EP2260187A1 - Camshaft adjuster with locking device - Google Patents

Camshaft adjuster with locking device

Info

Publication number
EP2260187A1
EP2260187A1 EP09715981A EP09715981A EP2260187A1 EP 2260187 A1 EP2260187 A1 EP 2260187A1 EP 09715981 A EP09715981 A EP 09715981A EP 09715981 A EP09715981 A EP 09715981A EP 2260187 A1 EP2260187 A1 EP 2260187A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
locking
rotor
drive
engagement
rotational position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09715981A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Strauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2260187A1 publication Critical patent/EP2260187A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34476Restrict range locking means

Definitions

  • the invention relates to the technical field of internal combustion engines and relates to a camshaft adjuster for an internal combustion engine equipped with a locking device for locking drive and driven part in a locking rotational position.
  • a mechanical actuation of gas exchange valves takes place via a camshaft rotated by a crankshaft, wherein opening and closing times of the gas exchange valves can be selectively adjusted via arrangement and shape of the cams.
  • the opening and closing times of the gas exchange valves are suitably controlled as a function of the current state of the engine, a number of advantageous effects can be achieved, such as a reduction in pollutant emissions, a reduction in fuel consumption and an increase in efficiency, maximum torque and maximum output of the internal combustion engine.
  • the opening and closing times of the gas exchange valves can be adjusted by changing the relative rotational position (phasing) between the camshaft and crankshaft, for what purpose in modern motor vehicles special devices, so-called Nockenweüenversteüer be used.
  • Camshaft adjusters comprise a driving part which is in driving connection with the crankshaft, a camshaft-fixed driven part and an actuating drive connected between driving and driven part, which transmits the torque from the drive part to the driven part and enables a fixing and adjustment of the relative rotational position between the two.
  • a camshaft-fixed concentric inner rotor (“rotor”) is rotatably mounted in a central cavity of an outer rotor (“stator”) driven by the crankshaft.
  • stator in each of which a radial wing connected to the rotor extends, whereby each working space is divided into two essentially pressure-tight pressure chambers.
  • each sash divides the working space into a leading pressure chamber and a trailing pressure chamber.
  • the wings By selective pressurization of the pressure chambers, the wings can be pivoted within the working spaces, which leads to a change in the relative rotational position (phase angle) between the camshaft and crankshaft is effected via the rotatably connected to the camshaft rotor.
  • a limitation of the Ver adjusting angle between the rotor and stator is effected by abutment of the wings against the radial walls of the working spaces or by special means for limiting the adjustment angle.
  • a control of the diegelzellenverstellers is effected by an electronic control device, which on the basis of electronically detected characteristic data of the internal combustion engine, such as speed and load, the inflow and outflow of pressure medium to and from the individual pressure chambers via a trained example as a proportional valve control valve regulates.
  • alternating torques occur at the camshaft.
  • the reason for this is that the cams in the region of their starting ramp have to open the gas exchange valve held by a valve spring in the closed position against the spring force, as a result of which the drive torque is reduced. is enlarged, and are acted upon in the region of their deceleration ramp by the spring force, whereby the drive torque is reduced.
  • the alternating torques generated are transmitted to the rotatably connected to the camshaft rotor.
  • hydraulic camshaft adjusters are equipped with a locking device for non-rotatable locking of stator and rotor.
  • a locking device comprises, for example, an axial latch received in the rotor, which is urged by a spring in the axial direction of its receptacle and can positively engage in a locking link, which is formed in an axial side plate of the stator.
  • For unlocking the latch is applied to the front side with pressure medium and pushed back into its receptacle in the rotor.
  • a locking of the stator and the rotor takes place in a phase position of the camshaft which is referred to as the base position and which is thermodynamically favorable for starting the internal combustion engine.
  • the base position an early, late or intermediate position.
  • the late position of an end rotational position of the rotor in the trailing direction corresponds to the early deflection of an end rotational position of the rotor in the advance direction (in which the volumes of the trailing pressure chambers are at a maximum ) and the intermediate position of a phase position, which is between the early and the late position.
  • the middle position is an intermediate position which is at least approximately in the middle between the early and late positions.
  • An adjustment of the phase angle of the rotor in a direction of rotation of the stator or camshaft same direction of rotation is referred to as an advance.
  • An adjustment of the phase angle of the rotor in an opposite direction of rotation is referred to as a retardation.
  • the rotor automatically adjusts itself into the retarded position due to friction moments. If the rotor is to be locked in an early or an intermediate position, special precautions must therefore be taken by which the rotor is adjusted relative to the stator. In conventional camshaft adjusters, rotary springs are provided for this purpose, for example, which bias the rotor in the direction of the desired base position.
  • 6,439,181 B1 is, in particular, the fact that the latching plates accommodated in the stator are directed radially, so that they are exposed to centrifugal force when the stator is rotated. On the one hand, this requires correspondingly strong spring forces of the springs, through which the latch plates are pressed in the direction of the rotor in order to prevent inadvertent release of the latch. On the other hand, the pressure to be applied for a hydraulic unlocking of the latch plate is dependent on the centrifugal force acting, which makes hydraulic control more difficult.
  • Another disadvantage is that the space available for the work spaces or pressure chambers is reduced by the inserted latch plate.
  • the number of inserted latching plates is therefore to be kept relatively low - in the example shown, these are three latching plates.
  • the object of the present invention is to provide a camshaft adjuster for an internal combustion engine, by means of which the above and other disadvantages can be avoided.
  • a camshaft adjuster for an internal combustion engine.
  • the camshaft adjuster comprises a drive part, which is in drive connection with a crankshaft and is rotatable synchronously with the crankshaft, and a camshaft-fixed driven part, which is mounted concentrically and rotationally adjustable to the drive part.
  • a hydraulic actuator is connected, which transmits the torque from the drive to the output part and allows a fixation and adjustment of the relative rotational position between the two.
  • the phase angle of the output part is adjustable within a maximum rotation angle range.
  • the driven part Relative to a rotational or drive direction of the drive part (hereinafter referred to as "drive direction"), the driven part is adjustable in a rotation angle range between an end rotational position advancing in the drive direction (early position) and a corresponding trailing end rotational position (retarded position).
  • the camshaft adjuster comprises a locking device, by means of which the input and output part can be locked in a rotationally fixed manner in a selectable locking rotational position (base position) different from the retarded position.
  • Drive and driven part can be locked against rotation, for example, in early or middle position.
  • the camshaft adjuster according to the invention is characterized essentially in that the locking device has a plurality (for example, at least four) pairs of engagement, each one received in the drive or driven part latch (for example, a piston-shaped locking pin) and a corresponding, molded in accordance with other part , In the circumferential direction extending latch gate have.
  • the bars can each be brought by a moving mechanism into engagement with the associated bolt scenes, for example by passing through a spring element in the axial direction are urged out of their recording and can be pushed back by a frontal loading with pressure medium in their recording.
  • the engagement pairs are designed and arranged such that their latches can be brought into engagement with the respectively associated locking latches in the case of a relative rotational position between the final rotational position trailing in the drive direction (late position) and the locking rotational position (base position).
  • the pairs of engagement are in particular designed so that the bolt in an adjustment of the driven part in the drive direction of the drive part in successive engagement with the locking latches can be brought, the locking latches in engaging bars each inhibit an adjustment of the driven part against the drive direction (retard) and a Allow adjustment in the drive direction (advanced adjustment) until the locking rotary position is reached.
  • the engagement pairs are formed so that the bolt at a respective adjustment of the driven part in the drive direction by first rotation angle, which are each smaller than a second rotation angle, through which the Abtriebstei! is adjusted on average due to alternating torques of the camshaft, can gradually engage in the bolt backdrops.
  • first rotation angle which are each smaller than a second rotation angle, through which the Abtriebstei! is adjusted on average due to alternating torques of the camshaft.
  • the engagement pairs are distributed uniformly in the circumferential direction, it can be advantageously avoided that imbalance is generated in the camshaft adjuster rotated synchronously with the crankshaft.
  • a rotationally fixed locking of driving and driven part in locking rotational position by a single pair of engagement that includes a recorded in the input or output part latch and a correspondingly different part shaped latch backdrop, wherein the pair of engagement is formed so that the bolt can be brought into positive engagement with the associated latch backdrop.
  • a rotationally fixed locking of drive and driven part in locking rotational position equally by two pairs of engagement each comprising a received in the drive or driven part latch and a correspondingly shaped part other shaped locking gate, wherein in a pair of engagement of the bolt so in engagement with its associated locking linkage can be brought that an adjustment of the driven part is inhibited against the drive direction, and wherein in the other pair of engagement of the bolt so engageable with its associated locking linkage can be brought that an adjustment of the driven part is inhibited in the drive direction.
  • the camshaft adjuster according to the invention is preferably designed in the form of a vane-type adjuster, with the bolt preferably being received in the rotor in each pair of engagement and the locking link in the stator being shaped, for example, in an axial side or cover plate.
  • the invention further extends to an internal combustion engine which is equipped with at least one camshaft adjuster as described above.
  • the invention extends to a motor vehicle with an internal combustion engine which is equipped with at least one camshaft adjuster as described above.
  • Fig. 1 in a section perpendicular to the axis of rotation of a copegelzellenversteller invention with a locked in the early position rotor;
  • FIG. 2 is a further sectional view of the vane cell adjuster of FIG. 1 with the rotor in the retarded position;
  • FIG. 3 is a further sectional view of the vane cell adjuster of FIG. 1, wherein the rotor has been moved in the direction of the early position with respect to the phase position shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is a further sectional view of the vane cell adjuster of FIG. 1, wherein the rotor has been moved further in the direction of the early position with respect to the phase position shown in FIG. 3;
  • FIGS. 1 to 5 shows various diagrammatic representations for illustrating the positions of the bars in the phase positions of the rotor shown in FIGS. 1 to 5;
  • FIG. 7 shows further schematic representations for illustrating the positions of the latches in a vane-type adjuster with a rotor locked in the middle position.
  • a hydraulic vane-type adjuster 1 based on the rotary piston principle is explained on the basis of corresponding sectional representations.
  • the diegelzellenversteller 1 comprises as a drive part with a (not shown) crankshaft via a sprocket 4 drivingly connected outer rotor or stator 2 and as a driven part in a central cavity of the stator 2 concentrically arranged inner rotor or rotor 3, for example by means of a Screw connection rotatably mounted with a (not shown) camshaft at the end face.
  • the stator 2 is rotated in synchronism with the crankshaft in the counterclockwise direction, as indicated in Fig. 1 by the arrow, whereby the working or driving direction of the camshaft is fixed.
  • An inner circumferential surface 5 delimiting the cavity of the stator 2 is provided with a plurality of radial recesses 6 which are delimited by a first radial side wall 7 and a second radial side wall 8, respectively.
  • the inner circumferential surface 5 of the stator 2 further comprises circumferentially extending inner peripheral walls 9 and circumferentially extending outer peripheral walls 10 which are interconnected by the radial side walls 7, 8.
  • the stator 2 is rotatably mounted on the rotor 3 via its inner circumferential walls 9, which abut an outer circumferential surface 11 of the rotor 3.
