blade dividing the locking chamber. The first locking element and the second locking element can preferably be acted upon jointly by hydraulic medium via the locking channel in such a way that when the locking mechanism is relieved of pressure, the first locking element fluidly separates one of the switching channels from the associated sub-chamber and the second locking element fluidly separates the other of the switching channels from the associated sub-chamber . This means that the first switching channel can be blocked by the first (or the second) locking element and the second switching channel can be blocked by the second (or the first) locking element, depending on the hydraulic circuit. As a result, the two switching channels are blocked by two independent, simply constructed locking elements, the first locking element having the locking function of the rotor in the predetermined position in addition to the blocking function of one switching channel.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann das erste Verriegelungselement eine erste Ringnut aufweisen, die bei Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus den einen beispielsweise in Radialrichtung ausgerichteten Schaltkanal mit einem in die zugeordnete Teilkammer mündenden, beispielsweise quer zur Radialrichtung ausgerichteten ersten Kanal fluidisch verbindet. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann das zweite Verriegelungselement eine zweite Ringnut aufweisen, die bei Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus den anderen beispielsweise in Radialrichtung ausgerichteten Schaltkanal mit einem in die zugeordnete Teilkammer mündenden, beispielsweise quer zur Radialrichtung ausgerichteten zweiten Kanal fluidisch verbindet.According to the preferred embodiment, the first locking element can have a first annular groove which, when pressure is applied to the locking mechanism, fluidly connects the switching channel, e.g. aligned in the radial direction, with a first duct opening into the associated partial chamber, e.g. aligned transversely to the radial direction. According to the preferred embodiment, the second locking element can have a second annular groove which, when pressure is applied to the locking mechanism, fluidly connects the other switching channel, e.g. aligned in the radial direction, with a second duct opening into the associated partial chamber, e.g. aligned transversely to the radial direction.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform können das erste Verriegelungselement und das zweite Verriegelungselement auf unterschiedlichen Teilkreisen der Achse des Nockenwellenverstellers angeordnet sein. Das heißt, dass das erste Verriegelungselement einen unterschiedlichen Abstand zu der Achse als das zweite Verriegelungselement hat. So wird verhindert, dass das zweite Verriegelungselement in die Verriegelungskulisse eingreift und in dieser Position verriegelt, selbst wenn eine Axialaussparung zur Aufnahme des zweiten Verriegelungselements als ein günstig herstellbares Durchgangsloch ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine Axialaussparung in dem Rotor zur Aufnahme des zweiten Verriegelungselements in Axialrichtung zu der Verriegelungskulisse hin geschlossen ausgebildet sein. Dadurch kann das Eingreifen des zweiten Verriegelungselements in die Verriegelungskulisse verhindert werden.According to the preferred embodiment, the first locking element and the second locking element can be arranged on different pitch circles of the axis of the camshaft adjuster. This means that the first locking element has a different distance to the axis than the second locking element. This prevents the second locking element from engaging in the locking link and being locked in this position, even if an axial recess for receiving the second locking element is designed as a through hole that can be produced cheaply. Alternatively or additionally, an axial recess in the rotor for receiving the second locking element can be closed in the axial direction towards the locking link. This can prevent the second locking element from engaging in the locking link.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform können die Arbeitskanäle, insbesondere die Steuerkanäle und/oder die Schaltkanäle, als eine Radialnut oder ein Radialkanal in dem Rotor ausgebildet sein. Beispielsweise können die Arbeitskanäle durch radiale Bohrungen hergestellt sein.According to the preferred embodiment, the working channels, in particular the control channels and/or the switching channels, can be designed as a radial groove or a radial channel in the rotor. For example, the working channels can be produced by radial bores.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Nockenwellenversteller ein Zentralventil zur Steuerung eines Hydraulikmittelstroms besitzen, wobei der Verriegelungskanal mit dem Zentralventil und/oder direkt mit einer Pumpe des Nockenwellenverstellers zur Hydraulikmittelversorgung verbunden sind. Insbesondere ist der Verriegelungsmechanismus direkt mit dem Zentralventil und/oder der Pumpe, d.h. unabhängig von einer Hydraulikzufuhr in die Arbeitskammern zur Verstellung, verbunden. Beispielsweise dient der Verriegelungskanal als eigener Fluidkanal zur Verriegelung, dessen Hydraulikversorgung unabhängig von der Hydraulikversorgung für die Verstellung ist. Durch eine direkte Verbindung lässt sich die Verriegelung nahezu unverzögert steuern. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann der Verriegelungskanal je nach Schaltstellung des Zentralventils druckentlastet, d.h. mit einem Tank verbunden, oder druckbeaufschlagt, d.h. mit der Pumpe verbunden, sein.According to a preferred embodiment, the camshaft adjuster can have a central valve for controlling a flow of hydraulic medium, with the locking channel being connected to the central valve and/or directly to a pump of the camshaft adjuster for supplying hydraulic medium. In particular, the locking mechanism is connected directly to the central valve and/or the pump, ie independently of a hydraulic supply to the working chambers for adjustment. For example, the locking channel serves as a separate fluid channel for locking, the hydraulic supply of which is independent of the hydraulic supply tion for the adjustment. The locking can be controlled almost instantaneously thanks to a direct connection. According to the preferred embodiment, the locking channel can be pressure-relieved, ie connected to a tank, or pressurized, ie connected to the pump, depending on the switching position of the central valve.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Nockenwellenversteller ein Reservoir zur Bevorratung von Hydraulikmittel aufweisen, das unter Zwischenschaltung von Rückschlagventilen mit den Teilkammern der Verriegelungskammer und/oder mit den Teilkammern aller Arbeitskammern verbunden ist, um bei Vorliegen eines Unterdrucks in einer der Teilkammern dieser Teilkammer Hydraulikmittel aus dem Reservoir zuzuführen. Beispielsweise kann das Reservoir in einem statorfesten Deckel untergebracht sein. Durch das Vorsehen eines mit den Teilkammern der Verriegelungskammer verbundenen Reservoirs kann die Funktionalität der hydraulischen Ratsche gewährleistet werden. Somit kann, wenn der Hydraulikmittelfluss durch die Schaltkanäle unterbrochen ist, Hydraulikmittel aus der (gegenüber der Mittenlage) vergrößerten Teilkammer über den zugeordneten Steuerkanal abfließen und in die (gegenüber der Mittenlage) verkleinerte Teilkammer durch das jeweilige Rückschlagventil eingesaugt werden. Dadurch, dass Hydraulikmittel aus der (gegenüber der Mittenlage) verkleinerten Teilkammer durch Versperren der Verbindung zu dem zugeordneten Steuerkanal nicht abfließen kann, wird nur eine Verstellung in Richtung Mittenlage ermöglicht. Durch das Vorsehen eines mit den Teilkammern (aller Arbeitskammern) verbundenen Reservoirs kann eine schnellere Verstellung gewährleistet, da in eine zu vergrößernde Teilkammer Hydraulikmittel eingesaugt werden kann.According to a preferred embodiment, the camshaft adjuster can have a reservoir for storing hydraulic medium, which is connected to the sub-chambers of the locking chamber and/or to the sub-chambers of all working chambers with the interposition of non-return valves in order to draw hydraulic medium from the supply reservoir. For example, the reservoir can be accommodated in a cover that is fixed to the stator. The functionality of the hydraulic ratchet can be ensured by providing a reservoir connected to the partial chambers of the locking chamber. Thus, if the flow of hydraulic fluid through the switching channels is interrupted, hydraulic fluid can flow out of the (compared to the middle position) enlarged sub-chamber via the assigned control channel and be sucked into the (compared to the middle position) smaller sub-chamber through the respective check valve. Due to the fact that hydraulic medium cannot flow out of the sub-chamber that is smaller (compared to the central position) due to the blocking of the connection to the associated control channel, only an adjustment in the direction of the central position is made possible. By providing a reservoir connected to the sub-chambers (of all working chambers), faster adjustment can be ensured since hydraulic medium can be sucked into a sub-chamber that is to be enlarged.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen Nockenwellenversteller mit dem Ziel die Entkopplung der hydraulischen Ratsche von den Kammerdrücken auf eine robuste Weise zu erreichen, um so eine sichere und akzeptable Funktion zu bieten und trotzdem die Bauraumforderungen zu erfüllen. Dies wird erreicht, indem die hydraulische Ratsche von Radialbohrungen gesteuert wird, so dass auf ein Langloch wie bei einem Smartlocknockenwellenversteller verzichtet und damit die Verlagerung der Verriegelung in den Flügel erfolgen kann. Die Verriegelungskulisse wird nun über den ganzen Verstellwinkel mit dem Verriegelungsflügel verdeckt und so eine Verbindung der Sperrkammern (Teilkammern der Verriegelungskammer) mit dem C-Kanal/Verriegelungskanal unterbunden. Eine starke Reduzierung der Druckübersetzung, insbesondere in einem 3-Flüglerdesign, wird vermieden, indem die Sperrkammern mit je A oder B verbunden werden. Folglich wird eine hohe Druckübersetzung bei gleichzeitiger Einhaltung des Bauraums bzw. kleinerem minimalen Bauraum sowie die Einsparung eines Verriegelungsdeckels gegenüber dem bekanntem Smartlocknockenwellenversteller erreicht, was den axialen Bauraum senkt und Kosten spart. Zudem kann der Verriegelungsdeckel kostengünstig durch Feinschneiden und Einpressen einer Buchse hergestellt werden. Die Kammern sind wie beim bekannten Smartlocknockenwellenversteller von der Pinschaltung bzw. dem C-Kanal entkoppelt, um die komplexen Effekte in der Ratschenfunktion zu unterbinden und eine robuste Funktion zu ermöglichen.In other words, the invention relates to a camshaft adjuster with the aim of achieving the decoupling of the hydraulic ratchet from the chamber pressures in a robust manner in order to offer a safe and acceptable function while still meeting the installation space requirements. This is achieved by the hydraulic ratchet being controlled by radial bores, so that there is no need for a slot as in a Smartlock camshaft adjuster and the locking can thus be relocated to the wing. The locking link is now covered over the entire adjustment angle with the locking wing, thus preventing a connection between the locking chambers (partial chambers of the locking chamber) and the C channel/locking channel. A large reduction in the pressure ratio, especially in a 3-wing design, is avoided by connecting the buffer chambers to either A or B. Consequently, a high pressure intensification is achieved while at the same time maintaining the installation space or a smaller minimum installation space and the saving of a locking cover compared to the known Smartlock camshaft adjuster, which reduces the axial installation space and saves costs. In addition, the locking cover can be manufactured inexpensively by fine blanking and pressing in a bushing. As with the well-known Smartlock camshaft adjuster, the chambers are decoupled from the pin circuit or the C-channel in order to prevent the complex effects in the ratchet function and to enable a robust function.

