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WO2014005739A1 - Hydraulischer nockenwellenversteller mit mittenverriegelung und einstellbarem verriegelungsspiel - Google Patents

Hydraulischer nockenwellenversteller mit mittenverriegelung und einstellbarem verriegelungsspiel Download PDF

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Publication number
WO2014005739A1
WO2014005739A1 PCT/EP2013/058418 EP2013058418W WO2014005739A1 WO 2014005739 A1 WO2014005739 A1 WO 2014005739A1 EP 2013058418 W EP2013058418 W EP 2013058418W WO 2014005739 A1 WO2014005739 A1 WO 2014005739A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
locking pin
stator
cover
locking
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/058418
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Busse
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
Priority to CN201380036098.XA priority Critical patent/CN104812996A/zh
Priority to US14/406,508 priority patent/US20150322825A1/en
Publication of WO2014005739A1 publication Critical patent/WO2014005739A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34476—Restrict range locking means

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic camshaft adjuster, for an internal combustion engine of a motor vehicle, such as a car or a truck, with a stator which is driven by the internal combustion engine, such as a traction drive, and with a rotor which is connectable to a camshaft, wherein the Rotor is rotatably fixed against at least one pin-like locking pin in a central position against a first rotational direction on the stator, wherein the locking pin for retraction and extension in a first link in a first axial direction which is defined by the axis of rotation of the stator and / or the rotor , is designed.
  • a proven system is based on the vane principle, in which a rotor is arranged with radially extending wings in a stator and divided with the wings existing chambers in the Stato into two opposite working chambers. The working chambers are acted upon via a hydraulic system with a pressure medium, wherein when pressure is applied to a working chamber, the pressure medium is displaced from the opposite working chamber. Depending on the pressurization of the working chambers, the rotor is then adjusted relative to the stator in one direction of rotation. Since the rotor is connected to the camshaft and the stator to the crankshaft, the angle of rotation of the camshaft relative to the crankshaft also changes.
  • the much lower externally supplied pressure medium flow during the adjustment according to the CTA principle is needed exclusively to compensate for the leakage losses of the adjuster since, to increase the volume and reduce the size of the working chambers, the pressure medium is displaced from one working chamber into the other working chamber.
  • significantly higher adjustment speeds can be achieved by means of an adjustment according to the CTA principle for large alternating torques acting on the camshaft than is possible with an adjustment according to the OPA principle.
  • a low pressure medium flow is generally desirable because the hydraulic system can be made smaller overall.
  • camshaft adjusting device by means of which the angular position of a camshaft relative to a crankshaft is adjustable.
  • the camshaft adjustment device described there has a hydraulic system with a multi-way valve for pressurizing a plurality of working chambers, in which the working chambers are differently pressurized depending on the position of the valve body in the multi-way valve and the camshaft is then opposite in the different directions of rotation the crankshaft is adjusted.
  • a two-way check valve is provided with two spring-loaded closure bodies, by creating a flow connection between the working chambers in certain positions of the valve body.
  • a switchable device for supplying pressure is also known from DE 10 2010 024 026 A1.
  • a switchable device for supplying pressure to at least one consumer of an internal combustion engine is disclosed, in particular for the pressure supply of a camshaft adjuster. It comprises a displacement element arranged in a cavity, which is in particular a piston, and a displacement element which is connected to the displacement element. together kinetic Energyspeichef, which is in particular a spring element, wherein the displacement element is displaceable by pressurizing a storage space with a pressure medium against the force of the energy storage device from a first end position to a second end position.
  • a trouble-free operation of the switchable device for pressure supply is ensured even at low oil pressures or crying engine speeds by the energy storage is arranged in an interior in which set at least during displacement of the displacement element from the first end position to the second end position by means of a vacuum pump vacuum is.
  • V-shaped locking latches it is customary to use V-shaped locking latches to make the locking clearance adjustable, namely by radial displacement of the lid.
  • the locking clearance is adjustable, but the position of the center locking position itself is also determined by this setting.
  • a radial displacement of the lid causes an additional imbalance on the camshaft adjuster, which is to be avoided.
  • the locking clearance should be adjustable, but negative effects should be avoided. Also, the locking game should be easier to adjust than before.