  • each working space 12 protrudes, starting from the rotor 3, radially outwardly a wing 13, whereby the working spaces 12 are each divided into a pair of mutually acting pressure chambers 14, 15. Based on the drive direction of the stator 2, these are a leading first pressure chamber 14 ("pressure chamber A”) and a trailing second pressure chamber 15 (pressure chamber "B").
  • the wings 13 are received in axial grooves which are formed in the outer circumferential surface 11 of the rotor 3. At the groove bottom of the axial grooves radially outwardly loading spring elements can be arranged, thereby causing the wings 13 of the outer peripheral wall 10 of the stator 3 sealingly abut. Similarly, it would also be possible to form the wings 13 in one piece with the rotor 3.
  • the stator 2 forms a housing which encapsulates the rotor 3 in a pressure-tight manner with two axial side or sealing plates, namely a sealing plate 33 further away from the camshaft with a sealing surface 34 facing the camshaft and a sealing plate closer to the camshaft facing away from the camshaft sealing surface.
  • two sealing surfaces Through the two sealing surfaces, the working spaces 12 and pressure chambers 14, 15 are sealed pressure-tight in the axial direction.
  • each of the two pressure chambers 14, 15 of each working chamber 12 open pressure medium lines, not shown, through which pressure medium (eg., Hydraulic oil) supplied to the pressure chambers or derived from these can.
  • pressure medium eg., Hydraulic oil
  • a pressure gradient can be established between the pressure chamber pair 14, 15 of each working space 12, whereby a pivoting of the wings 13 and thus a change in the relative rotational position (phase angle) of the rotor 3 to the stator 2 is effected.
  • the first radial side wall 7 and the second radial side wall 8 of each working space 12 each form an end stop for the projecting into the working space 12 wings 13.
  • the rotor 3 is in late position, if the wings 13 respectively abut the first radial side wall 7.
  • the rotor 3 is in the early position, if the wings 13 respectively abut the second radial side wall 8. Due to the two end stops, a maximum possible displacement angle of the rotor 3 to the stator 2 is predetermined.
  • a maximum possible displacement angle of the rotor 3 can equally be predetermined by a special rotation angle limiting device, for example in order to avoid striking the blades on the radial side walls 7, 8 in the case of a stator 2 made of sheet metal.
  • alternating torques occur on the camshaft during operation of the internal combustion engine, these are transmitted to the rotor 3 when the pressure medium supply is insufficient.
  • the rotor 3 can be locked in rotation by a locking device with the stator 2 in the early position.
  • the locking device comprises four circumferentially uniformly distributed axial latches 16-19, which are each received in a recess in the rotor 3.
  • the latches 16-19 are each urged by a spring element in the direction of the camshaft-facing sealing surface 34, which is not shown in more detail in the figures.
  • the latches 16-19 can, depending on the phase position of the rotor 3, engage in an associated locking lug 20-23, which are formed by the first sealing plate 33 further away from the camshaft.
  • the locking gates 20-23 are shown in dashed lines in the figures 1 to 6 respectively.
  • the latch 16-19 can be applied hydraulically on the front side, whereby they - against the spring force of respective spring elements - can be pushed back into their recordings in the rotor 3.
  • a pressure medium line 24 for supplying the locking linkages with pressure medium opens into the locking latches 20-23.
  • the bar gates can be fed with pressure medium via the pressure chambers "A” or alternatively via the pressure chambers "B". Similarly, a separate pressure medium supply is possible. About a pressure medium passage 35, the bolt gates are fluidically connected to each other.
  • a situation is shown, in which the rotor 3 is in the base position (early position), in which all four bars 16-19 are taken in their respective latch slot 20-23, wherein a first latch 16 in a first latch slot 20th , a second latch 17 engage in a second latch slot 21, a third latch 18 in a third latch slot 22 and a fourth latch 19 in a fourth latch slot 23.
  • first latch 16 Only by engaging in the first bar gate 20 first latch 16 a positive connection between the stator 2 and rotor 3 is brought about, whereby the stator and rotor are locked against rotation. By the second to fourth latch 17-19 only a retard of the rotor 3 is inhibited. If the latch 16-17, in particular the first latch 16, acted upon by pressure medium, so the rotationally fixed locking between the stator and rotor can be solved.
  • the base position (early position) of the rotor 3 when stopping the internal combustion engine can not be taken control-technically (that is, due to pressure medium control) causes the locking device 1 in cooperation with the transmitted to the camshaft alternating torques that the Early position of the rotor 3 taken and rotor 3 and stator 2 are rotatably locked in the early position, as will be explained in more detail below.
  • Fig. 2 shows a situation in which the rotor 3 is in late position, a position which is taken automatically by the rotor 3 with insufficient pressure medium supply.
  • the wings 13 are the first radial side walls 7 at. In this phase position, none of the four bars can grab 16-19 in its bar backdrop.
  • alternating torques are transmitted to the rotor 3 by the camshaft, which-as shown in FIG. 3-cause the rotor 3 to be rotated by an average rotational angle ⁇ in the direction of the early position.
  • the fourth latch 19 and the fourth latch slide 23 are designed and arranged such that the fourth latch 19 can already engage in the fourth latch slide 23 when the rotor is rotated by a smaller angle of rotation.
  • the fourth locking link 23 extends in the circumferential direction so that it retards a retardation of the rotor 3 by abutment of the fourth bolt 19 on the backdrop wall, but allows a further advance of the rotor 3 until the early position.
  • the rotor 3 is thus latched with respect to a retardation in an intermediate position, which is referred to below as the "first intermediate position" for easier reference, from which only a further advance adjustment is possible. Since the angle of rotation ⁇ , at which the fourth bar 19 can reach into the fourth bar slot 23, is smaller than the mean angle of rotation .beta. Of an oscillation of the rotor 3 caused by an alternating moment, it can be ensured that a rotor 3 in the retarded position is insufficient Pressure medium supply is always rotated by the alternating moments so far that the fourth bar 19 can engage in the fourth bar gate 23.
  • a further transmission of alternating torques to the rotor 3 causes the rotor, starting from the first intermediate position, to move about the mean rotational angle ⁇ in the direction of advance adjustment. is rotated so that the third latch 18 can engage in the third latch slot 22 and the rotor 3 is locked with respect to a retardation.
  • the third latch 18 and the third latch slot 22 are arranged such that the third latch 18 can already engage in the third latch slot 23 when the rotor 3 rotates by the same smaller angle of rotation ⁇ .
  • the third bar gate 22 inhibits retardation of the rotor 3 by abutment of the third bar 18 on the sliding wall, but extends in the circumferential direction so that it allows a further advance of the rotor 3 up to the early position.
  • the intermediate position of the rotor shown in FIG. 4 is referred to as "second intermediate position".
  • a further transmission of alternating torques to the rotor 3 causes the rotor, now proceeding from the second intermediate position, to again be rotated in the direction of the early rotation by the mean rotational angle .beta., So that the second bolt 17 can engage in the second latch slot 21 and the rotor 3 is locked relative to a retardation.
  • the second latch 17 and the second latch slot 21 are arranged such that the second latch 17 can already engage in the second latch slot 21 when the rotor 3 rotates by the same smaller angle of rotation ⁇ .
  • the second locking link 21 inhibits retardation of the rotor 3 by abutment of the second bolt 17 on the sliding wall, but extends in the circumferential direction so that it allows a further advance of the rotor 3 until the early position.
  • the intermediate position of the rotor shown in Fig. 5 is referred to as "third intermediate position".
  • a further transmission of alternating torques on the rotor 3 causes the rotor, now starting from the third intermediate position, is rotated to the early position, so that the first latch 16 can engage in the first latch slot 20, whereby a positive connection between Rotor 3 and stator 2 is created by which rotor and stator are locked against rotation.
  • the first team! 16 and the first Riegeikulisse 20 are formed and arranged so that the first latch 16 at the same smaller rotational angle ⁇ can engage in the first latch slot 20.
  • FIG. 6 the respective positions of the four latches 16-19 in the different phase positions of the rotor illustrated in FIGS.
  • Representation I corresponds to the phase position of Fig. 2, that is, rotor 3 is in Spatwolf, in which no bolt can engage in its bar scenery.
  • Representation II corresponds to the phase position of Figure 3, in which the rotor 3 is in the first intermediate position, in which only the fourth latch 19 engages in the fourth latch slot 23, which inhibits the Spatver ein of the rotor, but allows its forward adjustment.
  • Representation III corresponds to the phase position of Figure 4, that is, the rotor 3 is in the second intermediate position, in which the fourth bar 19 in the fourth bar gate 23 and the third bar 18 engage in the third bar gate 22, wherein only the third row ! 18 inhibits a late adjustment of the rotor, but allows its spring rate.
  • Representation IV corresponds to the phase position of Figure 5, that is, the rotor 3 is in the third intermediate position in which the fourth latch 19 in the fourth latch slot 23, the third latch 18 in the third latch slot 22 and the second latch 17 in the second locking bar 21 engage, wherein only the second bar 17 inhibits a Spatver ein of the rotor, but its Fruhver ein permits representation V corresponds to the phase angle of Figure 1 that is, the rotor 3 is in the early position, in all four bars 16-19 engage in their respective bar gate 20-23, wherein a rotationally fixed locking of the rotor 3 and stator 2 is achieved by the formQueryige connection between the first latch 16 and the first latch gate 20
  • the second, third and fourth yoke rods each extend in the circumferential direction in such a way that they allow a spring adjustment of the rotor 3 up to the spring position corresponding to the further rotational adjustment of the rotor 3 within an associated locking slide.
  • that of the third latch slot 22 is larger than that of the second latch slot 21 and that of the second latch slot 21 is larger than that of the third latch slot 22 the first latch gate 20, the latter surrounds the first latch 16 form-fitting manner.
  • the angle of rotation ⁇ by which the rotor 3 must be further rotated in each case after engagement of a bolt in the direction of the spring, so that the next bolt can engage, is the same in each case.
  • the locking lugs 20-23 which are arranged uniformly distributed in the circumferential direction, are each spaced apart from each other at an identical angle of rotation v
  • FIG. 7 illustrates a further exemplary embodiment of the invention in a fuselage adjuster with a rotor locked in the middle position.
  • the locking device of FIG. 7 comprises four bars 25-28 arranged uniformly distributed in the circumferential direction, which depending on the phase position of the
  • Rotor 3 can engage in an associated latch slot 29-32. These are a fifth latch 25 with an associated fifth latch slot 29, a sixth
  • FIG. 7 shows the respective positions of the four bars 25-28 in different phase positions of the rotor 3 with reference to schematic representations I to IV, wel
  • rotor and stator are shown in the "unrolled" axial section.
  • the positions of the wings 13 are illustrated in the work spaces 12, wherein only the purpose of a simpler representation of the working space 12 is located in the stator located.
  • Representation I corresponds to a situation in which the rotor 3 is in late position. Accordingly, the wings 13 are the first radial side walls 7 at. In this phase position, only the fifth bar 25 can engage in the associated fifth bar slot 29.
  • the fifth bar gate 29 extends in the circumferential direction so that it allows an advance of the rotor 3 up to the early position.
  • a further transmission of alternating torques to the rotor 3 causes the rotor 3, now starting from the second intermediate position, to be further rotated in the middle position, so that the sixth bolt 26 can engage in the sixth latch slot 30 a retarded position of the rotor 3 is inhibited by abutment of the sixth bolt 26 on the link wall. Since in the center position at the same time the fifth bar 29 inhibits a further change in the phase position of the rotor 3 towards the center position, the rotor 3 is fixed in its center position by the fifth and eighth latch form-fitting, whereby a rotationally fixed locking between the stator and rotor in the center position achieved becomes.
  • the sixth, seventh and eighth locking scenes each extend in the circumferential direction in such a way that they permit an advance adjustment of the rotor 3 as far as the center position.
  • the circumferential dimension of the eighth locking link 32 is greater than the circumferential dimension of the seventh locking link 31.
  • that of the seventh locking link 31 is greater than that of the sixth locking link 30.
  • the fifth bar gate 29 is dimensioned in the circumferential direction so that it allows an advance of the rotor 3 to the center position and inhibits in the center position further advance of the rotor 3 by abutment of the fifth bar 25 against the sliding wall.
  • the sixth, seventh and eighth locking latches 30-32 arranged uniformly distributed in the circumferential direction are each spaced apart from each other at an identical angle of rotation ⁇ . ⁇ üste