In dem anmeldungsgemäßen Nockenwellenversteller ist im geregelten Normalbetrieb der C-Kanal mit der Pumpe verbunden/druckbeaufschlagt. Das Öl/Hydraulikmittel strömt durch eine Leitung/Verriegelungskanal im Rotor unter die Verriegelungspins, so dass diese gegen eine Feder auf die Patrone gedrückt werden und die Schaltbohrungen/Schaltkanäle geöffnet sind. Das Öl kann wie den anderen Arbeitskammern in jeder Verstellposition ein- und ausfließen, so dass die Verstellung auch von den beidem Ratschenkammern/Teilkammern der Verriegelungskammer unterstützt werden. Soll eine Verriegelung in der Mitte erfolgen, wird der Strom zu einem Zentralmagnet abgeschaltet, so dass das Zentralventil den Verriegelungskanal (sowie die ersten und zweiten Arbeitskanäle, d.h. auch die Steuerkanäle) zum Tank schaltet, und die Verriegelungselemente auf den statorfesten Deckel gedrückt werden und die Schaltkanäle geschlossen werden. Dadurch kann das Öl nun nur noch durch die Smartphaserklappen/Rückschlagventile in die Kammern eintreten und in Abhängigkeit der Position des Rotors durch die Steuerkanäle austreten, so dass die hydraulische Ratsche eine Verstellung des Rotors zur Mitte bewirkt. Erreicht der Nockenwellenversteller/Rotor die Mittenposition, sind die Steuerkanäle zu beiden Teilkammern der Verriegelungskammer offen, jedoch stark gedrosselt. Dadurch wird der Rotor gebremst, um ein Überfliegen zu vermeiden. Das erste Verriegelungselement kann nun in die Verriegelungskulisse verriegeln. Ein Verriegeln des zweiten Verriegelungselements ist nicht erwünscht, da diese Position nicht der Mitte entsprechen würde, was durch Versetzen der beiden Verriegelungselemente auf unterschiedliche Teilkreise erreicht wird.In the camshaft adjuster according to the application, the C channel is connected/pressurized to the pump in regulated normal operation. The oil/hydraulic medium flows through a line/locking channel in the rotor under the locking pins so that they are pressed against a spring on the cartridge and the switching bores/switching channels are open. Like the other working chambers, the oil can flow in and out in every adjustment position, so that the adjustment is also supported by the two ratchet chambers/partial chambers of the locking chamber. If locking is to take place in the middle, the current to a central magnet is switched off, so that the central valve switches the locking channel (as well as the first and second working channels, i.e. also the control channels) to the tank, and the locking elements are pressed onto the stator-fixed cover and the switching channels are closed. As a result, the oil can now only enter the chambers through the smart phaser flaps/non-return valves and, depending on the position of the rotor, exit through the control channels so that the hydraulic ratchet causes the rotor to be adjusted to the center. When the camshaft phaser/rotor reaches the center position, the control channels to both sub-chambers of the locking chamber are open, but severely throttled. This brakes the rotor to avoid overflying. The first locking element can now lock into the locking link. Locking of the second locking element is not desirable since this position would not correspond to the center, which is achieved by offsetting the two locking elements on different pitch circles.