  • a second locking pin in a second, parallel to the first axial direction, but directionally different axial direction, in a second backdrop of the rotor relative to the stator in a central position against a second to the first direction of rotation different direction of rotation is retractable and extendable from the second backdrop.
  • first locking pin and the second locking pin are mounted extendable from the rotor therein.
  • a positive connection between the first Vernegelungspin and a first link or the second locking pin and the second link can be easily produced.
  • the blocking of a rotational movement of the rotor relative to the stator in a first direction of rotation or in a second direction of rotation can then be ensured efficiently.
  • An advantageous istsbeisptel is also characterized in that the first Verriegelungsptn from a first end face of the rotor is extendable and the second locking pin from a second end face of the rotor is extendable, which is located on the other side of the rotor.
  • the locking pin moves out of the stator into a slot of the rotor, but the extension from the rotor is more advantageous.
  • the separation of the functions from the determination of the center locking position and the setting of the locking clearance can be separated from each other, if the first link is formed in a rotatable on the stator first Decket and / or the second link is formed in a rotatable on the stator second cover. It is also possible in principle for the slide to be located in the rotor when the locking pin is mounted in and retracted in the cover or in the stator. Also, the backdrop may be located in the stator when the locking pin is mounted on and extendable in the rotor or cover. The assembly is facilitated when the stator is located axially between the first lid and the second lid.
  • safety in operation can also be optimized as required when the first or the second locking pin is axially separated from a cartridge by a spring, and preferably at least partially the cartridge, the spring and the locking pin in Axiairicbtung aligned hole, such as a blind hole or a through hole in the manner of a hole are located.
  • first cover and / or the second cover! can be fixed by at least one screw on the stator, preferably one of the two covers has a Gewindeabschnttt for securing the screw, wherein more preferably the threaded portion as a first or second lid rotatably attachable threaded cover, such as a ring, is formed or a integral part of the first or second lid.
  • a plurality of mutually equally distributed screws are used, in particular those having a screw head at one end and a threaded portion in at least one region of the other end.
  • screwless threaded rods, rivets and / or bolts are used.
  • the mobility of the cover to each other, with inserted screw, can be ensured if the screw protrudes through a kidney-shaped or fan-shaped recess, such as a slot in the first or second cover,
  • the invention also relates to an internal combustion engine having a camshaft and a camshaft adjuster that actuates it, which is designed according to the invention.
  • an alternative solution to a center locking position is possible "is independent of the locking play and display any additional imbalance.
  • the locking slots are housed in two Deckein, wherein the cover in the assembly are rotatable to each other and ensure the setting of ittenriegelposition and the setting of the locking game independently.
  • Mittenverriegeiung is achieved in a hydraulic camshaft adjuster so via the two locking lugs in the lid, wherein a first locking link in a front cover and a second locking link is contained in a rear cover, wherein in the rotor two locking units comprising a locking pin, a locking spring and a cartridge are housed.
  • the locking units are installed in the opposite direction in the rotor.
  • the first locking pin engages in a first unpressurized locking link and is pushed back into the rotor by oil pressure, coming from a first oil hole or a first oil groove.
  • the second locking pin engages in a non-pressurized second locking link and is pushed back into the rotor by oil pressure, coming from a second oil hole or a second oil groove.
  • the oil supply for both locking latches takes place via a separate oil line, separate from the oil supply for the oil chambers.
  • the camshaft adjuster is thus completely vorrontierbar » with the cover screws are then not tightened and the front lid is rotatably supported within the slots in the stator and as long as is rotatable to a desired position until the locking game is set, then only this position from the outside mechanically fixed.
  • a stop in the first locking link determines the longitudinal locking position, since friction torques of the camshaft always press the roto or the first locking pin late, ie in the present case counterclockwise.
  • the rear cover is rotatable within the elongated holes formed in the rear cover, the rear cover is initially rotated so that a stop in the second locking link contact the locking pin Has.
  • the locking clearance can then be 0 °.
  • play values of 0.6 ° to 1, 2 °, preferably 0.8 ° are set.