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

The invention relates to a camshaft adjuster (1) which comprises a locking device by means of which a drive input and drive output part can be rotationally fixedly locked in a locking rotational position, wherein the locking device has a multiplicity of engagement pairs which comprise in each case one axial bar (16-19; 25-28) which is held in the drive input or drive output part and a bar slot (20-23; 29-32) which is formed in the respective other part, wherein the engagement pairs are designed such that, during an adjustment of the drive output part in the drive direction, the bars can be placed in successive engagement with the bar slots in a relative rotational position between an end rotational position, which lags behind in the drive direction, and the locking rotational position, wherein the bar slots prevent an adjustment of the drive output part counter to the drive direction and permit an adjustment in the drive direction until the locking rotational position is reached.

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Nockenwellenversteller mit VerriegelungseinrichtungCamshaft adjuster with locking device
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Brennkraftmaschinen und betrifft einen mit einer Verriegelungseinrichtung zur Verriegelung von An- und Abtriebsteil in einer Verriegelungsdrehlage ausgerüsteten Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine.The invention relates to the technical field of internal combustion engines and relates to a camshaft adjuster for an internal combustion engine equipped with a locking device for locking drive and driven part in a locking rotational position.
Stand der TechnikState of the art
In Brennkraftmaschinen erfolgt eine mechanische Betätigung von Gaswechselventilen über eine durch eine Kurbelwelle in Drehung versetzte Nockenwelle, wobei über Anordnung und Form der Nocken Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile gezielt einstellbar sind.In internal combustion engines, a mechanical actuation of gas exchange valves takes place via a camshaft rotated by a crankshaft, wherein opening and closing times of the gas exchange valves can be selectively adjusted via arrangement and shape of the cams.
Werden die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile in Abhängigkeit des momentanen Bethebszustands der Brennkraftmaschine in geeigneter Weise gesteuert, können eine Reihe vorteilhafter Effekte erreicht werden, wie eine Verminderung des Schadstoffausstoßes, eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs und eine Erhöhung von Wirkungsgrad, Maximaldrehmoment und Maximalleistung der Brennkraftmaschine. Die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile können durch eine Änderung der relativen Drehlage (Phasenlage) zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle verstellt werden, zu wel- ehern Zweck in modernen Kraftfahrzeugen spezielle Vorrichtungen, so genannte Nockenweüenversteüer, eingesetzt werden. Nockenwellenversteller umfassen ein mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehendes Antriebsteil, ein nockenwellenfestes Abtriebsteil und einen zwischen An- und Abtriebsteil geschalteten Stelltrieb, welcher das Drehmoment vom Antriebsteil auf das Abtriebsteil überträgt und eine Fixierung und Verstellung der relativen Drehlage zwischen diesen beiden ermöglicht.If the opening and closing times of the gas exchange valves are suitably controlled as a function of the current state of the engine, a number of advantageous effects can be achieved, such as a reduction in pollutant emissions, a reduction in fuel consumption and an increase in efficiency, maximum torque and maximum output of the internal combustion engine. The opening and closing times of the gas exchange valves can be adjusted by changing the relative rotational position (phasing) between the camshaft and crankshaft, for what purpose in modern motor vehicles special devices, so-called Nockenweüenversteüer be used. Camshaft adjusters comprise a driving part which is in driving connection with the crankshaft, a camshaft-fixed driven part and an actuating drive connected between driving and driven part, which transmits the torque from the drive part to the driven part and enables a fixing and adjustment of the relative rotational position between the two.
In einem Rotationskolbenversteller ist in einem zentralen Hohlraum eines von der Kurbelwelle angetriebenen Außenrotors ("Stator") ein nockenwellenfester konzentrischer Innenrotor ("Rotor") drehverstellbar gelagert. In einer Ausgestal- tung als Flügelzellenversteller sind im Stator in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Arbeitsräume geformt, in die sich jeweils ein mit dem Rotor verbundener radialer Flügel erstreckt, wodurch jeder Arbeitsraum in zwei im Wesentlichen druckdichte Druckkammern geteilt wird. Bezogen auf die Arbeitsrichtung der Nockenwelle teilt jeder Flügel den Arbeitsraum in eine vorlaufende Druck- kammer und eine nachlaufende Druckkammer. Durch gezielte Druckbeaufschlagung der Druckkammern können die Flügel innerhalb der Arbeitsräume verschwenkt werden, was dazu führt, dass über den mit der Nockenwelle drehfest verbundenen Rotor eine Änderung der relativen Drehlage (Phasenlage) zwischen Nocken- und Kurbelwelle bewirkt wird. Eine Begrenzung des Ver- Stellwinkels zwischen Rotor und Stator erfolgt durch Anschlag der Flügel gegen die radialen Wände der Arbeitsräume oder durch spezfelle Einrichtungen zum Begrenzen des Verstellwinkels.In a rotary piston adjuster, a camshaft-fixed concentric inner rotor ("rotor") is rotatably mounted in a central cavity of an outer rotor ("stator") driven by the crankshaft. In an embodiment as a vane-type adjuster, working spaces distributed in the circumferential direction are formed in the stator, in each of which a radial wing connected to the rotor extends, whereby each working space is divided into two essentially pressure-tight pressure chambers. With reference to the working direction of the camshaft, each sash divides the working space into a leading pressure chamber and a trailing pressure chamber. By selective pressurization of the pressure chambers, the wings can be pivoted within the working spaces, which leads to a change in the relative rotational position (phase angle) between the camshaft and crankshaft is effected via the rotatably connected to the camshaft rotor. A limitation of the Ver adjusting angle between the rotor and stator is effected by abutment of the wings against the radial walls of the working spaces or by special means for limiting the adjustment angle.
Eine Steuerung des Flügelzellenverstellers erfolgt durch eine elektronische Steuereinrichtung, welche auf Basis von elektronisch erfassten Kenndaten der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise Drehzahl und Last, den Zu- und Ab- fluss von Druckmittel zu bzw. von den einzelnen Druckkammern über ein zum Beispiel als Proportionalventil ausgebildetes Steuerventil regelt.A control of the Flügelzellenverstellers is effected by an electronic control device, which on the basis of electronically detected characteristic data of the internal combustion engine, such as speed and load, the inflow and outflow of pressure medium to and from the individual pressure chambers via a trained example as a proportional valve control valve regulates.
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine treten an der Nockenwelle Wechselmomente auf. Grund hierfür ist, dass die Nocken im Bereich ihrer Anlauframpe das von einer Ventilfeder in Schließstellung gehaltene Gaswechselventil gegen die Federkraft öffnen müssen, wodurch das Antriebsmoment ver- größert wird, und im Bereich ihrer Ablauframpe von der Federkraft beaufschlagt werden, wodurch das Antriebsmoment verkleinert wird. Die erzeugten Wechselmomente werden auf den mit der Nockenwelle drehfest verbundenen Rotor übertragen.During operation of the internal combustion engine, alternating torques occur at the camshaft. The reason for this is that the cams in the region of their starting ramp have to open the gas exchange valve held by a valve spring in the closed position against the spring force, as a result of which the drive torque is reduced. is enlarged, and are acted upon in the region of their deceleration ramp by the spring force, whereby the drive torque is reduced. The alternating torques generated are transmitted to the rotatably connected to the camshaft rotor.
Bei ungenügender Druckmittelversorgung, wie dies etwa während der Startphase der Brennkraftmaschine oder im Leerlauf der Fall ist, führen die von der Nockenwelle auf den Rotor übertragenen Wechselmomente dazu, dass der Rotor in unkontrollierter Weise bewegt wird, was zur Folge hat, dass die Flügel inner- halb der Arbeitsräume hin und her schlagen, was den Verschleiß fördert und eine unerwünschte Geräuschentwicklung verursacht. Zudem schwankt die Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle stark, so dass die Brennkraftmaschine nicht startet oder unruhig läuft.In the case of insufficient pressure medium supply, as is the case during the starting phase of the internal combustion engine or when idling, the alternating torques transmitted from the camshaft to the rotor cause the rotor to be moved in an uncontrolled manner, with the result that the vanes are moved inwardly. Half of the work spaces back and forth beat, which promotes wear and causes unwanted noise. In addition, the phase angle between crankshaft and camshaft fluctuates greatly, so that the internal combustion engine does not start or runs restless.
Um dieses Problem zu vermeiden, werden hydraulische Nockenwellenversteller mit einer Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Stator und Rotor ausgerüstet. Eine solche Verriegelungseinrichtung umfasst beispielsweise einen im Rotor aufgenommenen axialen Riegel, der durch eine Feder in axialer Richtung aus seiner Aufnahme gedrängt wird und formschlüssig in eine Verriegelungskulisse greifen kann, die in einer axialen Seitenplatte des Stators geformt ist. Für eine Entriegelung wird der Riegel stirnseitig mit Druckmittel beaufschlagt und in seine Aufnahme im Rotor zurückgedrängt.To avoid this problem, hydraulic camshaft adjusters are equipped with a locking device for non-rotatable locking of stator and rotor. Such a locking device comprises, for example, an axial latch received in the rotor, which is urged by a spring in the axial direction of its receptacle and can positively engage in a locking link, which is formed in an axial side plate of the stator. For unlocking the latch is applied to the front side with pressure medium and pushed back into its receptacle in the rotor.
Eine Verriegelung von Stator und Rotor erfolgt in einer als Basisposition be- zeichneten, für einen Start der Brennkraftmaschine thermodynamisch günstigen Phasenlage der Nockenwelle. Abhängig von der konkreten Auslegung der Brennkraftmaschine wird als Basisposition eine Früh-, Spät- oder Zwischenstellung gewählt. Bezogen auf die Antriebsrichtung von Stator bzw. Nockenwelle entspricht die Spätstellung einer Enddrehlage des Rotors in Nachlaufrichtung (in der die Volumina der vorlaufenden Druckkammern maximal sind), die Früh- steüung einer Enddrehlage des Rotors in Vorlaufrichtung (in der die Volumina der nachlaufenden Druckkammern maximal sind) und die Zwischenstellung einer Phasenlage, die sich zwischen der Früh- und der Spätstellung befindet. Als Mittenstellung wird eine Zwischenstellung bezeichnet, die sich zumindest annähernd in der Mitte zwischen der Früh- und Spätstellung befindet. Eine Verstellung der Phasenlage des Rotors in einer zur Antriebsrichtung des Stators bzw. Nockenwelle gleichen Drehrichtung wird als Frühverstellung bezeichnet. Eine Verstellung der Phasenlage des Rotors in einer hierzu entgegen gesetzten Drehrichtung wird als Spätverstellung bezeichnet.A locking of the stator and the rotor takes place in a phase position of the camshaft which is referred to as the base position and which is thermodynamically favorable for starting the internal combustion engine. Depending on the specific design of the internal combustion engine is selected as the base position an early, late or intermediate position. Based on the drive direction of the stator or camshaft, the late position of an end rotational position of the rotor in the trailing direction (in which the volumes of the leading pressure chambers are maximum) corresponds to the early deflection of an end rotational position of the rotor in the advance direction (in which the volumes of the trailing pressure chambers are at a maximum ) and the intermediate position of a phase position, which is between the early and the late position. The middle position is an intermediate position which is at least approximately in the middle between the early and late positions. An adjustment of the phase angle of the rotor in a direction of rotation of the stator or camshaft same direction of rotation is referred to as an advance. An adjustment of the phase angle of the rotor in an opposite direction of rotation is referred to as a retardation.
Flügelzellenversteller mit einer Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Stator und Rotor in Basisposition sind als solche hinlänglich bekannt und beispielsweise in den Druckschriften DE 20 2005 008 264 U1 , EP 1 596 040 A2, DE 10 2005 013 141 A1 und DE 199 08 934 A1 der Anmelderin eingehend beschrieben.Flügelzellenversteller with a locking device for non-rotatable locking of stator and rotor in base position are well known as such and for example in the publications DE 20 2005 008 264 U1, EP 1 596 040 A2, DE 10 2005 013 141 A1 and DE 199 08 934 A1 of the applicant described in detail.
Wird beim Abstellen der Brennkraftmaschine die Basisposition nicht erreicht (zum Beispiel beim "Abwürgen" des Motors), verstellt sich der Rotor aufgrund von Reibmomenten selbsttätig in die Spätstellung. Soll der Rotor in Früh- oder einer Zwischenstellung verriegelt werden, sind deshalb spezielle Vorkehrungen zu treffen, durch die der Rotor relativ zum Stator verstellt wird. In herkömmlichen Nockenwellenverstellem sind zu diesem Zweck beispielsweise Drehfedern vorgesehen, welche den Rotor in Richtung der gewünschten Basisposition vorspannen.If the base position is not reached when the internal combustion engine is switched off (for example, when the engine "stalled"), the rotor automatically adjusts itself into the retarded position due to friction moments. If the rotor is to be locked in an early or an intermediate position, special precautions must therefore be taken by which the rotor is adjusted relative to the stator. In conventional camshaft adjusters, rotary springs are provided for this purpose, for example, which bias the rotor in the direction of the desired base position.