Somit können Gleichteile für Federn und Pins verwenden werden, obwohl diese unterschiedliche Funktionen haben. Durch die Anordnung auf unterschiedlichen Teilkreisen der Verriegelungselemente kann auch für das zweite, d.h. das nicht verriegelnde Verriegelungselement in einem Durchgangsloch im Rotor verwendet werden, so dass der Rotor einfacher als Sinterbauteil herstellbar ist. Zudem ist es möglich, den die Verriegelungskammer unterteilenden Flügel als Radiallager mit zu verwenden. Zudem können die Teilkammern der Verriegelungskammer (Ratschenkammern) mit Dichtleisten für eine robuste, d.h. in einem weiten Betriebsbereich wirkende, Funktion abgedichtet werden. Alternativ kann das zweite Verriegelungselement in einem (zur Kulissenseite geschlossenen) Sackloch in dem Rotor angeordnet werden. Auch kann eine Dichtleiste in dem die Verriegelungskammer unterteilenden Flügel vorgesehen werden. Zudem können die Schaltkanäle (radialen Bohrungen) in dem die Verriegelungskammer unterteilenden Flügel durch Kugeln geschlossen werden. Zudem können die Smartphaserklappen/Rückschlagventile nur in der Verriegelungskammer, d.h. nicht in den übrigens Arbeitskammern, vorgesehen sein, um den Verstellbereich weiter zu vergrößern oder eine externe Lagerung zu ermöglichen.This means that identical parts can be used for springs and pins, although they have different functions. By arranging the locking elements on different pitch circles, the second locking element, ie the non-locking locking element, can also be used in a through hole in the rotor, so that the rotor can be produced more easily as a sintered component. In addition, it is possible to also use the wing dividing the locking chamber as a radial bearing. In addition, the sub-chambers of the locking chamber (ratchet chambers) with sealing strips for a robust function, ie one effective over a wide operating range. Alternatively, the second locking element can be arranged in a blind hole (closed on the connecting link side) in the rotor. A sealing strip can also be provided in the wing dividing the locking chamber. In addition, the switching channels (radial bores) in the wing dividing the locking chamber can be closed by balls. In addition, the smart phaser flaps/non-return valves can only be provided in the locking chamber, ie not in the other working chambers, in order to further increase the adjustment range or to enable external storage.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Längsschnittdarstellung eines Nockenwellenverstellers, und
  • 2A und 2B bis 6A und 6B perspektivische Querschnittdarstellungen und Längsschnittdarstellungen des Nockenwellenverstellers in verschiedenen Positionen.
The invention is explained below with the aid of drawings. Show it:
  • 1 a longitudinal sectional view of a camshaft adjuster, and
  • 2A and 2 B until 6A and 6B perspective cross-sectional views and longitudinal sectional views of the camshaft adjuster in different positions.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are only of a schematic nature and serve exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numbers.

1 zeigt eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Nockenwellenverstellers 1 des Flügelzellentyps für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang. 2A und 2B zeigen perspektivische Querschnittdarstellungen und Längsschnittdarstellungen des Nockenwellenverstellers 1 in verschiedenen Positionen. Der Nockenwellenversteller 1 dient zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle. Der Nockenwellenversteller 1 weist einen Stator 2 auf. Der Stator 2 ist mit der Kurbelwelle drehkoppelbar. Der Nockenwellenversteller 1 weist einen Rotor 3 auf. Der Rotor 3 ist relativ zu dem Stator 2 verdrehbar. Der Rotor 3 ist mit der Nockenwelle drehkoppelbar. Der Rotor 3 ist radial innerhalb und konzentrisch zu dem Stator 2 angeordnet. 1 1 shows a longitudinal sectional illustration of an embodiment of a camshaft adjuster 1 of the vane cell type for a motor vehicle drive train. 2A and 2 B show perspective cross-sectional views and longitudinal sectional views of the camshaft adjuster 1 in different positions. The camshaft adjuster 1 is used to adjust the phase position of a camshaft relative to a crankshaft. The camshaft adjuster 1 has a stator 2 . The stator 2 can be coupled in rotation with the crankshaft. The camshaft adjuster 1 has a rotor 3 . The rotor 3 can be rotated relative to the stator 2 . The rotor 3 can be coupled in rotation with the camshaft. The rotor 3 is arranged radially inside and concentric to the stator 2 .

Zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 sind Arbeitskammern 4 ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform weist der Nockenwellenversteller 1 drei Arbeitskammern 4 auf. Jede der Arbeitskammern 4 ist durch einen radial nach außen von einem Rotorkörper/einer Rotornabe abstehenden Rotorflügel 5 in eine erste Teilkammer/A-Kammer 6 und eine zweite Teilkammer/B-Kammer 7 unterteilt. Die ersten Teilkammern 6 sind zur Verstellung des Rotors 3 relativ zu dem Stator 2 in eine erste Wirkrichtung, etwa eine Spät-Richtung, über einen ersten Arbeitskanal/A-Kanal 8 mit Hydraulikmittel druckbeaufschlagbar. Die zweiten Teilkammern 7 sind zur Verstellung des Rotors 3 relativ zu dem Stator 2 in eine (der ersten Wirkrichtung entgegengesetzte) zweite Wirkrichtung, etwa eine Früh-Richtung, über einen zweiten Arbeitskanal/B-Kanal 9 mit Hydraulikmittel druckbeaufschlagbar.Working chambers 4 are formed between the stator 2 and the rotor 3 . In the embodiment shown, the camshaft adjuster 1 has three working chambers 4 . Each of the working chambers 4 is divided into a first sub-chamber/A-chamber 6 and a second sub-chamber/B-chamber 7 by a rotor blade 5 protruding radially outwards from a rotor body/rotor hub. To adjust the rotor 3 relative to the stator 2 in a first effective direction, for example a retarded direction, the first partial chambers 6 can be pressurized with hydraulic medium via a first working channel/A-channel 8 . To adjust the rotor 3 relative to the stator 2 in a second direction of action (opposite to the first direction of action), the second partial chambers 7 can be pressurized via a second working channel/B-channel 9 with hydraulic medium.

Der Nockenwellenversteller 1 weist einen Verriegelungsmechanismus 10 auf, durch den der Rotor 3 relativ zu dem Stator 2 in einer vorbestimmten Position, insbesondere einer Mittenposition, verriegelbar ist. Der Verriegelungsmechanismus 10 ist durch einen Verriegelungskanal/C-Kanal 11 mit Hydraulikmittel beaufschlagbar. Vorzugsweise ist der Verriegelungskanal 11 separat von den Arbeitskanälen 8, 9 ausgebildet.The camshaft adjuster 1 has a locking mechanism 10, by which the rotor 3 can be locked relative to the stator 2 in a predetermined position, in particular a middle position. The locking mechanism 10 can be acted upon by hydraulic medium through a locking channel/C channel 11 . The locking channel 11 is preferably formed separately from the working channels 8 , 9 .

Eine der Arbeitskammern 4 ist als eine Verriegelungskammer/Ratschenkammer 12 ausgebildet, um als eine hydraulische Ratsche auf den Rotor 3 zu wirken. Jeweils ein in die Teilkammern 6, 7 der Verriegelungskammer 12 mündender bzw. damit verbindbarer Arbeitskanal 8, 9 ist als ein Schaltkanal 13, 14 ausgebildet. Ein in die erste Teilkammer 6 der Verriegelungskammer 12 mündender (bzw. damit verbindbarer) erster Arbeitskanal 8 ist als ein erster Schaltkanal 13 ausgebildet. Ein in die zweite Teilkammer 7 der Verriegelungskammer 12 mündender (bzw. damit verbindbarer) zweiter Arbeitskanal 9 ist als ein zweiter Schaltkanal 14 ausgebildet. Der erste Schaltkanal 13 ist unabhängig von dem zweiten Schaltkanal 14 ausgebildet.One of the working chambers 4 is designed as a locking chamber/ratchet chamber 12 to act on the rotor 3 as a hydraulic ratchet. In each case one working channel 8 , 9 which opens into the partial chambers 6 , 7 of the locking chamber 12 or can be connected thereto is designed as a switching channel 13 , 14 . A first working channel 8 which opens into (or can be connected to) the first partial chamber 6 of the locking chamber 12 is designed as a first switching channel 13 . A second working channel 9 which opens into (or can be connected to) the second partial chamber 7 of the locking chamber 12 is designed as a second switching channel 14 . The first switching channel 13 is formed independently of the second switching channel 14 .