  • FIG. 1 is a perspective view of the assembly of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention
  • FIG. 2 is a view of the cam ellenversteller of FIG. 1 from the front, but with a translucent representation of a first, front cover,
  • FIG. 3 shows the representation of the camshaft adjuster of FIG. 1 and 2 from behind with translucent illustrated second, rear cover
  • Fig. 4 shows a singular representation of the rotor with two therein extending in different directions extendable locking devices
  • Fig. 5 is a view of this camshaft adjuster of FIG. 1 to 3 from behind, so in a representation as in Fig. 3, but unlike there, now with a mounted threaded cover.
  • a first embodiment of a hydraulic camshaft adjuster 1 is shown.
  • Such a camshaft adjuster 1 makes use of pressure that has been increased by a fluid available.
  • a fluid may be oil and is directed into different pressure chambers between a stator 2 and a rotor 3.
  • the pressure chambers are provided with the reference numeral 4.
  • the pressure chambers 4 are divided by wings 5, which are located in the rotor 3, in a first pressure chamber and a second pressure chamber 7.
  • the rotor 3 is located radially inside the stator 2.
  • cover screws Via preferably five screws 8, which can also be referred to as cover screws, a first, front cover 9 is fixed to the front side of the rotor 3 on the stator 2.
  • the rotor 3 is connectable or connected to a camshaft.
  • the stator 2 has on its outer side teeth 10, which via a traction drive a
  • a first link 1 1 is present in the first cover 9, a first link 1 1 is present.
  • This first link 1 1 can also be referred to as a locking link and serves for a position fixing of the rotor 3 relative to the stator 2, since the first cover 9 is rotatably connected via the screws 8 to the stator 2.
  • a first pin-like locking pin 12, which could also be referred to as a locking pin or Verriegefungskotben is rotatably mounted in the rotor 3 in a first axial direction, so that it passes when extending with the first link 1 1 on one side fitting in positive engagement.
  • the first axial direction is aligned parallel to a rotation axis 13.
  • the first locking pin 12 is part of a first locking device, which also has a first Verriegefungsfeder 14, and a first cartridge 15, wherein the locking spring 14 formed as a spiral spring is and is disposed between the first locking pin 12 and the first cartridge 15, with both in contact. This is shown, for example, in FIG. 4.
  • first locking pin 14 can extend from a first end face 19 of the rotor 3 and the second locking pin 16 can extend from a second end face 20 of the rotor 3.
  • the first end face 19 can also be referred to as the first end face, just as the second end face 20 can also be referred to as the second end face.
  • the first cartridge 15 and the second cartridge 18 are located within the rotor 3, as are the first locking spring 14 and the second locking spring 17.
  • the two locking devices are located in two different through holes 21.
  • the two Verreige- means could also be located in a single through hole 21.
  • Four or six locking devices are available. However, it is advantageous if one is limited to two locking devices.
  • hydraulic fluid such as oil from an innermost radial region in the first link 1 1, which can be referred to as a locking link, is conductive to the first locking pin 12 to push back into the rotor 3,
  • the through holes 21 are provided with radially inwardly extending vent grooves 24. It is also advantageous if the screws 8 protrude through holes formed as elongated holes 25 in the stator .2. In a second cover 26 also elongated holes are provided, which are, however, provided with the reference numeral 27. Through these slots 27, the screws 8 also protrude. It can also be either one long holes 25 or the other slots
  • a second link 23 is located, in which the second locking pin 16 engages. Via a second oil bore 29 and a second oil groove 30, oil can be supplied to the second locking pin 18, similar to the first locking pin 12.
  • first Verriegelungsptn 12 reaches the first gate 1 1 when reaching the center locking position in positive engagement, simultaneously passes the second locking pin 16 with the second link 28 in positive engagement, wherein the positive-locking surfaces or attacks are opposite each other.
  • the positive connection between the first locking pin 12 and the first link 11 prevents the rotation of the rotor relative to the stator in the one direction of rotation, whereas the positive connection between the second locking pin 16 and the second link 28 prevents rotation in the other direction.
  • the two directions of rotation are thus opposite, once in the direction of "late” and once in the direction of "early".
  • screws as can be seen for example in FIG. 1, have screw heads 31 on one side, they have only one on the other side
  • the threaded portion 33 is formed as a separate component from the second cover 26, namely as a separate threaded cover 34.
  • the threaded cover 34 has the shape of a ring.
  • the threaded cover 34 is lubynverschieblicfi with the second cover 26 tied.