Bei einem ausgefeilteren Mechanismus, welcher im US-Patent 6,439,181 B1 beschrieben ist, sind neben einer Drehfeder zur Drehung des Rotors in Früh- Stellung radiale Riegelplatten im Stator vorgesehen, welche bei einer Frühverstellung des Rotors in eine im Rotor geformte Kulisse greifen können, um noch vor Erreichen der Basisposition zu verhindern, dass der Rotor wieder in Spätstellung zurückdreht. Die im Stator aufgenommenen Riegelplatten werden zu diesem Zweck jeweils von einer Feder in Richtung Rotor bzw. in die zugehörige Kulisse gedrückt und können durch hydraulische Beaufschlagung in den Stator zurückgedrängt werden. Nachteilig bei dem aus dem US-Patent 6,439,181 B1 bekannten Nockenwellen- versteller ist insbesondere die Tatsache, dass die im Stator aufgenommenen Riegelplättchen radial gerichtet sind, so dass sie der Fliehkraft beim Drehen des Stators ausgesetzt sind. Zum einen erfordert dies entsprechend starke Feder- kräfte der Federn, durch welche die Riegelplättchen in Richtung Rotor gedrückt werden, um ein unbeabsichtigtes Lösen der Verriegelung zu verhindern. Zum anderen ist der für eine hydraulische Entriegelung der Riegelplättchen aufzubringende Druck abhängig von der einwirkenden Fliehkraft, was eine hydraulische Regelung erschwert.In a more sophisticated mechanism, which is described in US Patent 6,439,181 B1, in addition to a torsion spring for rotation of the rotor in the early position radial locking plates are provided in the stator, which can engage in an advanced adjustment of the rotor in a rotor-shaped backdrop to still Before reaching the base position, prevent the rotor from turning back into the late position. The recorded in the stator latch plates are pressed for this purpose in each case by a spring in the direction of the rotor or in the associated backdrop and can be pushed back by hydraulic loading in the stator. A disadvantage of the camshaft adjuster known from US Pat. No. 6,439,181 B1 is, in particular, the fact that the latching plates accommodated in the stator are directed radially, so that they are exposed to centrifugal force when the stator is rotated. On the one hand, this requires correspondingly strong spring forces of the springs, through which the latch plates are pressed in the direction of the rotor in order to prevent inadvertent release of the latch. On the other hand, the pressure to be applied for a hydraulic unlocking of the latch plate is dependent on the centrifugal force acting, which makes hydraulic control more difficult.
Nachteilig ist zudem, dass durch die eingesetzten Riegelplättchen der für die Arbeitsräume bzw. Druckkammern verfügbare Platz verringert wird. Um eine genügend hohe Anzahl an Arbeitsräumen realisieren zu können, ist die Zahl der eingesetzten Riegelplättchen deshalb relativ gering zu halten - im gezeigten Beispiel sind dies drei Riegelplättchen.Another disadvantage is that the space available for the work spaces or pressure chambers is reduced by the inserted latch plate. In order to be able to realize a sufficiently high number of working spaces, the number of inserted latching plates is therefore to be kept relatively low - in the example shown, these are three latching plates.
Ein weiterer Nachteil des dort gezeigten Nockenwellenverstellers ergibt sich daraus, dass durch die in Umfangsrichtung nicht gleichmäßig verteilten Riegelplatten eine Unwucht im drehenden Stator erzeugt wird, wodurch die Lagerung von Stator und Rotor beeinträchtigt und die Phasenlage des Rotors schwanken kann.Another disadvantage of the camshaft adjuster shown there results from the fact that an unbalance in the rotating stator is generated by the non-uniformly distributed in the circumferential locking plates, whereby the storage of stator and rotor affected and the phase position of the rotor can fluctuate.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, durch welche obige und weitere Nachteile vermieden werden können.In contrast, the object of the present invention is to provide a camshaft adjuster for an internal combustion engine, by means of which the above and other disadvantages can be avoided.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch einen gattungsgemäßen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des unab- hängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.These and other objects are according to the proposal of the invention by a generic camshaft adjuster with the characteristics of the independent solved pending claim. Advantageous embodiments of the invention are indicated by the features of the subclaims.
Erfindungsgemäß ist ein Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine gezeigt. Der Nockenwellenversteller umfasst ein mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehendes, synchron mit der Kurbelwelle drehbares Antriebsteil und ein nockenwellenfestes Abtriebsteil, das konzentrisch und drehverstellbar zum Antriebsteil gelagert ist. Zwischen An- und Abtriebsteil ist ein beispielsweise hydraulischer Stelltrieb geschaltet, welcher das Drehmoment vom Antriebs- auf das Abtriebsteil überträgt und eine Fixierung und Verstellung der relativen Drehlage zwischen diesen beiden ermöglicht.According to the invention, a camshaft adjuster for an internal combustion engine is shown. The camshaft adjuster comprises a drive part, which is in drive connection with a crankshaft and is rotatable synchronously with the crankshaft, and a camshaft-fixed driven part, which is mounted concentrically and rotationally adjustable to the drive part. Between input and output part, for example, a hydraulic actuator is connected, which transmits the torque from the drive to the output part and allows a fixation and adjustment of the relative rotational position between the two.
Die Phasenlage des Abtriebsteils ist innerhalb eines maximalen Drehwinkelbereichs verstellbar. Bezogen auf eine Dreh- bzw. Antriebsrichtung des Antriebs- teils (im Weiteren als "Antriebsrichtung" bezeichnet) ist das Abtriebsteil in einem Drehwinkelbereich zwischen einer in Antriebsrichtung vorauseilenden Enddrehlage (Frühstellung) und einer entsprechend nacheilenden Enddrehlage (Spätstellung) verstellbar.The phase angle of the output part is adjustable within a maximum rotation angle range. Relative to a rotational or drive direction of the drive part (hereinafter referred to as "drive direction"), the driven part is adjustable in a rotation angle range between an end rotational position advancing in the drive direction (early position) and a corresponding trailing end rotational position (retarded position).
Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller umfasst eine Verriegelungseinrichtung, durch welche An- und Abtriebsteil in einer von der Spätstellung verschiedenen, wählbaren Verriegelungsdrehlage (Basisposition) drehfest verriegelbar sind. An- und Abtriebsteil können beispielsweise in Früh- oder Mittenstellung drehfest verriegelt werden.The camshaft adjuster according to the invention comprises a locking device, by means of which the input and output part can be locked in a rotationally fixed manner in a selectable locking rotational position (base position) different from the retarded position. Drive and driven part can be locked against rotation, for example, in early or middle position.
Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller zeichnet sich in wesentlicher Weise dadurch aus, dass die Verriegelungseinrichtung eine Mehrzahl (beispielsweise zumindest vier) Eingriffspaare aufweist, welche jeweils einen im An- oder Abtriebsteil aufgenommenen Riegel (beispielsweise ein kolbenförmiger Verriegelungspin) und eine diesem zugeordnete, im entsprechend anderen Teil geformte, in Umfangsrichtung sich erstreckende Riegelkulisse aufweisen. Die Riegel können jeweils durch einen Bewegungsmechanismus in Eingriff mit den zugeordneten Riegelkulissen gebracht werden, beispielsweise indem sie durch ein Federelement in axialer Richtung aus ihrer Aufnahme gedrängt werden und durch eine stirnseitige Beaufschlagung mit Druckmittel in ihre Aufnahme zurückgedrängt werden können.The camshaft adjuster according to the invention is characterized essentially in that the locking device has a plurality (for example, at least four) pairs of engagement, each one received in the drive or driven part latch (for example, a piston-shaped locking pin) and a corresponding, molded in accordance with other part , In the circumferential direction extending latch gate have. The bars can each be brought by a moving mechanism into engagement with the associated bolt scenes, for example by passing through a spring element in the axial direction are urged out of their recording and can be pushed back by a frontal loading with pressure medium in their recording.
Im erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller sind die Eingriffspaare so ausgebildet und angeordnet, dass deren Riegel bei einer relativen Drehlage zwischen der in Antriebsrichtung nachlaufenden Enddrehlage (Spätstellung) und der Verriegelungsdrehlage (Basisposition) in Eingriff mit den jeweils zugeordneten Riegelkulissen bringbar sind. Die Eingriffspaare sind insbesondere so aus- gebildet, dass deren Riegel bei einer Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung des Antriebsteils in sukzessiven Eingriff mit den Riegelkulissen bringbar sind, wobei die Riegelkulissen bei eingreifenden Riegeln jeweils eine Verstellung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung (Spätverstellung) hemmen und eine Verstellung in Antriebsrichtung (Frühverstellung) bis zum Erreichen der Verriegelungsdrehlage zulassen. Durch die Eingriffspaare kann auf diese Weise eine stufenförmige Verrastung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung bis zum Erreichen der Verriegelungsdrehlage realisiert werden.In the camshaft adjuster according to the invention, the engagement pairs are designed and arranged such that their latches can be brought into engagement with the respectively associated locking latches in the case of a relative rotational position between the final rotational position trailing in the drive direction (late position) and the locking rotational position (base position). The pairs of engagement are in particular designed so that the bolt in an adjustment of the driven part in the drive direction of the drive part in successive engagement with the locking latches can be brought, the locking latches in engaging bars each inhibit an adjustment of the driven part against the drive direction (retard) and a Allow adjustment in the drive direction (advanced adjustment) until the locking rotary position is reached. By engaging pairs can be realized in this way a step-shaped locking of the driven part against the drive direction until reaching the locking rotational position.
Durch die axiale Ausrichtung der Riegel eines jedes Eingriffspaars kann in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass eine Riegelposition aufgrund erzeugter Fliehkraft beim synchronen Mitdrehen von An- und Abtriebsteil mit der Kurbelwelle verändert wird. Zudem wird der für die Arbeitsräume bzw. Druckkammern verfügbare Bauraum nicht verringert, so dass eine relativ hohe Zahl von Eingriffspaaren und somit eine Vielzahl Raststufen, die einen relativ geringen Winkelabstand voneinander einnehmen, angeordnet werden können.Due to the axial alignment of the bolt of each pair of engagement can be advantageously avoided that a locking position is changed due to centrifugal force generated during synchronous co-rotation of driving and driven part with the crankshaft. In addition, the available space for the workrooms or pressure chambers space is not reduced, so that a relatively large number of pairs of engagement and thus a plurality of latching steps, which occupy a relatively small angular distance from each other, can be arranged.
In besonders vorteilhafter Weise sind die Eingriffspaare so ausgebildet, dass die Riegel bei einer jeweiligen Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung um erste Drehwinkel, die jeweils kleiner sind als ein zweiter Drehwinkel, durch den das Abtriebstei! aufgrund von Wechselmomenten der Nockenwelle im Mittel verstellt wird, sukzessiv in die Riegelkulissen greifen können. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Abtriebsteil alleinig aufgrund der von der Nockenwelle auf das Abtriebsteil übertragenen Wechselmomente über eine Mehrzahl Raststufen in Verriegelungsdrehlage gebracht und dort mit dem Antriebsteil drehfest verriegelt werden kann. Die ersten Drehwinkel, um welche das Antriebsteil in Antriebsrichtung jeweils verstellt wird, können zueinander gleich oder voneinander verschieden sein.In a particularly advantageous manner, the engagement pairs are formed so that the bolt at a respective adjustment of the driven part in the drive direction by first rotation angle, which are each smaller than a second rotation angle, through which the Abtriebstei! is adjusted on average due to alternating torques of the camshaft, can gradually engage in the bolt backdrops. This can be achieved in an advantageous manner that the driven part solely due to the from the camshaft transmitted to the driven part alternating moments can be brought over a plurality of detent stages in the locking rotational position and there rotatably locked with the drive member. The first rotational angle by which the drive member is respectively adjusted in the drive direction, may be the same or different from each other.
Werden die Eingriffspaare in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet, kann in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass Unwucht im synchron mit der Kurbelwelle gedrehten Nockenwellenversteller erzeugt wird. In dem erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller kann eine drehfeste Verriegelung von An- und Abtriebsteil in Verriegelungsdrehlage durch ein einzelnes Eingriffspaar erfolgen, dass einen im An- oder Abtriebsteil aufgenommenen Riegel und eine im entsprechend anderen Teil geformte Riegelkulisse umfasst, wobei das Eingriffspaar so ausgebildet ist, dass der Riegel in formschlüssigen Eingriff mit der zugeordneten Riegelkulisse bringbar ist.If the engagement pairs are distributed uniformly in the circumferential direction, it can be advantageously avoided that imbalance is generated in the camshaft adjuster rotated synchronously with the crankshaft. In the camshaft adjuster according to the invention a rotationally fixed locking of driving and driven part in locking rotational position by a single pair of engagement that includes a recorded in the input or output part latch and a correspondingly different part shaped latch backdrop, wherein the pair of engagement is formed so that the bolt can be brought into positive engagement with the associated latch backdrop.
In dem erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller kann eine drehfeste Verriegelung von An- und Abtriebsteil in Verriegelungsdrehlage gleichermaßen durch zwei Eingriffspaare erfolgen, welche jeweils einen im An- oder Abtriebsteil auf- genommenen Riegel und eine im entsprechend anderen Teil geformte Riegelkulisse umfassen, wobei in einem Eingriffspaar der Riegel so in Eingriff mit seiner zugeordneten Riegelkulisse bringbar ist, dass eine Verstellung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung gehemmt ist, und wobei im anderen Eingriffspaar der Riegel so in Eingriff mit seiner zugeordneten Riegelkulisse bringbar ist, dass eine Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung gehemmt ist.In the camshaft adjuster according to the invention, a rotationally fixed locking of drive and driven part in locking rotational position equally by two pairs of engagement, each comprising a received in the drive or driven part latch and a correspondingly shaped part other shaped locking gate, wherein in a pair of engagement of the bolt so in engagement with its associated locking linkage can be brought that an adjustment of the driven part is inhibited against the drive direction, and wherein in the other pair of engagement of the bolt so engageable with its associated locking linkage can be brought that an adjustment of the driven part is inhibited in the drive direction.
Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller ist vorzugsweise in Form eines Flügelzellenverstellers ausgebildet, wobei insbesondere bevorzugt bei jedem Eingriffspaar der Riegel im Rotor aufgenommen und die Riegelkulisse im Stator, beispielsweise in einer axialen Seiten- bzw. Deckplatte, geformt ist. Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Brennkraftmaschine, die mit wenigstens einem wie oben beschriebenen Nockenwellenversteller ausgerüstet ist.The camshaft adjuster according to the invention is preferably designed in the form of a vane-type adjuster, with the bolt preferably being received in the rotor in each pair of engagement and the locking link in the stator being shaped, for example, in an axial side or cover plate. The invention further extends to an internal combustion engine which is equipped with at least one camshaft adjuster as described above.
Darüber hinaus erstreckt sich die Erfindung auf ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, die mit wenigstens einem wie oben beschriebenen Nockenwellenversteller ausgerüstet ist.In addition, the invention extends to a motor vehicle with an internal combustion engine which is equipped with at least one camshaft adjuster as described above.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Gleiche bzw. gleich wirkende Elemente sind in den Zeichnungen mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail by means of embodiments, reference being made to the accompanying drawings. Identical or equivalent elements are denoted by the same reference numerals in the drawings. Show it:
Fig. 1 in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse einen erfindungsgemäßen Flügelzellenversteller mit einem in Frühstellung verriegelten Rotor;Fig. 1 in a section perpendicular to the axis of rotation of a Flügelzellenversteller invention with a locked in the early position rotor;
Fig. 2 in einer weiteren Schnittdarstellung den Flügelzellenversteller von Fig. 1 mit in Spätstellung befindlichem Rotor;FIG. 2 is a further sectional view of the vane cell adjuster of FIG. 1 with the rotor in the retarded position; FIG.
Fig. 3 in einer weiteren Schnittdarstellung den Flügelzellenversteller von Fig. 1 , wobei der Rotor bezüglich der in Fig. 2 gezeigten Phasenlage in Richtung Frühstellung verstellt wurde;FIG. 3 is a further sectional view of the vane cell adjuster of FIG. 1, wherein the rotor has been moved in the direction of the early position with respect to the phase position shown in FIG. 2;
Fig. 4 in einer weiteren Schnittdarstellung den Flügelzellenversteller von Fig. 1 , wobei der Rotor bezüglich der in Fig. 3 gezeigten Phasenlage weiter in Richtung Frühstellung verstellt wurde;4 is a further sectional view of the vane cell adjuster of FIG. 1, wherein the rotor has been moved further in the direction of the early position with respect to the phase position shown in FIG. 3;
Fig. 5 in einer weiteren Schnittdarstellung den Flügelzellenversteller von Fig. 1 , wobei der Rotor bezüglich der in Fig. 4 gezeigten Phasenlage weiter in5 in a further sectional view of the vane cell of Fig. 1, wherein the rotor with respect to the phase position shown in Fig. 4 further in
Richtung Frühstellung verstellt wurde; Fig. 6 verschiedene schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Positionen der Riegel in den in Fig. 1 bis Fig. 5 gezeigten Phasenlagen des Rotors;Moved to early position; 6 shows various diagrammatic representations for illustrating the positions of the bars in the phase positions of the rotor shown in FIGS. 1 to 5;
Fig. 7 weitere schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Positionen der Riegel bei einem Flügelzellenversteller mit einem in Mittenstellung verriegelten Rotor.7 shows further schematic representations for illustrating the positions of the latches in a vane-type adjuster with a rotor locked in the middle position.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 6 wird gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein auf dem Rotationskolbenprinzip basierender hydraulischer Flügelzellenversteller 1 anhand entsprechender Schnittdarstellungen erläutert.With reference to FIGS. 1 to 6, according to a first exemplary embodiment of the invention, a hydraulic vane-type adjuster 1 based on the rotary piston principle is explained on the basis of corresponding sectional representations.
Demnach umfasst der Flügelzellenversteller 1 als Antriebsteil einen mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle über ein Kettenrad 4 in Antriebsverbindung stehenden Außenrotor bzw. Stator 2 und als Abtriebsteil einen in einem zentralen Hohlraum des Stators 2 konzentrisch angeordneten Innenrotor bzw. Rotor 3, der beispielsweise mittels einer Schraubenverbindung drehfest mit einer (nicht dargestellten) Nockenwelle an deren Stirnseite angebracht ist. Der Stator 2 wird synchron mit der Kurbelwelle im Gegenuhrzeigersinn gedreht, wie in Fig. 1 durch den Pfeil angegeben ist, wodurch die Arbeits- bzw. Antriebsrichtung der Nockenwelle festgelegt wird.Accordingly, the Flügelzellenversteller 1 comprises as a drive part with a (not shown) crankshaft via a sprocket 4 drivingly connected outer rotor or stator 2 and as a driven part in a central cavity of the stator 2 concentrically arranged inner rotor or rotor 3, for example by means of a Screw connection rotatably mounted with a (not shown) camshaft at the end face. The stator 2 is rotated in synchronism with the crankshaft in the counterclockwise direction, as indicated in Fig. 1 by the arrow, whereby the working or driving direction of the camshaft is fixed.
Eine den Hohlraum des Stators 2 begrenzende Innenmantelfläche 5 ist mit mehreren radialen Ausnehmungen 6 versehen, die jeweils von einer ersten radialen Seitenwand 7 und einer zweiten radialen Seitenwand 8 begrenzt sind. Die Innenmantelfläche 5 des Stators 2 umfasst weiterhin in Umfangshchtung sich erstreckende innere Umfangswände 9 und in Umfangsrichtung sich erstreckende äußere Umfangswände 10, die durch die radialen Seitenwände 7, 8 miteinander verbunden sind. Der Stator 2 ist über seine inneren Umfangswände 9, welche einer Außenmantelfläche 11 des Rotors 3 anliegen, drehbar auf dem Rotor 3 gelagert. Die radialen Ausnehmungen 6 des Stators 2 formen zusammen mit der Außenmantelfläche 11 des Rotors 3 und zwei axialen Dichtflächen, welche weiter unten näher erläutert werden, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete hydraulische Arbeitsräume 12 (hier beispielsweise vier Arbeitsräume 12). Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass eine größere oder kleinere Anzahl von Arbeitsräumen möglich ist.An inner circumferential surface 5 delimiting the cavity of the stator 2 is provided with a plurality of radial recesses 6 which are delimited by a first radial side wall 7 and a second radial side wall 8, respectively. The inner circumferential surface 5 of the stator 2 further comprises circumferentially extending inner peripheral walls 9 and circumferentially extending outer peripheral walls 10 which are interconnected by the radial side walls 7, 8. The stator 2 is rotatably mounted on the rotor 3 via its inner circumferential walls 9, which abut an outer circumferential surface 11 of the rotor 3. The radial recesses 6 of the stator 2 together with the outer circumferential surface 11 of the rotor 3 and two axial sealing surfaces, which will be explained in more detail below, circumferentially evenly distributed arranged hydraulic work spaces 12 (here, for example, four work spaces 12). Merely for the sake of completeness it should be mentioned that a larger or smaller number of workspaces is possible.
In jeden Arbeitsraum 12 ragt, ausgehend vom Rotor 3, radial auswärts ein Flügel 13, wodurch die Arbeitsräume 12 jeweils in ein Paar gegeneinander wirkender Druckkammern 14, 15 geteilt werden. Bezogen auf die Antriebsrichtung des Stators 2 sind dies eine vorlaufende erste Druckkammer 14 ("Druckkammer A") und eine nachlaufende zweite Druckkammer 15 (Druckkammer "B").In each working space 12 protrudes, starting from the rotor 3, radially outwardly a wing 13, whereby the working spaces 12 are each divided into a pair of mutually acting pressure chambers 14, 15. Based on the drive direction of the stator 2, these are a leading first pressure chamber 14 ("pressure chamber A") and a trailing second pressure chamber 15 (pressure chamber "B").
Die Flügel 13 sind in Axialnuten aufgenommen, die in der Außenmantelfläche 11 des Rotors 3 geformt sind. Am Nutgrund der Axialnuten können radial auswärts belastende Federelemente angeordnet sein, wodurch bewirkt wird, dass die Flügel 13 der äußeren Umfangswand 10 des Stators 3 dichtend anliegen. Gleichermaßen wäre es auch möglich, die Flügel 13 einteilig mit dem Rotor 3 auszubilden.The wings 13 are received in axial grooves which are formed in the outer circumferential surface 11 of the rotor 3. At the groove bottom of the axial grooves radially outwardly loading spring elements can be arranged, thereby causing the wings 13 of the outer peripheral wall 10 of the stator 3 sealingly abut. Similarly, it would also be possible to form the wings 13 in one piece with the rotor 3.
Der Stator 2 formt ein den Rotor 3 druckdicht kapselndes Gehäuse mit zwei axialen Seiten- bzw. Dichtplatten, nämlich eine von der Nockenwelle weiter ent- fernte Dichtplatte 33 mit einer der Nockenwelle zugewandten Dichtfläche 34 und eine zur Nockenwelle näheren Dichtplatte mit einer von der Nockenwelle abgewandten Dichtfläche. Durch die beiden Dichtflächen werden die Arbeitsräume 12 bzw. Druckkammern 14, 15 in axialer Richtung druckdicht verschlossen.The stator 2 forms a housing which encapsulates the rotor 3 in a pressure-tight manner with two axial side or sealing plates, namely a sealing plate 33 further away from the camshaft with a sealing surface 34 facing the camshaft and a sealing plate closer to the camshaft facing away from the camshaft sealing surface. Through the two sealing surfaces, the working spaces 12 and pressure chambers 14, 15 are sealed pressure-tight in the axial direction.
In die beiden Druckkammern 14, 15 eines jeden Arbeitsraums 12 münden jeweils nicht dargestellte Druckmittelleitungen, durch welche Druckmittel (z. B. Hydrauliköl) den Druckkammern zugeführt oder von diesen abgeleitet werden kann. Durch gezielte Beaufschlagung mit Druckmittel kann zwischen dem Druckkammerpaar 14, 15 eines jeden Arbeitsraums 12 ein Druckgefälle aufgebaut werden, wodurch ein Verschwenken der Flügel 13 und somit eine Änderung der relativen Drehlage (Phasenlage) des Rotors 3 zum Stator 2 bewirkt wird.In each of the two pressure chambers 14, 15 of each working chamber 12 open pressure medium lines, not shown, through which pressure medium (eg., Hydraulic oil) supplied to the pressure chambers or derived from these can. By targeted application of pressure medium, a pressure gradient can be established between the pressure chamber pair 14, 15 of each working space 12, whereby a pivoting of the wings 13 and thus a change in the relative rotational position (phase angle) of the rotor 3 to the stator 2 is effected.
Die erste radiale Seitenwand 7 und die zweite radiale Seitenwand 8 eines jeden Arbeitsraums 12 bilden jeweils einen Endanschlag für den in den Arbeitsraum 12 ragenden Flügel 13. Bezogen auf die Arbeitsrichtung der Nockenwelle befin- det sich der Rotor 3 in Spätstellung, falls die Flügel 13 jeweils der ersten radialen Seitenwand 7 anliegen. Andererseits befindet sich der Rotor 3 in Frühstellung, falls die Flügel 13 jeweils der zweiten radialen Seitenwand 8 anliegen. Durch die beiden Endanschläge ist ein maximal möglicher Verstellwinkel des Rotors 3 zum Stator 2 vorgegeben. Obgleich dies nicht dargestellt ist, kann gleichermaßen durch eine spezielle Drehwinkelbegrenzungseinrichtung ein maximal möglicher Verstellwinkel des Rotors 3 vorgegeben sein, beispielsweise um bei einem aus Blech gefertigten Stator 2 ein Anschlagen der Flügel an den radialen Seitenwänden 7, 8 zu vermeiden.The first radial side wall 7 and the second radial side wall 8 of each working space 12 each form an end stop for the projecting into the working space 12 wings 13. Based on the working direction of the cam shaft, the rotor 3 is in late position, if the wings 13 respectively abut the first radial side wall 7. On the other hand, the rotor 3 is in the early position, if the wings 13 respectively abut the second radial side wall 8. Due to the two end stops, a maximum possible displacement angle of the rotor 3 to the stator 2 is predetermined. Although this is not shown, a maximum possible displacement angle of the rotor 3 can equally be predetermined by a special rotation angle limiting device, for example in order to avoid striking the blades on the radial side walls 7, 8 in the case of a stator 2 made of sheet metal.
Treten während des Betriebs der Brennkraftmaschine Wechselmomente an der Nockenwelle auf, werden diese bei einer ungenügenden Druckmittelversorgung auf den Rotor 3 übertragen. Um zu vermeiden, dass die Flügel 13 in den Arbeitsräumen 12 in unkontrollierter Weise hin und her schlagen, kann der Rotor 3 durch eine Verriegelungseinrichtung mit dem Stator 2 in Frühstellung drehfest verriegelt werden.If alternating torques occur on the camshaft during operation of the internal combustion engine, these are transmitted to the rotor 3 when the pressure medium supply is insufficient. In order to avoid that the wings 13 in the work spaces 12 in an uncontrolled manner back and forth, the rotor 3 can be locked in rotation by a locking device with the stator 2 in the early position.
Die Verriegelungseinrichtung umfasst zu diesem Zweck vier in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete axiale Riegel 16-19, die jeweils in einer Ausnehmung im Rotor 3 aufgenommen sind. Die Riegel 16-19 werden jeweils durch ein Federelement in Richtung zur nockenwellenzugewandten Dichtfläche 34 gedrängt, was in den Figuren nicht näher dargestellt ist. Die Riegel 16-19 können, je nach Phasenlage des Rotors 3, in eine zugehörige Riegelkulisse 20-23 greifen, welche durch die von der Nockenwelle weiter entfernte erste Dichtplatte 33 geformt sind. Die Riegelkulissen 20-23 sind in den Figuren 1 bis 6 jeweils gestrichelt dargestellt.For this purpose, the locking device comprises four circumferentially uniformly distributed axial latches 16-19, which are each received in a recess in the rotor 3. The latches 16-19 are each urged by a spring element in the direction of the camshaft-facing sealing surface 34, which is not shown in more detail in the figures. The latches 16-19 can, depending on the phase position of the rotor 3, engage in an associated locking lug 20-23, which are formed by the first sealing plate 33 further away from the camshaft. The locking gates 20-23 are shown in dashed lines in the figures 1 to 6 respectively.