Die Schaltkanäle 13, 14 sind durch Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus 10 schaltbar. Dabei ist der Verriegelungsmechanismus 10 so angeordnet und ausgebildet, dass bei Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus 10 der erste Schaltkanal 13 fluidisch mit der ersten Teilkammer 6 der Verriegelungskammer 12 fluidisch verbunden ist und der zweite Schaltkanal 14 mit der zweiten Teilkammer 7 fluidisch verbunden ist, und bei Druckentlastung des Verriegelungsmechanismus 10 der erste Schaltkanal 13 fluidisch von der ersten Teilkammer 6 der Verriegelungskammer 12 fluidisch getrennt ist und der zweite Schaltkanal 14 fluidisch von der zweiten Teilkammer 7 der Verriegelungskammer 12 fluidisch getrennt ist.The switching channels 13, 14 can be switched by applying pressure to the locking mechanism 10. The locking mechanism 10 is arranged and designed such that when pressure is applied to the locking mechanism 10, the first switching channel 13 is fluidly connected to the first sub-chamber 6 of the locking chamber 12 and the second switching channel 14 is fluidly connected to the second sub-chamber 7, and when the pressure is relieved Locking mechanism 10, the first switching channel 13 is fluidly separated from the first partial chamber 6 of the locking chamber 12 and the second switching channel 14 is fluidly separated from the second partial chamber 7 of the locking chamber 12.

Zusätzlich kann jeweils ein in die Teilkammern 6, 7 der Verriegelungskammer 12 mündender (bzw. damit verbindbarer) Arbeitskanal 8, 9 als ein Steuerkanal 15, 16 ausgebildet sein. Ein in die erste Teilkammer 6 der Verriegelungskammer 12 mündender (bzw. damit verbindbarer) erster Arbeitskanal 8 ist als ein erster Steuerkanal 15 ausgebildet. Ein in die zweite Teilkammer 7 der Verriegelungskammer 12 mündender (bzw. damit verbindbarer) zweiter Arbeitskanal 9 ist als ein zweiter Steuerkanal 16 ausgebildet. Der erste Steuerkanal 15 ist unabhängig von dem zweiten Steuerkanal 16 ausgebildet.In addition, a working channel 8 , 9 which opens into (or can be connected to) the partial chambers 6 , 7 of the locking chamber 12 can be designed as a control channel 15 , 16 . A first working channel 8 which opens into (or can be connected to) the first partial chamber 6 of the locking chamber 12 is designed as a first control channel 15 . A second working channel 9 which opens into (or can be connected to) the second partial chamber 7 of the locking chamber 12 is designed as a second control channel 16 educated. The first control channel 15 is formed independently of the second control channel 16 .

Vorzugsweise können die Steuerkanäle 15, 16 derart angeordnet sein, dass die Steuerkanäle 15, 16 in der vorbestimmten Position, insbesondere der Mittenposition, des Rotors 3 relativ zu dem Stator 2 mit der zugehörigen Teilkammer 6, 7 der Verriegelungskammer 12 fluidisch verbunden sind. Insbesondere können die Steuerkanäle 15, 16 derart angeordnet sein, dass die Steuerkanäle 15, 16 in der vorbestimmten Position, insbesondere der Mittenposition, des Rotors 3 relativ zu dem Stator 2 mit der zugehörigen Teilkammer 6, 7 der Verriegelungskammer 12 teilweise, beispielsweise durch den Stator 2, gedrosselt/verdeckt sind. Das heißt, dass die Steuerkanäle 15, 16 im Vergleich zu einer Position des Rotors 3, in der die zugeordnete Teilkammer 6, 7 vergrößert ist, einen durch die Position des Rotors 3 relativ zu dem Stator 2 verringerten Öffnungsquerschnitt aufweisen.The control channels 15, 16 can preferably be arranged in such a way that the control channels 15, 16 are fluidically connected to the associated partial chamber 6, 7 of the locking chamber 12 in the predetermined position, in particular the middle position, of the rotor 3 relative to the stator 2. In particular, the control channels 15, 16 can be arranged in such a way that the control channels 15, 16 in the predetermined position, in particular the middle position, of the rotor 3 relative to the stator 2 with the associated partial chamber 6, 7 of the locking chamber 12 partially, for example through the stator 2, are throttled/covert. This means that the control channels 15, 16 have a reduced opening cross-section due to the position of the rotor 3 relative to the stator 2 compared to a position of the rotor 3 in which the associated sub-chamber 6, 7 is enlarged.

Vorzugsweise können die Steuerkanäle 15, 16 derart angeordnet sein, dass die Steuerkanäle 15, 16 in jeder Position abgesehen von der vorbestimmten Position des Rotors 2 relativ zu dem Stator 2, d.h. insbesondere in Außermittenlage des Rotors 3, einer der Steuerkanäle 15, 16 mit der zugehörigen Teilkammer 6, 7 der Verriegelungskammer 12 fluidisch verbunden ist und der andere der Steuerkanäle 15, 16 von der zugehörigen Teilkammer 6, 7 der Verriegelungskammer 12 fluidisch getrennt ist. Dabei kann unter „jeder Position abgesehen von der vorbestimmten Position“ beispielsweise der gesamte Verstellbereich ohne einen Bereich um die vorbestimmte Position von beispielsweise ± 5°, 10° oder 15° verstanden werden. Das heißt, dass in der Außenmittenlage nur eine der beiden Teilkammern 6, 7 mit dem zugeordneten Steuerkanal 15, 16 zum Hydraulikmittelabfluss fluidisch verbunden ist. Vorzugsweise ist die je nach Verstellposition des Rotors 3 größere Teilkammer 6, 7 mit dem zugeordneten Steuerkanal 15, 16 verbunden, so dass eine Rückstellung in Richtung der vorbestimmten Position, d.h. der Mitte, erfolgen kann. Somit ist der erste Steuerkanal 15 mit der ersten Teilkammer 6 verbunden und der zweite Steuerkanal 16 von der zweiten Teilkammer 7 getrennt, wenn die erste Teilkammer 6 vergrößert ist, d.h. wenn die erste Teilkammer 6 zur Rückstellung in die vorbestimmte Position (insbesondere die Mitte) verkleinert werden muss.Preferably, the control channels 15, 16 can be arranged such that the control channels 15, 16 in any position apart from the predetermined position of the rotor 2 relative to the stator 2, ie in particular in the eccentric position of the rotor 3, one of the control channels 15, 16 with the associated sub-chamber 6, 7 of the locking chamber 12 is fluidly connected and the other of the control channels 15, 16 is fluidly separated from the associated sub-chamber 6, 7 of the locking chamber 12. In this context, “every position apart from the predetermined position” can be understood to mean, for example, the entire adjustment range without a range around the predetermined position of, for example, ±5°, 10° or 15°. This means that in the outer center position only one of the two sub-chambers 6, 7 is fluidly connected to the associated control channel 15, 16 for the outflow of hydraulic fluid. Preferably, the sub-chamber 6, 7, which is larger depending on the adjustment position of the rotor 3, is connected to the associated control channel 15, 16, so that it can be reset in the direction of the predetermined position, i.e. the middle. Thus, the first control channel 15 is connected to the first sub-chamber 6 and the second control channel 16 is disconnected from the second sub-chamber 7 when the first sub-chamber 6 is enlarged, i.e. when the first sub-chamber 6 is reduced to return to the predetermined position (particularly the center). must become.