Landscapes

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

Description

Bezeichnung der Erfindung
Hydraulischer Nockenwellenversteller mit Mittenverriegelung
und einstellbarem Verriegelungsspiel
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller, für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wie eines Pkws oder eines Lkws, mit einem Stator, der von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist, etwa über einen Zugmitteltrieb, und mit einem Rotor, der mit einer Nockenwelle verbindbar ist, wobei der Rotor über zumindest einen stiftartigen Verriegelungspin in einer Mittenposition drehfest entgegen einer ersten Drehrichtung am Stator lösbar festgelegt ist, wobei der Verriegelungspin zum Ein- und Ausfahren in eine erste Kulisse in einer ersten Axialrichtung, welche durch die Rotationsachse des Stators und/oder des Rotors definiert ist, ausgelegt ist.
Grundsätzlich gibt es verschiedene Systeme zur Verstellung des Winkels einer Nockenwelle von einer Brennkraftmaschine. Ein bewährtes System basiert auf dem Flügelzellenprinzip, bei dem ein Rotor mit radial sich erstreckenden Flügeln in einem Stator angeordnet ist und mit den Flügeln vorhandene Kammern in dem Stato in jeweils zwei gegenüberliegende Arbeitskammern unterteilt. Die Arbeitskammern sind über ein Hydrauliksystem mit einem Druckmittel beaufschlagbar, wobei bei einer Druckbeaufschlagung einer Arbeitskammer das Druckmittel aus der gegenüberliegenden Arbeitskammer verdrängt wird. In Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung der Arbeitskammern wird der Rotor dann gegenüber dem Stator in eine Drehrichtung verstellt. Da der Rotor mit der Nockenwelle und der Stator mit der Kurbelwelle verbunden ist, ändert sich dabei auch der Drehwinkel der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle. Zur Ver- Stellung des Drehwinkels der Nockenwelle können entweder die auf die Nockenwelle wirkenden Wechselmomente genutzt werden, wobei das Druckmittel aus einer Arbeitskammer durch die auf die Nockenwelie wirkenden Wechselmomente in die jeweils andere Arbeitskammer verdrängt wird, dieser Vorgang wird auch als CTA-Camshaft Torque Actuated bezeichnet, oder die Arbeitskammern können durch eine externe Druckmittelzufuhr mit einem Druck beaufschlagt und das Druckmittel aus der gegenüberliegenden Arbeitskammer in ein Druckmittelreservoir abgeführt werden, dieser Vorgang wird auch als OPA-Oil Pressure Actuated bezeichnet. Der Vorteil des CTA ist darin zu sehen, dass zur Verstellung der Nockenwelle nu ein sehr geringer von extern zugeführter Druckmittelstrom benötigt wird, während das OPA einen verhältnismäßig großen über eine Druckmittelpumpe extern zugeführten Druckmittelstrom erfordert. Der wesentlich geringere von extern zugeführte Druckmittelstrom bei der Verstellung nach dem CTA-Prinzip wird ausschließlich zum Ausgleich der Lecka- geverluste des Verstellers benötigt, da zur Volumenvergrößerung und Verkleinerung der Arbeitskammern das Druckmittel aus einer Arbeitskammer in die jeweils andere Arbeitskammer verdrängt wird. Außerdem können mittels einer Verstellung nach dem CTA-Prinzip bei großen auf die Nockenwelle wirkenden Wechselmomenten wesentlich höhere Verstellgeschwindigkeiten erzielt wer- den, als dies mit einer Verstellung nach dem OPA-Prinzip möglich ist. Ein geringer Druckmittelstrom ist im Allgemeinen erstrebenswert, da das Hydrauliksystem damit insgesamt kleiner ausgeführt werden kann.