Die Riegel 16-19 können stirnseitig hydraulisch beaufschlagt werden, wodurch sie - entgegen der Federkraft jeweiliger Federelemente - in ihre Aufnahmen im Rotor 3 zurückgedrängt werden können. Zu diesem Zweck mündet in die Riegelkulissen 20-23 jeweils eine Druckmittelleitung 24 zur Versorgung der Riegel- kulissen mit Druckmittel. Die Riegelkulissen können über die Druckkammern "A" oder alternativ über die Druckkammern "B" mit Druckmittel gespeist werden. Gleichermaßen ist eine separate Druckmittelversorgung möglich. Über einen Druckmittelgang 35 sind die Riegelkulissen strömungstechnisch miteinander verbunden.The latch 16-19 can be applied hydraulically on the front side, whereby they - against the spring force of respective spring elements - can be pushed back into their recordings in the rotor 3. For this purpose, a pressure medium line 24 for supplying the locking linkages with pressure medium opens into the locking latches 20-23. The bar gates can be fed with pressure medium via the pressure chambers "A" or alternatively via the pressure chambers "B". Similarly, a separate pressure medium supply is possible. About a pressure medium passage 35, the bolt gates are fluidically connected to each other.
In Fig. 1 ist eine Situation dargestellt, in der sich der Rotor 3 in Basisposition (Frühstellung) befindet, in der alle vier Riegel 16-19 in ihrer jeweiligen Riegelkulisse 20-23 aufgenommen sind, wobei ein erster Riegel 16 in eine erste Riegelkulisse 20, ein zweiter Riegel 17 in eine zweite Riegelkulisse 21 , ein dritter Rie- gel 18 in eine dritte Riegelkulisse 22 und ein vierter Riegel 19 in eine vierte Riegelkulisse 23 greifen.In Fig. 1, a situation is shown, in which the rotor 3 is in the base position (early position), in which all four bars 16-19 are taken in their respective latch slot 20-23, wherein a first latch 16 in a first latch slot 20th , a second latch 17 engage in a second latch slot 21, a third latch 18 in a third latch slot 22 and a fourth latch 19 in a fourth latch slot 23.
Nur durch den in die erste Riegelkulisse 20 greifenden ersten Riegel 16 wird eine formschlüssige Verbindung zwischen Stator 2 und Rotor 3 herbeigeführt, wodurch Stator und Rotor drehfest verriegelt werden. Durch die zweiten bis vierten Riegel 17-19 wird lediglich eine Spätverstellung des Rotors 3 gehemmt. Werden die Riegel 16-17, insbesondere der erste Riegel 16, mit Druckmittel beaufschlagt, so kann die drehfeste Verriegelung zwischen Stator und Rotor gelöst werden.Only by engaging in the first bar gate 20 first latch 16 a positive connection between the stator 2 and rotor 3 is brought about, whereby the stator and rotor are locked against rotation. By the second to fourth latch 17-19 only a retard of the rotor 3 is inhibited. If the latch 16-17, in particular the first latch 16, acted upon by pressure medium, so the rotationally fixed locking between the stator and rotor can be solved.
Kann die Basisposition (Frühstellung) des Rotors 3 beim Stoppen der Brennkraftmaschine nicht regeltechnisch (das heißt aufgrund Druckmittelregelung) eingenommen werden, bewirkt die Verriegelungseinrichtung 1 im Zusammenwirken mit den auf die Nockenwelle übertragenen Wechselmomenten, dass die Frühstellung des Rotors 3 eingenommen und Rotor 3 und Stator 2 in Frühstellung drehfest verriegelt werden, wie im Weiteren näher erläutert wird.If the base position (early position) of the rotor 3 when stopping the internal combustion engine can not be taken control-technically (that is, due to pressure medium control) causes the locking device 1 in cooperation with the transmitted to the camshaft alternating torques that the Early position of the rotor 3 taken and rotor 3 and stator 2 are rotatably locked in the early position, as will be explained in more detail below.
Fig. 2 zeigt eine Situation, in der sich der Rotor 3 in Spätstellung befindet, eine Stellung die vom Rotor 3 bei ungenügender Druckmittelversorgung selbsttätig eingenommen wird. In Spätstellung liegen die Flügel 13 den ersten radialen Seitenwänden 7 an. In dieser Phasenlage kann keiner der vier Riegel 16-19 in seine Riegelkulisse greifen.Fig. 2 shows a situation in which the rotor 3 is in late position, a position which is taken automatically by the rotor 3 with insufficient pressure medium supply. In late position, the wings 13 are the first radial side walls 7 at. In this phase position, none of the four bars can grab 16-19 in its bar backdrop.
Bei ungenügender Druckmittelversorgung werden von der Nockenwelle Wechselmomente auf den Rotor 3 übertragen, die - wie in Fig. 3 gezeigt ist - dazu führen, dass der Rotor 3 um einen mittleren Drehwinkel ß in Richtung Frühstellung gedreht wird. Wie weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind der vierte Riegel 19 und die vierte Riegelkulisse 23 so ausgebildet und angeordnet, dass der vierte Riegel 19 bereits bei einer Drehung des Rotors um einen kleineren Drehwinkel α in die vierte Riegelkulisse 23 greifen kann. Die vierte Riegelkulisse 23 erstreckt sich so in Umfangsrichtung, dass sie eine Spätverstellung des Rotors 3 durch Anschlag des vierten Riegels 19 an der Kulissenwand hemmt, jedoch eine weitere Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Frühstellung zu- lässt. Greift der vierte Riegel 19 in die vierte Riegelkulisse 23 wird der Rotor 3 somit in einer Zwischenstellung, welche im Weiteren der leichteren Bezugnahme wegen als "erste Zwischenstellung" bezeichnet wird, hinsichtlich einer Spätverstellung verrastet, von der aus lediglich eine weitere Frühverstellung möglich ist. Da der Drehwinkel α, bei dessen Erreichen der vierte Riegel 19 in die vierte Riegelkulisse 23 greifen kann, kleiner ist als der mittlere Drehwinkel ß einer durch ein Wechselmoment verursachten Schwingung des Rotors 3, kann gewährleistet werden, dass ein in Spätstellung befindlicher Rotor 3 bei ungenügender Druckmittelversorgung durch die Wechselmomente stets so weit gedreht wird, dass der vierte Riegel 19 in die vierte Riegelkulisse 23 greifen kann.In the case of insufficient supply of pressure medium, alternating torques are transmitted to the rotor 3 by the camshaft, which-as shown in FIG. 3-cause the rotor 3 to be rotated by an average rotational angle β in the direction of the early position. As can be further seen from FIG. 3, the fourth latch 19 and the fourth latch slide 23 are designed and arranged such that the fourth latch 19 can already engage in the fourth latch slide 23 when the rotor is rotated by a smaller angle of rotation. The fourth locking link 23 extends in the circumferential direction so that it retards a retardation of the rotor 3 by abutment of the fourth bolt 19 on the backdrop wall, but allows a further advance of the rotor 3 until the early position. If the fourth latch 19 engages in the fourth latch slot 23, the rotor 3 is thus latched with respect to a retardation in an intermediate position, which is referred to below as the "first intermediate position" for easier reference, from which only a further advance adjustment is possible. Since the angle of rotation α, at which the fourth bar 19 can reach into the fourth bar slot 23, is smaller than the mean angle of rotation .beta. Of an oscillation of the rotor 3 caused by an alternating moment, it can be ensured that a rotor 3 in the retarded position is insufficient Pressure medium supply is always rotated by the alternating moments so far that the fourth bar 19 can engage in the fourth bar gate 23.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, führt eine weitere Übertragung von Wechselmomenten auf den Rotor 3 dazu, dass der Rotor, nun ausgehend von der ersten Zwischenstellung, um den mittleren Drehwinkel ß in Richtung Frühverstellung ge- dreht wird, so dass der dritte Riegel 18 in die dritte Riegelkulisse 22 greifen kann und den Rotor 3 bezüglich einer Spätverstellung verrastet. Der dritte Riegel 18 und die dritte Riegelkulisse 22 sind so angeordnet, dass der dritte Riegel 18 bereits bei einer Drehung des Rotors 3 um den denselben kleineren Dreh- winkel α in die dritte Riegelkulisse 23 greifen kann. Die dritte Riegelkulisse 22 hemmt eine Spätverstellung des Rotors 3 durch Anschlag des dritten Riegels 18 an der Kulissenwand, erstreckt sich jedoch so in Umfangsrichtung, dass sie eine weitere Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Frühstellung zulässt. Die in Fig. 4 gezeigte Zwischenstellung des Rotors wird als "zweite Zwischenstel- lung" bezeichnet.As shown in FIG. 4, a further transmission of alternating torques to the rotor 3 causes the rotor, starting from the first intermediate position, to move about the mean rotational angle β in the direction of advance adjustment. is rotated so that the third latch 18 can engage in the third latch slot 22 and the rotor 3 is locked with respect to a retardation. The third latch 18 and the third latch slot 22 are arranged such that the third latch 18 can already engage in the third latch slot 23 when the rotor 3 rotates by the same smaller angle of rotation α. The third bar gate 22 inhibits retardation of the rotor 3 by abutment of the third bar 18 on the sliding wall, but extends in the circumferential direction so that it allows a further advance of the rotor 3 up to the early position. The intermediate position of the rotor shown in FIG. 4 is referred to as "second intermediate position".
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, führt eine weitere Übertragung von Wechselmomenten auf den Rotor 3 dazu, dass der Rotor, nun ausgehend von der zweiten Zwischenstellung, wiederum um den mittleren Drehwinkel ß in Richtung Frühver- Stellung gedreht wird, so dass der zweite Riegel 17 in die zweite Riegelkulisse 21 greifen kann und den Rotor 3 bezüglich einer Spätverstellung verrastet. Der zweite Riegel 17 und die zweite Riegelkulisse 21 sind so angeordnet, dass der zweite Riegel 17 bereits bei einer Drehung des Rotors 3 um den denselben kleineren Drehwinkel α in die zweiten Riegelkulisse 21 greifen kann. Die zweite Riegelkulisse 21 hemmt eine Spätverstellung des Rotors 3 durch Anschlag des zweiten Riegels 17 an der Kulissenwand, erstreckt sich jedoch so in Umfangsrichtung, dass sie eine weitere Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Frühstellung zulässt. Die in Fig. 5 gezeigte Zwischenstellung des Rotors wird als "dritte Zwischenstellung" bezeichnet.As is shown in FIG. 5, a further transmission of alternating torques to the rotor 3 causes the rotor, now proceeding from the second intermediate position, to again be rotated in the direction of the early rotation by the mean rotational angle .beta., So that the second bolt 17 can engage in the second latch slot 21 and the rotor 3 is locked relative to a retardation. The second latch 17 and the second latch slot 21 are arranged such that the second latch 17 can already engage in the second latch slot 21 when the rotor 3 rotates by the same smaller angle of rotation α. The second locking link 21 inhibits retardation of the rotor 3 by abutment of the second bolt 17 on the sliding wall, but extends in the circumferential direction so that it allows a further advance of the rotor 3 until the early position. The intermediate position of the rotor shown in Fig. 5 is referred to as "third intermediate position".
Eine weitere Übertragung von Wechselmomenten auf den Rotor 3 führt dazu, dass der Rotor, nun ausgehend von der dritten Zwischenstellung, bis in die Frühstellung gedreht wird, so dass auch der erste Riegel 16 in die erste Riegelkulisse 20 greifen kann, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen Rotor 3 und Stator 2 geschaffen wird, durch welche Rotor und Stator drehfest verriegelt werden. Der erste Riege! 16 und die erste Riegeikulisse 20 sind so ausgebildet und angeordnet, dass der erste Riegel 16 bei demselben kleineren Drehwinkel α in die erste Riegelkulisse 20 greifen kann. In Fig. 6 sind die jeweiligen Stellungen der vier Riegel 16-19 in den in Fig 1 bis 5 dargestellten verschiedenen Phasenlagen des Rotors anhand schematischer Darstellungen I bis V, welche Rotor und Stator im "abgerollten" Axialschnitt zei- gen, veranschaulicht Zudem ist die Position der Flügel 13 in den Arbeitsrau- men 12 veranschaulicht, wobei lediglich zum Zweck einer einfacheren Darstellung der Arbeitsraum 12 im Stator befindlich gezeichnet ist.A further transmission of alternating torques on the rotor 3 causes the rotor, now starting from the third intermediate position, is rotated to the early position, so that the first latch 16 can engage in the first latch slot 20, whereby a positive connection between Rotor 3 and stator 2 is created by which rotor and stator are locked against rotation. The first team! 16 and the first Riegeikulisse 20 are formed and arranged so that the first latch 16 at the same smaller rotational angle α can engage in the first latch slot 20. In FIG. 6, the respective positions of the four latches 16-19 in the different phase positions of the rotor illustrated in FIGS. 1 to 5 are illustrated on the basis of schematic illustrations I to V, which show the rotor and stator in the "unrolled" axial section Position of the wings 13 in the Arbeitsrau- men 12 illustrated, with only the purpose of a simpler representation of the working space 12 is drawn located in the stator.
Darstellung I entspricht der Phasenlage von Fig. 2, das heißt Rotor 3 befindet sich in Spatstellung, in der kein Riegel in seine Riegelkulisse greifen kann. Darstellung Il entspricht der Phasenlage von Fig 3, bei der sich der Rotor 3 in der ersten Zwischenstellung befindet, in der lediglich der vierte Riegel 19 in die vierte Riegelkulisse 23 greift, welcher die Spatverstellung des Rotors hemmt, jedoch dessen Fruhverstellung zulasst. Darstellung III entspricht der Phasenlage von Fig 4, das heißt, der Rotor 3 befindet sich in der zweiten Zwischenstellung, in der der vierte Riegel 19 in die vierte Riegelkulisse 23 und der dritte Riegel 18 in die dritte Riegelkulisse 22 greifen, wobei nur der dritte Riege! 18 eine Spatverstellung des Rotors hemmt, jedoch dessen Fruhverstellung zulasst. Darstellung IV entspricht der Phasenlage von Fig 5, das heißt, der Rotor 3 befindet sich in der dritten Zwischenstellung, in der der vierte Riegel 19 in die vierte Riegelkulisse 23, der dritte Riegel 18 in die dritte Riegelkulisse 22 und der zweite Riegel 17 in die zweite Riegelkulisse 21 greifen, wobei nur der zweite Riegel 17 eine Spatverstellung des Rotors hemmt, jedoch dessen Fruhverstellung zulasst Darstellung V entspricht der Phasenlage von Fig 1 das heißt, der Rotor 3 be- findet sich in Frühstellung, in der alle vier Riegel 16-19 in ihre jeweilige Riegelkulisse 20-23 greifen, wobei durch die formschlussige Verbindung zwischen dem ersten Riegel 16 und der ersten Riegelkulisse 20 eine drehfeste Verriegelung von Rotor 3 und Stator 2 erreicht wirdRepresentation I corresponds to the phase position of Fig. 2, that is, rotor 3 is in Spatstellung, in which no bolt can engage in its bar scenery. Representation II corresponds to the phase position of Figure 3, in which the rotor 3 is in the first intermediate position, in which only the fourth latch 19 engages in the fourth latch slot 23, which inhibits the Spatverstellung of the rotor, but allows its forward adjustment. Representation III corresponds to the phase position of Figure 4, that is, the rotor 3 is in the second intermediate position, in which the fourth bar 19 in the fourth bar gate 23 and the third bar 18 engage in the third bar gate 22, wherein only the third row ! 18 inhibits a late adjustment of the rotor, but allows its spring rate. Representation IV corresponds to the phase position of Figure 5, that is, the rotor 3 is in the third intermediate position in which the fourth latch 19 in the fourth latch slot 23, the third latch 18 in the third latch slot 22 and the second latch 17 in the second locking bar 21 engage, wherein only the second bar 17 inhibits a Spatverstellung of the rotor, but its Fruhverstellung permits representation V corresponds to the phase angle of Figure 1 that is, the rotor 3 is in the early position, in all four bars 16-19 engage in their respective bar gate 20-23, wherein a rotationally fixed locking of the rotor 3 and stator 2 is achieved by the formschlussige connection between the first latch 16 and the first latch gate 20
Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist, erstrecken sich die zweite, dritte und vierte Riegeikuhsse jeweils so in Umfangsπchtung, dass sie eine Fruhverstellung des Rotors 3 bis hin zur Fruhstellung ermöglichen Entsprechend dem bei weiterer Fruhverstellung des Rotors 3 innerhalb einer zugehörigen Riegelkulis- se zurückzulegenden Weg eines Riegels, ist die Abmessung in Umfangsπch- tung der vierten Riegelkulisse 23 großer als die Abmessung in Umfangsrichtung der dritten Riegelkulisse 22 Gleichermaßen ist jene der dritten Riegelkulisse 22 großer als jene der zweiten Riegelkulisse 21 und jene der zweiten Riegelkulisse 21 großer als jene der ersten Riegelkulisse 20, wobei letztere den ersten Riegel 16 formschlussig umgreift. Der Drehwinkel α, um den der Rotor 3 jeweils nach Einrasten eines Riegels in Richtung Fruhstellung weitergedreht werden muss, so dass der nächste Riegel einrasten kann, ist jeweils gleich. Wie für Darstellung V angegeben, sind die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordne- ten Riegelkulissen 20-23 jeweils in einem gleichen Drehwinkel v voneinander beabstandetAs can be seen in particular from FIG. 6, the second, third and fourth yoke rods each extend in the circumferential direction in such a way that they allow a spring adjustment of the rotor 3 up to the spring position corresponding to the further rotational adjustment of the rotor 3 within an associated locking slide. Likewise, that of the third latch slot 22 is larger than that of the second latch slot 21 and that of the second latch slot 21 is larger than that of the third latch slot 22 the first latch gate 20, the latter surrounds the first latch 16 form-fitting manner. The angle of rotation α, by which the rotor 3 must be further rotated in each case after engagement of a bolt in the direction of the spring, so that the next bolt can engage, is the same in each case. As indicated for illustration V, the locking lugs 20-23, which are arranged uniformly distributed in the circumferential direction, are each spaced apart from each other at an identical angle of rotation v
In Fig 7 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung bei einem Flugelzel- lenversteller mit einem in Mittenstellung verriegelten Rotor veranschaulicht.FIG. 7 illustrates a further exemplary embodiment of the invention in a fuselage adjuster with a rotor locked in the middle position.
Der Flugelzellenversteller von Fig. 7 unterscheidet sich von dem in Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 6 beschriebenen Flugelzellenversteller lediglich in der Anordnung der Riegel, sowie in Gestaltung und Anordnung der Riegelkuhs- sen der Vemegelungseinrichtung, welche eine Verriegelung des Rotors in Mit- tenstellung bewirkt. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen werden lediglich die Unterschiede zur Ausfuhrungsform der Figuren 1 bis 6 beschrieben und ansonsten wird auf die diesbezüglichen Ausfuhrungen Bezug genommen.7 differs from the Flugelzellenversteller described in connection with Figures 1 to 6 only in the arrangement of the bolt, as well as in the design and arrangement of Biegelkuh- sen the Vemegelungseinrichtung which causes locking of the rotor in Mittenstellung. To avoid unnecessary repetition, only the differences from the embodiment of Figures 1 to 6 will be described and otherwise reference is made to the relevant embodiments.
Die Verriegelungseinrichtung von Fig 7 umfasst vier in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Riegel 25-28, die je nach Phasenlage desThe locking device of FIG. 7 comprises four bars 25-28 arranged uniformly distributed in the circumferential direction, which depending on the phase position of the
Rotors 3 in eine zugehörige Riegelkulisse 29-32 greifen können Dies sind ein fünfter Riegel 25 mit einer zugehörigen fünften Riegelkulisse 29, ein sechsterRotor 3 can engage in an associated latch slot 29-32. These are a fifth latch 25 with an associated fifth latch slot 29, a sixth
Riegel 26 mit einer zugehörigen sechsten Riegelkulisse 30. ein siebter RiegelBar 26 with an associated sixth bar gate 30. a seventh bar
27 mit einer zugehörigen siebten Riegelkulisse 31 und ein achter Riegel 28 mit einer zugehörigen achten Riegelkulisse 32.27 with an associated seventh latch slot 31 and an eighth latch 28 with an associated eighth latch slot 32.
In Fig 7 sind die jeweiligen Stellungen der vier Riegel 25-28 in verschiedenen Phasenlagen des Rotors 3 anhand schematischer Darstellungen I bis IV, wel- che - wie Fig. 6 - Rotor und Stator im "abgerollten" Axialschnitt zeigen, veranschaulicht. Zudem sind die Positionen der Flügel 13 in den Arbeitsräumen 12 veranschaulicht, wobei lediglich zum Zweck einer einfacheren Darstellung der Arbeitsraum 12 im Stator befindlich gezeichnet ist.7 shows the respective positions of the four bars 25-28 in different phase positions of the rotor 3 with reference to schematic representations I to IV, wel As shown in FIG. 6, rotor and stator are shown in the "unrolled" axial section. In addition, the positions of the wings 13 are illustrated in the work spaces 12, wherein only the purpose of a simpler representation of the working space 12 is located in the stator located.
Darstellung I entspricht hierbei einer Situation, in der sich der Rotor 3 in Spätstellung befindet. Entsprechend liegen die Flügel 13 den ersten radialen Seitenwänden 7 an. In dieser Phasenlage kann nur der fünfte Riegel 25 in die zugehörige fünfte Riegelkulisse 29 greifen. Die fünfte Riegelkulisse 29 erstreckt sich so in Umfangsrichtung, dass sie eine Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Frühstellung zulässt.Representation I corresponds to a situation in which the rotor 3 is in late position. Accordingly, the wings 13 are the first radial side walls 7 at. In this phase position, only the fifth bar 25 can engage in the associated fifth bar slot 29. The fifth bar gate 29 extends in the circumferential direction so that it allows an advance of the rotor 3 up to the early position.
Bei ungenügender Druckmittelversorgung werden von der Nockenwelle Wechselmomente auf den Rotor 3 übertragen, die dazu führen, dass der Rotor 3 um einen mittleren Drehwinkel ß in Richtung Frühverstellung gedreht wird. Wird der Rotor 3 hierbei um den kleineren Drehwinkel α gedreht, so kann der achte Riegel 28 in die achte Riegelkulisse 32 greifen, wodurch eine Spätverstellung des Rotors 3 durch Anschlag des achten Riegels 28 an der Kulissenwand gehemmt wird, jedoch eine weitere Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung durch eine entsprechende Erstreckung in Umfangsrichtung der achten Riegelkulisse 32 ermöglicht ist. Diese Situation, in der sich der Rotor 3 in einer "ersten Zwischenstellung" befindet, ist in Darstellung Il gezeigt.In the case of insufficient supply of pressure medium, alternating torques are transmitted to the rotor 3 by the camshaft, which causes the rotor 3 to be rotated by an average rotational angle β in the direction of advance adjustment. If the rotor 3 is rotated by the smaller angle of rotation α, the eighth latch 28 can engage in the eighth latch slot 32, whereby a retardation of the rotor 3 is inhibited by abutment of the eighth latch 28 on the slide wall, but a further advance of the rotor 3 is made possible up to the center position by a corresponding extension in the circumferential direction of the eighth latch backdrop 32. This situation, in which the rotor 3 is in a "first intermediate position", is shown in illustration II.
Wie in Darstellung III gezeigt, führt eine weitere Übertragung von Wechselmo- menten auf den Rotor 3 dazu, dass der Rotor, nun ausgehend von der ersten Zwischenstellung, um den mittleren Drehwinkel ß in Richtung Frühverstellung weitergedreht wird, so dass der siebte Riegel 27 in die siebte Riegelkulisse 31 greifen kann, wodurch eine Spätverstellung des Rotors 3 durch Anschlag des siebten Riegels 27 an der Kulissenwand gehemmt, jedoch eine weitere Früh- Verstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung ermöglicht ist. Die in Darstellung M! gezeigte Zwischensteilung des Rotors wird als "zweite Zwischenstei- lung" bezeichnet. Wie in Darstellung IV gezeigt, führt eine weitere Übertragung von Wechselmomenten auf den Rotor 3 dazu, dass der Rotor 3, nun ausgehend von der zweiten Zwischenstellung, in Mittenstellung weitergedreht wird, so dass der sechste Riegel 26 in die sechste Riegelkulisse 30 greifen kann, wodurch eine Spätver- Stellung des Rotors 3 durch Anschlag des sechsten Riegels 26 an der Kulissenwand gehemmt wird. Da in Mittenstellung gleichzeitig der fünfte Riegel 29 eine weitere Änderung der Phasenlage des Rotors 3 in Richtung Mittenstellung hemmt, ist der Rotor 3 in seiner Mittenstellung durch die fünften und achten Riegel formschlüssig fixiert, wodurch eine drehfeste Verriegelung zwischen Sta- tor und Rotor in Mittenstellung erreicht wird.As shown in illustration III, a further transmission of alternating torques on the rotor 3 causes the rotor, now starting from the first intermediate position, to be further rotated by the mean rotational angle .beta. In the direction of advancing, so that the seventh latch 27 engages in the seventh bar gate 31 can grip, whereby a retard of the rotor 3 inhibited by stop of the seventh bar 27 on the backdrop wall, however, a further early adjustment of the rotor 3 is made possible up to the center position. The in representation M! shown intermediate division of the rotor is referred to as "second intermediate part". As shown in illustration IV, a further transmission of alternating torques to the rotor 3 causes the rotor 3, now starting from the second intermediate position, to be further rotated in the middle position, so that the sixth bolt 26 can engage in the sixth latch slot 30 a retarded position of the rotor 3 is inhibited by abutment of the sixth bolt 26 on the link wall. Since in the center position at the same time the fifth bar 29 inhibits a further change in the phase position of the rotor 3 towards the center position, the rotor 3 is fixed in its center position by the fifth and eighth latch form-fitting, whereby a rotationally fixed locking between the stator and rotor in the center position achieved becomes.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, erstrecken sich die sechste, siebte und achte Riegelkulisse jeweils so in Umfangsrichtung, dass sie eine Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung ermöglichen. Entsprechend dem bei weiterer Frühverstellung des Rotors 3 innerhalb einer zugehörigen Riegelkulisse zurückzulegenden Weg eines Riegels, ist die Abmessung in Umfangsrichtung der achten Riegelkulisse 32 größer als die Abmessung in Umfangsrichtung der siebten Riegelkulisse 31. Gleichermaßen ist jene der siebten Riegelkulisse 31 größer als jene der sechsten Riegelkulisse 30. Die fünfte Riegelkulisse 29 ist in Um- fangsrichtung so bemessen, dass sie eine Frühverstellung des Rotors 3 bis hin zur Mittenstellung ermöglicht und in Mittenstellung eine weitere Frühverstellung des Rotors 3 durch Anschlag des fünften Riegels 25 gegen die Kulissenwand hemmt. Wie für Darstellung IV angegeben ist, sind die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten sechsten, siebten und achten Riegelkulissen 30-32 jeweils in einem gleichen Drehwinkel δ voneinander beabstandet. πüsteAs can be seen from FIG. 7, the sixth, seventh and eighth locking scenes each extend in the circumferential direction in such a way that they permit an advance adjustment of the rotor 3 as far as the center position. Corresponding to the path of a bolt to be traversed within a corresponding locking link during further advance of the rotor 3, the circumferential dimension of the eighth locking link 32 is greater than the circumferential dimension of the seventh locking link 31. Similarly, that of the seventh locking link 31 is greater than that of the sixth locking link 30. The fifth bar gate 29 is dimensioned in the circumferential direction so that it allows an advance of the rotor 3 to the center position and inhibits in the center position further advance of the rotor 3 by abutment of the fifth bar 25 against the sliding wall. As indicated for illustration IV, the sixth, seventh and eighth locking latches 30-32 arranged uniformly distributed in the circumferential direction are each spaced apart from each other at an identical angle of rotation δ. πüste
1 Flϋgelzellenversteller1 wing cell adjuster
2 Stator2 stators
3 Rotor3 rotor
4 Kettenrad4 sprocket
5 Innenmantelfläche5 inner lateral surface
6 radiale Ausnehmung6 radial recess
7 erste radiale Seitenwand7 first radial side wall
8 zweite radiale Seitenwand8 second radial side wall
9 innere Umfangswand9 inner peripheral wall
10 äußere Umfangswand10 outer peripheral wall
1 1 Außenmantelfläche1 1 outer lateral surface
12 Arbeits räum12 working rooms
13 Flügel13 wings
14 erste Druckkammer14 first pressure chamber
15 zweite Druckkammer15 second pressure chamber
16 erster Riegel16 first bar
17 zweiter Riegel17 second bar
18 dritter Riegel18 third bar
19 vierter Riegel19 fourth bar
20 erste Riegelkulisse20 first bar scenery
21 zweite Riegelkulisse21 second bar gate
22 dritte Riegelkulisse22 third bar gate
23 vierte Riegelkulisse23 fourth bar gate
24 Druckmittelleitung24 pressure medium line
25 fünfter Riegel25 fifth bar
26 sechster Riegel26 sixth bar
27 siebter Riegel27 seventh bar
28 achter Riegel28 eighth bar
29 fünfte Riegelkuiisse29 fifth bar case
30 sechste Riegelkulisse30 sixth bar gate
31 siebte Riegelkulisse achte Riegeikulisse31 seventh bar gate Eighth Riegeikulisse
Dichtplattesealing plate
Dichtflächesealing surface
Druckmittelgang Pressure aisle