Vorzugsweise kann der Verriegelungsmechanismus 10 eine statorfeste Verriegelungskulisse 17, die insbesondere in einem statorfesten Deckel 18 ausgebildet ist, und ein zur Verriegelung in der vorbestimmten Position in die Verriegelungskulisse 17 eingreifendes erstes Verriegelungselement 19 aufweisen. Vorzugsweise ist die Verriegelungskulisse 17 als eine Aussparung, deren Querschnitt der Form des erste Verriegelungselements 19 entspricht, insbesondere als eine kreisförmige Aussparung, ausgebildet. Das erste Verriegelungselement 19 kann vorzugsweise als ein Verriegelungspin ausgebildet sein. Der Rotor kann eine Axialöffnung aufweisen, in der das erste Verriegelungselement 19 axial entgegen der Federkraft einer Verriegelungsfeder 20 des Verriegelungsmechanismus 10 verschieblich angeordnet ist. Vorzugsweise kann das erste Verriegelungselement 19 durch Druckbeaufschlagung zum Entriegeln entgegen der Federkraft verlagert werden und durch die Federkraft zum Verriegeln bei Druckentlastung des Verriegelungspins gegen den Deckel 18 bzw. in die Verriegelungskulisse 17 gedrückt werden. Vorzugsweise kann das erste Verriegelungselement 19 in dem die Verriegelungskammer 12 unterteilenden Rotorflügel 5 angeordnet sein.The locking mechanism 10 can preferably have a stator-fixed locking link 17, which is formed in particular in a stator-fixed cover 18, and a first locking element 19 that engages in the locking link 17 for locking in the predetermined position. The locking link 17 is preferably designed as a recess, the cross section of which corresponds to the shape of the first locking element 19, in particular as a circular recess. The first locking element 19 can preferably be designed as a locking pin. The rotor can have an axial opening in which the first locking element 19 is arranged so that it can be displaced axially against the spring force of a locking spring 20 of the locking mechanism 10 . Preferably, the first locking element 19 can be displaced against the spring force by applying pressure for unlocking and can be pressed against the cover 18 or into the locking link 17 by the spring force for locking when the pressure on the locking pin is relieved. The first locking element 19 can preferably be arranged in the rotor blade 5 dividing the locking chamber 12 .

Insbesondere kann der die Verriegelungskammer 12 unterteilende Rotorflügel 5 derart angeordnet und ausgebildet sein, dass die Verriegelungskulisse 17 in jeder Position des Rotors 3 relativ zu dem Stator 2, d.h. über den gesamten Verstellbereich des Nockenwellenverstellers 1, durch den Rotorflügel 5 bedeckt ist. Beispielsweise kann der die Verriegelungskammer 12 unterteilende Rotorflügel 5 in Umfangsrichtung breiter/größer als die Rotorflügel 5 der übrigens Arbeitskammern 4 ausgebildet sein. Somit kann kein Fluid aus den Teilkammern 6, 7 der Verriegelungskammer 12 in die Verriegelungskulisse 17 strömen und das erste Verriegelungselement 19 entriegeln. Die Arbeitskammern 4 (insbesondere auch die Verriegelungskammer 12) sind vorzugsweise gleich groß ausgebildet, d.h. mit demselben Fluidvolumen.In particular, the rotor blade 5 dividing the locking chamber 12 can be arranged and designed in such a way that the locking link 17 is covered by the rotor blade 5 in every position of the rotor 3 relative to the stator 2, i.e. over the entire adjustment range of the camshaft adjuster 1. For example, the rotor blade 5 dividing the locking chamber 12 can be made wider/larger in the circumferential direction than the rotor blades 5 of the other working chambers 4 . Thus, no fluid can flow from the partial chambers 6, 7 of the locking chamber 12 into the locking link 17 and unlock the first locking element 19. The working chambers 4 (in particular also the locking chamber 12) are preferably of the same size, i.e. with the same fluid volume.

Vorzugsweise kann der Verriegelungsmechanismus 10 ein in dem die Verriegelungskammer unterteilenden Rotorflügel angeordnetes zweites Verriegelungselement 21, wie einen zweiten Verriegelungspin, aufweisen. Vorzugsweise können das erste Verriegelungselement 19 und das zweite Verriegelungselement 21 über den Verriegelungskanal 11 derart gemeinsam mit Hydraulikmittel beaufschlagbar sein, dass bei Druckentlasten des Verriegelungsmechanismus 10 das erste Verriegelungselement 17 einen der Schaltkanäle 13, 14 von der zugeordneten Teilkammer 6, 7, in der dargestellten Ausführungsform den ersten Schaltkanal 13 von der ersten Teilkammer 6, fluidisch trennt und das zweite Verriegelungselement 21 den anderen der Schaltkanäle 13, 14 von der zugeordneten Teilkammer 6, 7, in der dargestellten Ausführungsform den zweiten Schaltkanal 14 von der zweiten Teilkammer 7 fluidisch trennt.Preferably, the locking mechanism 10 may comprise a second locking element 21, such as a second locking pin, arranged in the rotor blade dividing the locking chamber. Preferably, the first locking element 19 and the second locking element 21 can be acted upon jointly by hydraulic medium via the locking channel 11 in such a way that when the locking mechanism 10 is depressurized, the first locking element 17 separates one of the switching channels 13, 14 from the associated partial chamber 6, 7 in the illustrated embodiment fluidly separates the first switching channel 13 from the first partial chamber 6 and the second locking element 21 fluidly separates the other of the switching channels 13, 14 from the associated partial chamber 6, 7, in the illustrated embodiment the second switching channel 14 from the second partial chamber 7.

Insbesondere kann das erste Verriegelungselement 19 eine erste Ringnut 22 aufweisen, die bei Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus 10 den einen beispielsweise in Radialrichtung ausgerichteten Schaltkanal 13, 14 mit einem in die zugeordnete Teilkammer 6, 7 mündenden, beispielsweise quer zur Radialrichtung ausgerichteten ersten Kanal 23 fluidisch verbindet. Insbesondere kann das zweite Verriegelungselement 21 eine zweite Ringnut 24 aufweisen, die bei Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus 10 den anderen beispielsweise in Radialrichtung ausgerichteten Schaltkanal 13, 14 mit einem in die zugeordnete Teilkammer 6, 7 mündenden, beispielsweise quer zur Radialrichtung ausgerichteten zweiten Kanal 24 fluidisch verbindet.In particular, the first locking element 19 can have a first annular groove 22 which, when pressure is applied to the locking mechanism 10, for example in the radial direction aligned switching channel 13, 14 fluidically connects to a first channel 23 which opens into the associated partial chamber 6, 7 and is oriented, for example, transversely to the radial direction. In particular, the second locking element 21 can have a second annular groove 24 which, when pressure is applied to the locking mechanism 10, fluidly connects the other switching channel 13, 14, which is oriented in the radial direction, for example, with a second channel 24 which opens into the associated partial chamber 6, 7 and is oriented, for example, transversely to the radial direction.