Aus der DE 10 2006 045 005 A1 ist eine solche Nockenwellenverstelleinrich- tung bekannt, mittels derer die Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle verstellbar ist. Die dort beschriebene Nockenwelienverstelleinrich- tung weist ein Hydrauliksystem mit einem Mehrwegeventil zur Druckbeaufschlagung von mehreren Arbeitskammern auf, bei dem in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers in dem Mehrwegeventil die Arbeitskammern unter- schiedlich mit einem Druck beaufschlagt werden und die Nockenwelle daraufhin in die unterschiedlichen Drehrichtungen gegenüber der Kurbelwelle verstellt wird. Ferner ist in dem Ventilkörper des Mehrwegeventils ein zweiseitig wirkendes Rückschlagventil mit zwei federbelasteten Verschlusskörpern vorgesehen, durch das in bestimmten Stellungen des Ventilkörpers eine Strömungsverbindung zwischen den Arbeitskammern geschaffen wird. Aufgrund des vorgesehenen Rückschlagventils in Verbindung mit dem Mehrwegeventil ist in bestimmten Steltungen des Ventiikörpers sowohl eine externe Druckbeaufschiagyng der Arbeitskammern als auch ein Druckausgleich zwischen den Arbeitskammern möglich. Nachteilig bei einer solchen Lösung ist es Jedoch, dass das Rückschlagventil selbst einen aufwendigen Montagevorgang erfordert und selbst durch federbelastete Ventilkörper gebildet ist, welche unter ungünstigen Umständen zu Schwingungen angeregt werden können.
Aus der DE 10 2010 022 896 A1 ist eine druckmittelbetätigbare Nockenwellen- verstelleinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens zwei entgegengesetzt wirkenden Arbeitskammern einer Druckmittelpumpe, einem Druckmittelreservoir und einem ein Mehrwegeventil umfassenden Gehäuse mit mehreren Arbeitskammern, der Druckmittelpumpe und dem Druckmittelreservoir zugeordneten Öffnungen bekannt, durch die eine Zu- und/oder Abströ- mung eines Druckmittels ermöglicht ist, wobei ein Ventilkörper eingesetzt ist, der in Abhängigkeit von der Stellung mit an dem Gehäuse anliegenden Steuerkanten den Durchfluss des Druckmittels durch die Öffnungen in dem Gehäuse sperrt oder ermöglicht, und einer dem Ventilkörper zugeordneten Strömung des Druckmittels von der Arbeitskammer in die jeweils andere Arbeitskammer und umgekehrt ermöglichende Rückschlagventileinrichtung vorgesehen ist. Dabei bezieht sich diese Druckschrift darauf, dass der Ventilkörper wenigstens zwei Druckmittelleitungen aufweist, welche strömungstechnisch jeweils mit einer der Arbeitskammern verbindbar sind, und die Rückschlagventileinrichtung durch die Druckmitteileitungen verschließende Federbleche gebildet ist.
Eine weitere schaltbare Vorrichtung zur Druckversorgung ist auch aus der DE 10 2010 024 026 A1 bekannt. Dort ist eine schaltbare Vorrichtung zur Druckversorgung mindestens eines Verbrauchers einer Verbrennungskraftmaschine offenbart, insbesondere zur Druckversorgung eines Nockenwellenverstellers. Sie umfasst ein in einem Hohlraum angeordnetes Verlagerungselement, das insbesondere ein Kolben ist, sowie einen mit dem Verlagerungselement zu- sammen irkenden Kraftspeichef, der insbesondere ein Federelement ist, wobei das Verlagerungselement durch Druckbeaufschlagung eines Vorratsraums mit einem Druckmittel gegen die Kraft des Kraftspeichers von einer ersten Endstellung in eine zweite Endstellung verlagerbar ist. Ein störungsfreier Betrieb der schaltbaren Vorrichtung zur Druckversorgung wird auch bei geringen Öldrücken bzw. bei Weinen Motordrehzahlen gewährleistet, indem der Kraftspeicher in einem innenraum angeordnet ist, in dem zumindest beim Verlagern des Verlagerungselementes von der ersten Endstellung in die zweite Endstellung mit Hilfe einer Vakuumpumpe Unterdruck eingestellt ist.
Es ist jedoch bekannt, dass beim Start der Verbrennungskraftmaschine das Problem auftreten kann, dass im Ölkreislauf des Motors nicht genügend Öldruck vorhanden ist, um den Nockenwellenversteller in einer bestimmten Position zu halten. Die Folge ist, dass der Nockenwellenversteller anfängt, unkontrolliert zu schwingen. Ferner werden durch das Anschlagen der Flügel am Stator, der auch als Außenrotor bezeichnet werden kann, Geräusche verursacht.