Claims

Patentansprüche claims
1 . Nockenwellenversteller (1 ) für eine Brennkraftmaschine, welcher um- fasst: - ein mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehendes Antriebsteil (2), ein zum Antriebsteil (2) konzentrisches, mit einer Nockenwelle drehfest verbundenes Abtriebsteil (3), das drehverstellbar zum Antriebsteil angeordnet ist und dessen relative Drehlage zum An- triebsteil (2) zwischen zwei Enddrehlagen mittels eines Stelltriebs verstellbar ist, und eine Verriegelungseinrichtung, durch welche An- und Abtriebsteil in einer Verriegelungsdrehlage drehfest verriegelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung eine Mehrzahl Eingriffspaare aufweist, welche jeweils einen im An- oder Abtriebsteil aufgenommenen axialen Riegel (16-19; 25-28) und eine im entsprechend anderen Teil geformte Riegelkulisse (20-23; 29-32) umfassen, wobei die Eingriffspaare so ausgebildet sind, dass die Riegel bei einer relativen Drehlage zwischen einer in Antriebsrichtung nachlaufenden Enddrehlage und der Verriegelungsdrehlage bei einer Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung in sukzessiven Eingriff mit den Riegelkulissen bringbar sind, wobei die Riegelkulissen eine Verstellung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung hemmen und eine Verstellung in Antriebsrichtung bis zum Erreichen der Verriegelungsdrehlage zulassen.1 . Camshaft adjuster (1) for an internal combustion engine, comprising: - a drive part (2) drivingly connected to a crankshaft, a drive part (2) concentric with a camshaft rotatably connected to the driven part (3), which is arranged rotatably adjustable to the drive part and whose relative rotational position to the drive part (2) between two Enddrehlagen is adjustable by means of an actuator, and a locking device by which drive and driven part in a locking rotational position are rotatably locked, characterized in that the locking means comprises a plurality of pairs of engagement, each an axial bolt (16-19; 25-28) received in the drive or driven part and a bolt slide (20-23; 29-32) formed in a correspondingly different part, wherein the engagement pairs are designed such that the bolts engage in a relative position Rotary position between a trailing final rotational position in the drive direction and the Verriege in an adjustment of the driven part in the drive direction in successive engagement with the locking latches can be brought, the locking linkages inhibit an adjustment of the driven part against the drive direction and allow adjustment in the drive direction until reaching the locking rotational position.
2. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffspaare so ausgebildet sind, dass die axialen Riegel (16- 19; 25-28) bei Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung um zueinander gleiche oder voneinander verschiedene Drehwinke! (α), die jeweils kleiner sind als ein mittlerer Drehwinkel (ß), durch den das Ab- triebsteil (3) aufgrund von Wechselmomenten der Nockenwelle verstellt wird, sukzessiv in die jeweiligen zugeordneten Riegelkulissen (20-23; 29- 32) greifen können.2. camshaft adjuster according to claim 1, characterized in that the pairs of engagement are formed so that the axial bolt (16- 19; 25-28) upon adjustment of the driven part in the drive direction to the same or different from each other Drehwinke! (α), which are each smaller than a mean angle of rotation (β), by which the Drive part (3) is adjusted due to alternating torques of the camshaft, successively in the respective associated locking scenes (20-23, 29- 32) can engage.
3. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffspaare in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind.3. Camshaft adjuster according to one of claims 1 to 2, characterized in that the engagement pairs are arranged distributed uniformly in the circumferential direction.
4. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsdrehlage die in Antriebsrichtung vorlaufende Enddrehlage des Antriebsteils ist.4. Camshaft adjuster according to one of claims 1 to 3, characterized in that the locking rotational position is in the drive direction leading end rotational position of the drive member.
5. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsdrehlage eine zumindest annä- hernd in der Mitte zwischen den beiden Enddrehlagen befindliche Mittenstellung ist.5. Camshaft adjuster according to one of claims 1 to 3, characterized in that the locking rotational position is at least approximately mid-way between the two Enddrehlagen located center position.
6. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung ein Eingriffspaar (16, 20) mit einem im An- oder Abtriebsteil aufgenommenen Riegel (16) und einer im entsprechend anderen Teil geformten Riegelkulisse (20) umfasst, wobei das Eingriffspaar so ausgebildet ist, dass der Riegel für eine drehfeste Verriegelung von An- und Abtriebsteil in Verriegelungslage in formschlüssigen Eingriff mit der zugeordneten Riegelkulisse bring- bar ist.6. Camshaft adjuster according to one of claims 1 to 5, characterized in that the locking device comprises a pair of engagement (16, 20) with a recorded in the input or output part latch (16) and a correspondingly different part shaped latch slot (20), wherein the pair of engagement is formed so that the bolt for a rotationally fixed locking of driving and driven part in the locking position in positive engagement with the associated bolt backdrop can be brought bar.
7. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine drehfeste Verriegelung von An- und Abtriebsteil durch zwei Eingriffspaare (25, 29; 26, 30) erfolgt, wobei in ei- nem Eingriffspaar (25, 29) der Riegel in Verriegelungsdrehlage so in7. Camshaft adjuster according to one of claims 1 to 5, characterized in that a rotationally fixed locking of driving and driven part by two pairs of engagement (25, 29, 26, 30) takes place, in one nem pair (25, 29) of the bolt in locking rotational position so in
Eingriff mit der zugeordneten Riegeikuiisse bringbar ist, dass eine Verstellung des Abtriebsteils entgegen der Antriebsrichtung gehemmt ist, und wobei im anderen Eingriffspaar (26, 30) der Riegel in Verriegelungsdrehlage so in Eingriff mit der zugeordneten Riegelkulisse bringbar ist, dass eine Verstellung des Abtriebsteils in Antriebsrichtung gehemmt ist.Engagement with the associated Riegeikuiisse can be brought that an adjustment of the driven part is inhibited against the drive direction, and wherein in the other engagement pair (26, 30) of the bolt in the locking rotational position so engageable with the associated locking linkage can be brought that an adjustment of the driven part is inhibited in the drive direction.
8. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er in Form eines Flügelzellenverstellers ausgebildet ist.8. camshaft adjuster according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is designed in the form of a Flügelzellenverstellers.
9. Nockenwellenversteller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegel im Rotor aufgenommen und die Riegelkulissen im Stator, beispielsweise in einer axialen Deckplatte, geformt sind.9. Camshaft adjuster according to claim 8, characterized in that the bolts are received in the rotor and the bolt gates in the stator, for example in an axial cover plate, are formed.
10. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens vier Eingriffspaare angeordnet sind.10. Camshaft adjuster according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least four pairs of engagement are arranged.
11. Brennkraftmaschine mit einem Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 10.11. Internal combustion engine with a camshaft adjuster according to one of claims 1 to 10.
12. Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 11. 12. Motor vehicle with an internal combustion engine according to claim 11.
EP09715981A 2008-02-29 2009-02-24 Camshaft adjuster with locking device Withdrawn EP2260187A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008011915A DE102008011915A1 (en) 2008-02-29 2008-02-29 Camshaft adjuster with locking device
PCT/EP2009/001283 WO2009106283A1 (en) 2008-02-29 2009-02-24 Camshaft adjuster with locking device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2260187A1 true EP2260187A1 (en) 2010-12-15

Family

ID=40585545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09715981A Withdrawn EP2260187A1 (en) 2008-02-29 2009-02-24 Camshaft adjuster with locking device

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8800512B2 (en)
EP (1) EP2260187A1 (en)
KR (1) KR101571916B1 (en)
CN (1) CN102016243B (en)
DE (1) DE102008011915A1 (en)
WO (1) WO2009106283A1 (en)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008011915A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Schaeffler Kg Camshaft adjuster with locking device
DE102011079183A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Phaser
JP5739305B2 (en) * 2011-10-26 2015-06-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 Valve timing control device for internal combustion engine
JP5873339B2 (en) * 2012-01-17 2016-03-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 Valve timing control device for internal combustion engine
DE102012205022A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Phaser
DE102012208496B4 (en) 2012-05-22 2013-12-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
JP6007689B2 (en) * 2012-09-11 2016-10-12 アイシン精機株式会社 Valve timing control device
US9856759B2 (en) 2012-12-07 2018-01-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjuster
DE102012222537B4 (en) 2012-12-07 2017-05-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Phaser
JP6091277B2 (en) * 2013-03-21 2017-03-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 Valve timing control device for internal combustion engine
DE102013207617B4 (en) 2013-04-26 2022-03-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device with central locking device
DE102013207615B4 (en) 2013-04-26 2021-05-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjusting device with a center lock
DE102013207616B4 (en) 2013-04-26 2022-03-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device with central locking device
DE102013211281B4 (en) 2013-06-17 2021-02-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102013213132B4 (en) 2013-07-04 2020-11-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102013220322B4 (en) 2013-10-09 2020-11-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102013223301A1 (en) 2013-11-15 2015-05-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE202013012562U1 (en) 2013-11-15 2017-06-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102013224862B4 (en) 2013-12-04 2017-05-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102013224857A1 (en) 2013-12-04 2015-07-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102013226437B4 (en) 2013-12-18 2017-09-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102014200949B4 (en) 2014-01-21 2020-07-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device with multi-part locking piston
DE102014205568B4 (en) 2014-03-26 2017-05-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102014205567B4 (en) 2014-03-26 2017-01-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102014205569B4 (en) 2014-03-26 2017-01-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102014207336B4 (en) 2014-04-16 2020-11-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102014207337A1 (en) 2014-04-16 2015-10-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102014212618B4 (en) 2014-06-30 2017-10-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjustment device
DE102014215028A1 (en) 2014-07-31 2016-02-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Center lock for a camshaft adjuster
DE102017102810B4 (en) 2017-02-13 2020-07-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hydraulic camshaft adjuster
DE102017111741A1 (en) 2017-05-30 2018-06-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hydraulic camshaft adjuster
DE102017112472B3 (en) 2017-06-07 2018-09-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hydraulic camshaft adjuster and a method for controlling the same
DE102017115725A1 (en) 2017-07-13 2018-05-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hydraulic camshaft adjuster

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3164007B2 (en) * 1997-02-14 2001-05-08 トヨタ自動車株式会社 Valve timing adjustment device for internal combustion engine
JPH11280427A (en) * 1998-03-31 1999-10-12 Aisin Seiki Co Ltd Control device for valve opening/closing timing
JP3110731B2 (en) * 1998-09-10 2000-11-20 三菱電機株式会社 Variable valve timing device for internal combustion engine
DE19908934A1 (en) 1999-03-02 2000-09-07 Schaeffler Waelzlager Ohg Device for adjusting the angle of rotation of a camshaft
JP4262873B2 (en) * 2000-08-18 2009-05-13 三菱電機株式会社 Valve timing adjusting device for internal combustion engine
JP4465846B2 (en) 2000-09-27 2010-05-26 アイシン精機株式会社 Valve timing control device
DE10213831A1 (en) 2001-03-28 2002-11-07 Denso Corp Variable valve timing device
JP3867897B2 (en) * 2001-12-05 2007-01-17 アイシン精機株式会社 Valve timing control device
DE10246838A1 (en) * 2002-10-08 2004-04-29 Daimlerchrysler Ag Locking device for a camshaft adjuster
JP4000522B2 (en) * 2003-02-26 2007-10-31 アイシン精機株式会社 Valve timing control device
DE102004012460B3 (en) * 2004-03-11 2005-10-13 Hydraulik-Ring Gmbh Camshaft adjuster with structurally freely selectable locking position
DE502005010369D1 (en) 2004-05-14 2010-11-25 Schaeffler Kg Phaser
JP4147490B2 (en) * 2004-07-28 2008-09-10 アイシン精機株式会社 Valve timing control device
JP2006170085A (en) * 2004-12-16 2006-06-29 Aisin Seiki Co Ltd Valve opening-closing timing control device and setting method of minimum torque
DE102005013141B4 (en) 2005-03-22 2017-10-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Device for adjusting the camshaft of an internal combustion engine
DE202005008264U1 (en) 2005-05-23 2005-08-25 Ina-Schaeffler Kg Device for variable adjustment of gas exchange valve timing in IC engines has housing projecting into radial profile of on outer stator jacket surface for positive connection
DE102005036707A1 (en) * 2005-08-04 2007-02-08 Daimlerchrysler Ag Camshaft adjusting device
JP4605473B2 (en) * 2005-12-27 2011-01-05 アイシン精機株式会社 Valve timing control device
DE102007007072A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-14 Schaeffler Kg Device for the variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine
JP5046015B2 (en) * 2007-09-19 2012-10-10 アイシン精機株式会社 Valve timing control device
DE102008011915A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Schaeffler Kg Camshaft adjuster with locking device
JP2009250073A (en) * 2008-04-02 2009-10-29 Denso Corp Valve timing adjusting apparatus
JP5382427B2 (en) * 2008-09-04 2014-01-08 アイシン精機株式会社 Valve timing control device
JP4985729B2 (en) * 2008-09-11 2012-07-25 株式会社デンソー Valve timing adjustment device
JP5516938B2 (en) * 2009-02-26 2014-06-11 アイシン精機株式会社 Valve timing control device
CN102365428B (en) * 2009-04-10 2014-04-02 丰田自动车株式会社 Variable valve timing mechanism with intermediate locking mechanism and fabrication method thereof
JP5141986B2 (en) * 2009-07-30 2013-02-13 株式会社デンソー Variable valve timing control device for internal combustion engine
JP5029671B2 (en) * 2009-10-15 2012-09-19 株式会社デンソー Valve timing adjustment device
JP5582363B2 (en) * 2009-11-04 2014-09-03 アイシン精機株式会社 Valve timing control device
JP2011236781A (en) * 2010-05-07 2011-11-24 Aisin Seiki Co Ltd Device for control of valve timing
US8662039B2 (en) * 2011-03-16 2014-03-04 Delphi Technologies, Inc. Camshaft phaser with coaxial control valves
US8534246B2 (en) * 2011-04-08 2013-09-17 Delphi Technologies, Inc. Camshaft phaser with independent phasing and lock pin control

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2009106283A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20110067657A1 (en) 2011-03-24
KR101571916B1 (en) 2015-11-25
KR20100120701A (en) 2010-11-16
WO2009106283A1 (en) 2009-09-03
CN102016243B (en) 2013-06-19
CN102016243A (en) 2011-04-13
DE102008011915A1 (en) 2009-09-03
US8800512B2 (en) 2014-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2260187A1 (en) Camshaft adjuster with locking device
DE102008011916A1 (en) Camshaft adjuster i.e. wing cell adjuster, for internal combustion engine of modern motor vehicle, has guides blocking adjustment of drive part opposite to drive direction and allowing adjustment in direction till reaching pivot bearing
DE19655433B4 (en) Rotary or angular phase control device,
WO2012171670A1 (en) Camshaft adjuster
EP2415979B1 (en) Camshaft phaser
EP1832723B1 (en) Valve actuation for adjusting the stroke of valves in an internal combustion engine
DE102008036877B4 (en) Camshaft adjusting device for an internal combustion engine
WO2015039657A1 (en) Multi-locking system of a camshaft adjuster and method for operating a camshaft adjuster
EP2118455B1 (en) Device for the combined locking and rotation angle limitation of a camshaft adjuster
DE102011077587A1 (en) Phaser
DE102007028187A1 (en) Hydraulic cam shaft adjuster for variable adjustment of valve timing of gas exchange valves of internal combustion engine, has external rotor and internal rotor arranged in swiveling manner relative to external rotor
WO2016000692A1 (en) Central locking for a camshaft adjuster
EP2504534B1 (en) Valve phasing device for internal combustion engine
WO2000061920A1 (en) Device for adjusting the relative angle of a cam shaft
DE102008032028B4 (en) Camshaft adjuster for an internal combustion engine of a motor vehicle
DE102005023228A1 (en) Device for the variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine
EP2453112B1 (en) Camshaft phasing device for a combustion engine
WO2014071927A1 (en) Camshaft adjustment device
DE102017117943B4 (en) Hydraulic camshaft adjuster with a mechanical and a hydraulic ratchet
EP2324212B1 (en) Camshaft adjustment device for an internal combustion engine
DE102008031978B4 (en) Hydraulic camshaft adjuster with short circuit cable
DE102017112471B3 (en) Phaser
DE102006061468A1 (en) Camshaft adjuster for internal combustion engine has second sealing element in at least one pressure chamber so pressure chamber is divided into two pressure sub-chambers when locking device is in locking position
WO2020108683A1 (en) Hydraulic camshaft phaser
WO2015051786A1 (en) Camshaft adjusting device

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20100929

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG

17Q First examination report despatched

Effective date: 20170926

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20180207

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230522