Vorzugsweise können das erste Verriegelungselement 19 und das zweite Verriegelungselement 21 auf unterschiedlichen Teilkreisen der Achse des Nockenwellenverstellers angeordnet sein. Das heißt, dass das erste Verriegelungselement 19 einen unterschiedlichen Abstand zu der Achse als das zweite Verriegelungselement 21 hat. Alternativ oder zusätzlich kann eine Axialaussparung in dem Rotor 3 zur Aufnahme des zweiten Verriegelungselements 21 in Axialrichtung zu der Verriegelungskulisse 17 hin geschlossen ausgebildet sein.The first locking element 19 and the second locking element 21 can preferably be arranged on different pitch circles of the axis of the camshaft adjuster. This means that the first locking element 19 has a different distance from the axis than the second locking element 21 . Alternatively or additionally, an axial recess in the rotor 3 for receiving the second locking element 21 can be closed in the axial direction towards the locking link 17 .

Vorzugsweise kann der Nockenwellenversteller 1 ein Reservoir zur Bevorratung von Hydraulikmittel aufweisen. Beispielsweise kann das Reservoir in einem statorfesten Deckel untergebracht sein. Das Reservoir ist unter Zwischenschaltung von Rückschlagventilen 26 mit den Teilkammern 6, 7 der Verriegelungskammer 12 verbunden ist, um bei Vorliegen eines Unterdrucks in einer der Teilkammern dieser Teilkammer Hydraulikmittel aus dem Reservoir zuzuführen. Zusätzlich kann das Reservoir unter Zwischenschaltung von Rückschlagventilen 27 mit den Teilkammern 6, 7 der übrigen Arbeitskammern 4 verbunden sein.The camshaft adjuster 1 can preferably have a reservoir for storing hydraulic medium. For example, the reservoir can be accommodated in a cover that is fixed to the stator. The reservoir is connected to the sub-chambers 6, 7 of the locking chamber 12 with the interposition of non-return valves 26 in order to supply hydraulic medium from the reservoir to this sub-chamber when a negative pressure is present in one of the sub-chambers. In addition, the reservoir can be connected to the partial chambers 6, 7 of the other working chambers 4 with check valves 27 interposed.

Beispielsweise können die Arbeitskanäle 4, insbesondere die Steuerkanäle 15, 16 und/oder die Schaltkanäle 13, 14, als eine Radialnut oder ein Radialkanal in dem Rotor 3 ausgebildet sein.For example, the working channels 4, in particular the control channels 15, 16 and/or the switching channels 13, 14, can be designed as a radial groove or a radial channel in the rotor 3.

Vorzugsweise kann der Nockenwellenversteller 1 ein (nicht dargestelltes) Zentralventil zur Steuerung eines Hydraulikmittelstroms besitzen. Insbesondere kann der Verriegelungskanal 11 vorzugsweise direkt, d.h. unabhängig von einer Hydraulikzufuhr in die Arbeitskammern zur Verstellung, mit dem Zentralventil und/oder direkt mit einer Pumpe des Nockenwellenverstellers 1 zur Hydraulikmittelversorgung verbunden sein. Der Verriegelungskanal 11 kann je nach Schaltstellung des Zentralventils druckentlastet, d.h. mit einem Tank verbunden, oder druckbeaufschlagt, d.h. mit der Pumpe verbunden, sein.The camshaft adjuster 1 can preferably have a central valve (not shown) for controlling a flow of hydraulic medium. In particular, the locking channel 11 can preferably be connected directly, i.e. independently of a hydraulic supply to the working chambers for adjustment, to the central valve and/or directly to a pump of the camshaft adjuster 1 for supplying hydraulic medium. Depending on the switching position of the central valve, the locking channel 11 can be pressure-relieved, i.e. connected to a tank, or pressurized, i.e. connected to the pump.

Die Funktion des Nockenwellenverstellers 1 wird anhand von 2A und 2B bis 6A und 6B erläutert, die verschiedene Positionen des Nockenwellenverstellers 1 zeigen.The function of the camshaft adjuster 1 is based on 2A and 2 B until 6A and 6B explained, which show different positions of the camshaft adjuster 1.

In 2A und 2B ist der Rotor 3 in einer Frühposition. Der Verriegelungskanal 11 bzw. der Verriegelungsmechanismus 10 ist druckbeaufschlagt, so dass das erste Verriegelungselement 19 und das zweite Verriegelungselement 21 in der entriegelten Position sind. Die Schaltkanäle 13, 14 sind fluidisch mit den zugeordneten Teilkammern 6, 7 der Verriegelungskammer 12 verbunden. Zur Verstellung in Richtung Spät kann Hydraulikmittel durch den ersten Schaltkanal 13 in die erste Teilkammer 6 und/oder das Rückschlagventil 26 einströmen und durch den zweiten Schaltkanal 14 und/oder den zweiten Steuerkanal 16 aus der zweiten Teilkammer 7 herausströmen.In 2A and 2 B the rotor 3 is in an advanced position. The locking channel 11 or the locking mechanism 10 is pressurized, so that the first locking element 19 and the second locking element 21 are in the unlocked position. The switching channels 13, 14 are fluidically connected to the associated partial chambers 6, 7 of the locking chamber 12. To adjust in the retard direction, hydraulic medium can flow through the first switching channel 13 into the first partial chamber 6 and/or the check valve 26 and flow out of the second partial chamber 7 through the second switching channel 14 and/or the second control channel 16 .

In 3A und 3B ist der Rotor 3 in einer in Richtung Früh verstellten Position. Der Verriegelungskanal 11 bzw. der Verriegelungsmechanismus 10 ist druckentlastet, so dass das erste Verriegelungselement 19 und das zweite Verriegelungselement 21 in Richtung zu dem statorfesten Deckel 18 gedrückt werden. Die Schaltkanäle 13, 14 sind fluidisch von den zugeordneten Teilkammern 6, 7 getrennt. Der erste Steuerkanal 15 ist fluidisch von der ersten Teilkammer 6 der Verriegelungskammer 12 getrennt. Der zweite Steuerkanal 16 ist fluidisch mit der zweiten Teilkammer 7 verbunden. Zur Verstellung in die vorbestimmte (Mitten-) Position kann Hydraulikmittel durch das Rückschlagventil 26 in die erste Teilkammer 6 einströmen und durch den zweiten Steuerkanal 16 aus der zweiten Teilkammer 7 herausströmen. Ein Herausströmen von Hydraulikmittel aus der ersten Teilkammer 6 durch den ersten Schaltkanal 13 oder durch das Rückschlagventil 26 ist nicht möglich.In 3A and 3B the rotor 3 is in an advanced position. The locking channel 11 or the locking mechanism 10 is pressure-relieved, so that the first locking element 19 and the second locking element 21 are pressed in the direction of the stator-fixed cover 18 . The switching channels 13, 14 are fluidically separated from the associated sub-chambers 6, 7. The first control channel 15 is fluidically separated from the first partial chamber 6 of the locking chamber 12 . The second control channel 16 is fluidically connected to the second partial chamber 7 . For adjustment to the predetermined (middle) position, hydraulic medium can flow through the check valve 26 into the first sub-chamber 6 and flow out of the second sub-chamber 7 through the second control channel 16 . It is not possible for hydraulic medium to flow out of the first partial chamber 6 through the first switching channel 13 or through the check valve 26 .