Bekannt ist es geworden, das genannte Problem dadurch zu lösen, dass eine axiale Verriegelung zwischen dem Innenrotor und einem seitlich angeordneten Verriegelungsdeckel im Nockenwellenversteller vorgenommen wird, Dabei wurde zumindest eine Verriegelung in einer der Endanschlagspositionen „spät" oder„früh" vorgenommen. Dabei kann relativ problemlos durch entsprechende Positionierung des Innenrotors zum Außenrotor vor der Montage des Nocken- wellenverstellers das Verriegelungsspiel eingestellt werden. Dieses Spiel darf einerseits nicht zu groß sein» da sonst unerwünschte Geräusche auftreten, andererseits darf es auch nicht zu klein sein, da sonst der Verriegelungsstift, welcher auch als Verriegelungspin oder Verriegelungskolben bezeichnet werden kann, nicht mehr zuverlässig ein- bzw. ausriegeln kann.
Die Verriegelungen in eine Endposition „früh" bzw. „spät" hat aber auch Nachteile, so dass der Wunsch besteht, eine Verriegelung in einer Mittenlage zwischen„früh" und„spät" vornehmen zu können. Diese dies ermöglichende Mittenverriegelung unterscheidet sich von der Endanschlagverriegelung da- durch, dass der Nockenwellenversteller in einer definierten Winkelposition zwischen den beiden Endlagen„früh" und„spät" verriegelt wird, was insbesondere beim Start des Motors vorteilhaft ist Eine solche Mittenverriegelung ist bspw. aus der EP 2 132 417 B1 bekannt
Üblich ist es V-förmige Verriegelungskulissen zu nutzen, um das Verriegelungsspiel einstellbar zu machen, nämlich durch radiales Verschieben des Deckels. Allerdings ist bei dieser Lösung das Verriegelungsspiel zwar einstellbar, aber die Lage der Mittenverriegelungsposition selbst wird durch diese Einstellung ebenfalls mitbestimmt. Eine radiale Verschiebung des Deckels verursacht eine zusätzliche Unwucht am Nockenwellenversteller, die jedoch zu vermeiden ist. Zwar soll gerade das Verriegelungsspiel einstellbar sein, jedoch sollen negative Auswirkungen vermieden werden. Auch soll das Verriegelungsspiel einfacher einstellbar sein, als bisher.
Es ist daher die Aufgabe, eine Verbesserung für hydraulische Nockenwellenversteller zur Verfügung zu stellen, aber auch eine Verbrennungskraftmaschine als solche zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein zweiter Verriegelungspin in eine zweite, zur ersten Axialrichtung parallelen, aber richtungsunterschiedlichen Axialrichtung, in eine zweite Kulisse der Rotor relativ zum Stator in eine Mittenposition entgegen eine zweiten zur ersten Drehrichtung richtungsunterschiedlichen Drehrichtung sichernd einfahrbar ist und aus der zweiten Kulisse ausfahrbar ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind auch in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. So ist es von Vorteil, wenn der Rotor relativ zum Stator verdrehbar gelagert ist, wenn der erste Verriegelungspin nicht in Formschluss mit der Kulisse steht. In gleicher Weise ist es von Vorteil, wenn der Rotor relativ zum Stator in einer dazu entgegengesetzten Richtung verdrehbar ist, wenn der zweite Verriegelungspin nicht in Formschluss mit der zweiten Kulisse steht
Ferner ist es von Vorteil, wenn der erste Verriegelungspin und der zweite Verriegelungspin aus dem Rotor ausfahrbar darin gelagert sind. Auf diese Weise lässt sich einfach ein Formschluss zwischen dem ersten Vernegelungspin und einer ersten Kulisse bzw. dem zweiten Verriegelungspin und der zweiten Kulisse herstellen. Das Blockieren einer Drehbewegung des Rotors relativ zum Stator in einer ersten Drehrichtung bzw. in einer zweiten Drehrichtung lässt sich dann effizient sicherstellen.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeisptel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verriegelungsptn aus einer ersten Stirnfläche des Rotors ausfahrbar ist und der zweite Verriegelungspin aus einer zweiten Stirnfläche des Rotors ausfahrbar ist, die auf der anderen Seite des Rotors befindlich ist. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, dass der Verriegelungspin aus dem Stator in eine Kulisse des Rotors fährt, doch ist das Ausfahren aus dem Rotor vorteilhafter.