In 4A und 4B ist der Rotor 3 in der vorbestimmten Position, der Mittenposition. Der Verriegelungskanal 11 bzw. der Verriegelungsmechanismus 10 ist druckentlastet, so dass das erste Verriegelungselement 19 und das zweite Verriegelungselement 21 in Richtung zu dem statorfesten Deckel 18 gedrückt werden. Das erste Verriegelungselement 19 greift in die Verriegelungskulisse 17 ein. Die Schaltkanäle 13, 14 sind fluidisch von den zugeordneten Teilkammern 6, 7 getrennt. Die Steuerkanäle 15, 16 sind gedrosselt mit den zugeordneten Teilkammern 6, 7 verbunden, so dass der Rotor 3 gebremst wird. Das Hydraulikmittel kann durch die Steuerkanäle 15, 16 herausströmen.In 4A and 4B the rotor 3 is in the predetermined position, the middle position. The locking channel 11 or the locking mechanism 10 is pressure-relieved, so that the first locking element 19 and the second locking element 21 are pressed in the direction of the stator-fixed cover 18 . The first locking element 19 engages in the locking link 17 . The switching channels 13, 14 are fluidically separated from the associated sub-chambers 6, 7. The control channels 15, 16 are throttled connected to the associated sub-chambers 6, 7, so that the rotor 3 is braked. The hydraulic medium can flow out through the control channels 15,16.

In 5A und 5B ist der Rotor 3 in einer Spätposition. Der Verriegelungskanal 11 bzw. der Verriegelungsmechanismus 10 ist druckbeaufschlagt, so dass das erste Verriegelungselement 19 und das zweite Verriegelungselement 21 in der entriegelten Position sind. Die Schaltkanäle 13, 14 sind fluidisch mit den zugeordneten Teilkammern 6, 7 der Verriegelungskammer 12 verbunden. Zur Verstellung in Richtung Früh kann Hydraulikmittel durch den ersten Schaltkanal 13 und/oder den ersten Steuerkanal 15 aus der ersten Teilkammer 6 herausströmen und durch den zweiten Schaltkanal 14 und/oder das Rückschlagventil 26 in die zweite Teilkammer 7 einströmen.In 5A and 5B the rotor 3 is in a retarded position. The locking channel 11 or the locking mechanism 10 is pressurized, so that the first locking element 19 and the second locking element 21 are in the unlocked position. The switching channels 13, 14 are fluidly connected to the associated sub-chambers 6, 7 of the locking chamber 12. To adjust in the advance direction, hydraulic medium can flow out of the first partial chamber 6 through the first switching channel 13 and/or the first control channel 15 and flow into the second partial chamber 7 through the second switching channel 14 and/or the check valve 26 .

In 6A und 6B ist der Rotor 3 in einer in Richtung Spät verstellten Position. Der Verriegelungskanal 11 bzw. der Verriegelungsmechanismus 10 ist druckentlastet, so dass das erste Verriegelungselement 19 und das zweite Verriegelungselement 21 in Richtung zu dem statorfesten Deckel 18 gedrückt werden. Die Schaltkanäle 13, 14 sind fluidisch von den zugeordneten Teilkammern 6, 7 getrennt. Der erste Steuerkanal 15 ist fluidisch mit der ersten Teilkammer 6 der Verriegelungskammer 12 verbunden. Der zweite Steuerkanal 16 ist fluidisch von der zweiten Teilkammer 7 getrennt. Zur Verstellung in die vorbestimmte (Mitten-) Position kann Hydraulikmittel durch das Rückschlagventil 26 in die zweite Teilkammer 7 einströmen und durch den ersten Steuerkanal 15 aus der ersten Teilkammer 6 herausströmen. Ein Herausströmen von Hydraulikmittel aus der zweiten Teilkammer 7 durch den zweiten Schaltkanal 14 oder durch das Rückschlagventil 26 ist nicht möglich.In 6A and 6B the rotor 3 is in a retarded position. The locking channel 11 or the locking mechanism 10 is pressure-relieved, so that the first locking element 19 and the second locking element 21 are pressed in the direction of the stator-fixed cover 18 . The switching channels 13, 14 are fluidically separated from the associated sub-chambers 6, 7. The first control channel 15 is fluidically connected to the first partial chamber 6 of the locking chamber 12 . The second control channel 16 is fluidically separated from the second partial chamber 7 . For adjustment to the predetermined (middle) position, hydraulic medium can flow through the check valve 26 into the second sub-chamber 7 and flow out of the first sub-chamber 6 through the first control channel 15 . It is not possible for hydraulic medium to flow out of the second partial chamber 7 through the second switching channel 14 or through the check valve 26 .

BezugszeichenlisteReference List

11
Nockenwellenverstellercamshaft adjuster
22
Statorstator
33
Rotorrotor
44
Arbeitskammerworking chamber
55
Rotorflügelrotor blades
66
erste Teilkammer/A-Kammerfirst sub-chamber/A-chamber
77
zweite Teilkammer/B-Kammersecond sub-chamber/B-chamber
88th
erster Arbeitskanalfirst working channel
99
zweiter Arbeitskanalsecond working channel
1010
Verriegelungsmechanismuslocking mechanism
1111
Verriegelungskanallocking channel
1212
Verriegelungskammerlocking chamber
1313
erster Schaltkanalfirst switching channel
1414
zweiter Schaltkanalsecond switching channel
1515
erster Steuerkanalfirst control channel
1616
zweiter Steuerkanalsecond control channel
1717
Verriegelungskulisselocking link
1818
statorfester Deckelstator-fixed cover
1919
erstes Verriegelungselementfirst locking element
2020
Verriegelungsfederlocking spring
2121
zweites Verriegelungselementsecond locking element
2222
erste Ringnutfirst ring groove
2323
erster Kanalfirst channel
2424
zweite Ringnutsecond ring groove
2525
zweiter Kanalsecond channel
2626
Rückschlagventilcheck valve
2727
Rückschlagventilcheck valve

Claims (10)

Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einem Stator (2), einem relativ zu dem Stator (2) verdrehbaren Rotor (3) und zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) ausgebildeten Arbeitskammern (4), wobei jede der Arbeitskammern (4) durch einen Rotorflügel (5) in zwei Teilkammern (6, 7) unterteilt ist, die zur Verstellung des Rotors (3) relativ zu dem Stator (2) in entgegengesetzte Wirkrichtungen über Arbeitskanäle (8, 9) mit Hydraulikmittel beaufschlagbar sind, und mit einem Verriegelungsmechanismus (10), durch den der Rotor (3) relativ zu dem Stator (2) in einer vorbestimmten Position verriegelbar ist, wobei der Verriegelungsmechanismus (10) durch einen von den Arbeitskanälen (8, 9) separaten Verriegelungskanal (11) mit Hydraulikmittel beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Arbeitskammern (4) als eine Verriegelungskammer (12) ausgebildet ist, jeweils ein in die Teilkammern (6, 7) der Verriegelungskammer (12) mündender Arbeitskanal (8, 9) als ein Schaltkanal (13, 14) ausgebildet ist und jeweils ein in die Teilkammern (6, 7) der Verriegelungskammer (12) mündender weiterer Arbeitskanal (8, 9) als ein Steuerkanal (15, 16) ausgebildet ist, wobei der Verriegelungsmechanismus (10) so angeordnet und ausgebildet ist, dass bei Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus (10) die Schaltkanäle (13, 14) jeweils mit einer Teilkammer (6, 7) der Verriegelungskammer (12) fluidisch verbunden sind.Camshaft adjuster (1) of the vane cell type for a motor vehicle drive train, having a stator (2), a rotor (3) which can be rotated relative to the stator (2) and working chambers (4) formed between the stator (2) and the rotor (3). , each of the working chambers (4) being divided by a rotor blade (5) into two sub-chambers (6, 7) which are used to adjust the rotor (3) relative to the stator (2) in opposite directions of action via working channels (8, 9) can be acted upon by hydraulic medium, and with a locking mechanism (10) by which the rotor (3) can be locked in a predetermined position relative to the stator (2), the locking mechanism (10) being connected through one of the working channels (8, 9) separate locking channel (11) can be acted upon by hydraulic medium, characterized in that one of the working chambers (4) is designed as a locking chamber (12), each opening into the partial chambers (6, 7) of the locking chamber (12). Working channel (8, 9) is designed as a switching channel (13, 14) and a further working channel (8, 9) opening into each of the partial chambers (6, 7) of the locking chamber (12) is designed as a control channel (15, 16). , wherein the locking mechanism (10) is arranged and designed such that when pressure is applied to the locking mechanism (10), the switching channels (13, 14) are each fluidly connected to a partial chamber (6, 7) of the locking chamber (12). Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkanäle (15, 16) derart angeordnet sind, dass sie in der vorbestimmten Position des Rotors (3) relativ zu dem Stator (2) mit der zugehörigen Teilkammer (6, 7) der Verriegelungskammer (12) fluidisch verbunden sind.Camshaft adjuster (1) after claim 1 , characterized in that the control channels (15, 16) are arranged such that they are in the predetermined position of the rotor (3) relative to the stator (2) with the associated sub-chamber (6, 7) of the locking chamber (12) fluidically connected are. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkanäle (15, 16) derart angeordnet sind, dass sie in der vorbestimmten Position des Rotors (3) relativ zu dem Stator (2) teilweise verdeckt sind.Camshaft adjuster (1) after claim 2 , characterized in that the control channels (15, 16) are arranged such that they are partially covered in the predetermined position of the rotor (3) relative to the stator (2). Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkanäle (15, 16) derart angeordnet sind, dass in jeder Position abgesehen von der vorbestimmten Position des Rotors (3) relativ zu dem Stator (2) einer der Steuerkanäle (15, 16) mit der zugehörigen Teilkammer (6, 7) der Verriegelungskammer (12) fluidisch verbunden ist und der andere der Steuerkanäle (15, 16) von der zugehörigen Teilkammer (6, 7) der Verriegelungskammer (12) fluidisch getrennt ist.Camshaft adjuster (1) after claim 2 or 3 , characterized in that the control channels (15, 16) are arranged such that in every position apart from the predetermined position of the rotor (3) relative to the stator (2) one of the control channels (15, 16) with the associated sub-chamber ( 6, 7) of the locking chamber (12) is fluidically connected and the other of the control channels (15, 16) is fluidically separated from the associated partial chamber (6, 7) of the locking chamber (12). Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (10) eine statorfeste Verriegelungskulisse (17) und ein zur Verriegelung in der vorbestimmten Position in die Verriegelungskulisse (17) eingreifendes erstes Verriegelungselement (19) aufweist, wobei das erste Verriegelungselement (19) in dem die Verriegelungskammer (12) unterteilenden Rotorflügel (5) angeordnet ist.Camshaft adjuster (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the locking mechanism (10) has a stator-fixed locking link (17) and for locking in the predetermined position in the locking link (17) engaging first locking element (19), wherein the first locking element (19) in which the locking chamber ( 12) dividing rotor blade (5) is arranged. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Verriegelungskammer (12) unterteilende Rotorflügel (5) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die Verriegelungskulisse (17) in jeder Position des Rotors (3) relativ zu dem Stator (2) durch den Rotorflügel (5) bedeckt ist.Camshaft adjuster (1) after claim 5 , characterized in that the rotor blade (5) dividing the locking chamber (12) is arranged and designed in such a way that the locking link (17) is covered by the rotor blade (5) in every position of the rotor (3) relative to the stator (2). is. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (10) ein in dem die Verriegelungskammer (12) unterteilenden Rotorflügel (5) angeordnetes zweites Verriegelungselement (21) aufweist, wobei das erste Verriegelungselement (19) und das zweite Verriegelungselement (21) über den Verriegelungskanal (11) derart gemeinsam mit Hydraulikmittel beaufschlagbar sind, dass bei Druckentlasten des Verriegelungsmechanismus (10) das erste Verriegelungselement (19) einen der Schaltkanäle (13, 14) von der zugeordneten Teilkammer (6, 7) fluidisch trennt und das zweite Verriegelungselement (21) den anderen der Schaltkanäle (13, 14) von der zugeordneten Teilkammer (6, 7) fluidisch trennt.Camshaft adjuster (1) after claim 5 or 6 , characterized in that the locking mechanism (10) has a second locking element (21) arranged in the rotor blade (5) dividing the locking chamber (12), the first locking element (19) and the second locking element (21) being connected via the locking channel (11 ) can be acted upon jointly by hydraulic medium in such a way that when the locking mechanism (10) is relieved of pressure, the first locking element (19) fluidly separates one of the switching channels (13, 14) from the associated partial chamber (6, 7) and the second locking element (21) separates the other the switching channels (13, 14) are fluidly separated from the associated sub-chamber (6, 7). Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verriegelungselement (19) eine erste Ringnut (22) aufweist, die bei Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus (10) den einen Schaltkanal (13, 14) mit einem in die zugeordnete Teilkammer (6, 7) mündenden, ersten Kanal (23) fluidisch verbindet, und/oder das zweite Verriegelungselement (21) eine zweite Ringnut (24) aufweist, die bei Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus (10) den anderen Schaltkanal (13, 14) mit einem in die zugeordnete Teilkammer (6, 7) mündenden, zweiten Kanal (25) fluidisch verbindet.Camshaft adjuster (1) after claim 7 , characterized in that the first locking element (19) has a first annular groove (22) which, when pressure is applied to the locking mechanism (10), connects the one switching channel (13, 14) with a first channel opening into the associated partial chamber (6, 7). (23) fluidically connects, and/or the second locking element (21) has a second annular groove (24) which, when pressure is applied to the locking mechanism (10), connects the other switching channel (13, 14) with a opening, second channel (25) fluidly connects. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verriegelungselement (19) und das zweite Verriegelungselement (21) auf unterschiedlichen Teilkreisen der Achse des Nockenwellenverstellers (1) angeordnet sind und/oder eine Axialaussparung in dem Rotor (3) zur Aufnahme des zweiten Verriegelungselements (21) in Axialrichtung zu der Verriegelungskulisse (17) hin geschlossen ausgebildet ist.Camshaft adjuster (1) after claim 7 or 8th , characterized in that the first locking element (19) and the second locking element (21) are arranged on different pitch circles of the axis of the camshaft adjuster (1) and/or an axial recess in the rotor (3) for receiving the second locking element (21) in Axial direction to the locking link (17) is formed closed. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenwellenversteller (1) ein Reservoir aufweist, das unter Zwischenschaltung von Rückschlagventilen (26, 27) mit den Teilkammern (6, 7) der Verriegelungskammer (12) und/oder mit den Teilkammern (6, 7) aller Arbeitskammern (4) verbunden ist, um bei Vorliegen eines Unterdrucks in einer der Teilkammern (6, 7) dieser Teilkammer (6, 7) Hydraulikmittel aus dem Reservoir zuzuführen.Camshaft adjuster (1) according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the camshaft adjuster (1) has a reservoir which, with the interposition of non-return valves (26, 27), communicates with the sub-chambers (6, 7) of the locking chamber (12) and/or with the sub-chambers (6, 7) of all working chambers (4) in order to supply hydraulic medium from the reservoir when there is a negative pressure in one of the sub-chambers (6, 7) of this sub-chamber (6, 7).
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