Die Trennung der Funktionen von der Bestimmung der Mittenverriegelungsposition und der Einstellung des Verriegelungsspiels lassen sich voneinander trennen, wenn die erste Kulisse in einem am Stator drehsicherbarem ersten Decket ausgebildet ist und/oder die zweite Kulisse in einem am Stator drehsicherbarem zweiten Deckel ausgebildet ist. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass die Kulisse im Rotor befindlich ist, wenn der Verriegelungspin im Deckel oder im Stator ein- und ausfahrbar gelagert ist. Auch kann die Kulisse im Stator befindlich sein, wenn der Verriegelungspin ein- und ausfahrbar im Rotor oder Deckel gelagert ist. Die .Montage wird erleichtert, wenn der Stator axial zwischen dem ersten Deckel und dem zweiten Deckel befindlich ist.
Die Sicherheit im Betrieb lässt sich bei einem hydraulischen Nockenwe!lenvers- feiler auch bedarfsweise dadurch optimieren, wenn der erste oder der zweite Verriegelungspin durch eine Feder in Axialrichtung von einer Patrone getrennt ist und vorzugsweise die Patrone, die Feder und der Verriegelungspin zumindest teilweise in einem in Axiairicbtung ausgerichteten Loch, wie einem Sackloch oder einem Durchgangsloch nach Art einer Bohrung befindlich sind.
Um die Deckel einfach montieren zu können ist es von Vorteil» wenn der erste Deckel und/oder der zweite Decke! über zumindest eine Schraube am Stator festlegbar ist, vorzugsweise einer der beiden Deckel einen Gewindeabschnttt zum Befestigen der Schraube aufweist, wobei weiter vorzugsweise der Gewin- deabschnitt als ein am ersten oder zweiten Deckel drehfest anbringbarer Gewindedeckel, etwa nach Art eines Ringes, ausgeformt ist oder ein integraler Bestandteil des ersten oder zweiten Deckels ist. Insbesondere ist es auch von Vorteil, wenn mehrere zueinander gleich verteilte Schrauben verwendet werden, insbesondere solche mit einem Schraubenkopf am einen Ende und einem Gewindeabschnit in zumindest einem Bereich des anderen Endes. Naturlich ist es möglich, dass auch schraubenkopflose Gewindestangen, Nieten und/oder Bolzen eingesetzt werden.
Die Verschieblichkeit der Deckel zueinander, bei eingesetzter Schraube, lässt sich gewährleisten, wenn die Schraube durch eine nierenförmtge oder fächerförmige Ausnehmung, wie ein Langloch, in dem ersten oder zweiten Deckel ragt,
Die Erfindung betrifft auch eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Nockenwelle und einem diese ansteuernden Nockenwellenversteller, der erfindungsgemäß ausgestaltet ist. Auf diese Weise wird eine alternative Lösung für eine Mittenverriegelungsposition ermöglicht» die unabhängig vom Verriegelungsspiel ist und keine zusätzliche Unwucht anzeigt. Die Verriegelungskulissen sind dabei in zwei Deckein untergebracht, wobei die Deckel in der Montage zueinander verdrehbar sind und die Einstellung der ittenriegelposition und die Einstellung des Verriegelungsspiels unabhängig voneinander gewährleisten.
Die Mittenverriegeiung wird bei einem hydraulischen Nockenwellenversteller damit über die zwei Verriegelungskulissen in dem Deckel erreicht, wobei eine erste Verriegelungskulisse in einem vorderen Deckel und eine zweite Verriegelungskulisse in einem hinteren Deckel enthalten ist, wobei im Rotor zwei Ver- riegelungseinheiten umfassend einen Verriegelungspin, eine Verriegelungsfeder und eine Patrone untergebracht sind. Die Verriegelungseinheiten sind im Rotor entgegen gerichtet eingebaut. Der erste Verriegelungspin greift in eine erste drucklose Verriegelungskulisse ein und wird durch Öldruck, kommend aus einer ersten Ölbohrung bzw. einer ersten Ölnut wieder in den Rotor zurückgedrückt. Der zweite Verriegelungspin greift in eine drucklose zweite Verriegelungskulisse ein und wird durch Öldruck, kommend aus einer zweiten Ölbohrung bzw. einer zweiten Ölnut, wieder in den Rotor zurückgedrückt. Die Ölversorgung für beide Verriegelungskulissen erfolgt über eine separate Ölleitung, getrennt von der Ölversorgung für die Ölkammern.
Der Nockenwellenversteller ist damit komplett vorniontierbar» wobei die Deckelschrauben dann noch nicht angezogen sind und der vordere Deckel verdrehbar innerhalb der Langlöcher im Stator gelagert ist und so lange in eine gewünschte Position drehbar ist, bis das Verriegelungsspiel eingestellt ist, wobei dann erst diese Position von außen mechanisch fixiert wird. Ein Anschlag in der ersten Verriegelungskulisse bestimmt die fvlittenverriegelungsposition, da Reibmomente der Nockenwelle den Roto bzw. den ersten Verriegelungspin immer nach spät, d.h. im vorliegenden Fall gegen den Uhrzeigersinn, drücken. Der hintere Deckel ist innerhalb der Langlöcher, die im hinteren Deckel ausgebildet sind, verdrehbar, Der hintere Deckel wird dabei zunächst so verdreht, dass ein Anschlag in der zweiten Verriegelungskulisse Kontakt mit dem Verriegelungspin hat. Das Verriegelungsspiel kann dann 0° sein. Vorzugsweise werden aber Spielwerte von 0,6° bis 1 ,2°, bevorzugt 0,8° eingestellt.
Der hintere Deckel wird anschließend in die andere Richtung verdreht, bis das gewünschte Gesamtverhegelungsspiel eingestellt ist. Der hintere Deckel wird dabei ebenfalls mechanisch fixiert. Erst am Ende erfolgt das Anziehen der Deckelschrauben. Der Gewindedeckel wird am Versteller herangezogen und verklemmt beide Deckel mit dem Stator. Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Darin wird ein erstes Ausführungsbeispiel näher dargestellt, Es zeigen;
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Zusammenbaus eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers,
Fig. 2 eine Ansicht auf den Nocken ellenversteller aus Fig. 1 von vorne, mit jedoch durchscheinender Darstellung eines ersten, vorderen Deckels,
Fig. 3 die Darstellung auf den Nockenwellenversteller der Fig. 1 und 2 von hinten mit durchscheinend dargestelltem zweitem, hinterem Deckel,
Fig. 4 eine singulare Darstellung des Rotors mit zwei darin befindlichen in unterschiedliche Richtung ausfahrbaren Verriegelungseinrichtungen, und
Fig. 5 eine Ansicht auf diesen Nockenwellenversteller der Fig. 1 bis 3 von hinten, also in einer Darstellung wie aus Fig. 3, jedoch anders als dort ,nun mit einem montiertem Gewindedeckel.
Die Figuren sind lediglich schematicher Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines hydraulischen Nockenwellenvers- tellers 1 dargestellt. Ein solcher Nockenwellenversteller 1 nutzt durch ein Fluid zur Verfügung gesteilten Druck. Ein solches Fluid kann Öl sein und wird in unterschiedliche Druckkammern zwischen einem Stator 2 und einem Rotor 3 geleitet.
In Fig. 2 sind die Druckkammern mit dem Bezugszeichen 4 versehen. Die Druckkammern 4 sind durch Flügel 5, die fest im Rotor 3 befindlich sind, in einen ersten Druckraum und einen zweiten Druckraum 7 unterteilt. In den beiden Fig. 1 und 2 ist zu erkennen, dass der Rotor 3 radial innerhalb des Stators 2 befindlich ist. Über vorzugsweise fünf Schrauben 8, die auch als Deckelschrauben bezeichnet werden können, wird ein erster, vorderer Deckel 9 stirnseitig des Rotors 3 am Stator 2 befestigt.
Der Rotor 3 ist mit einer Nockenwelle verbindbar oder verbunden. Der Stator 2 weist auf seiner Außenseite Zähne 10 auf, die über einen Zugmitteltrieb eine
Verbindung mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine sicherstellt,
In Fig. 2 ist zu erkennen, dass im ersten Deckel 9 eine erste Kulisse 1 1 vorhanden ist. Diese erste Kulisse 1 1 kann auch als Verriegelungskulisse bezeichnet werden und dient zu einer Positionsfestlegung des Rotors 3 relativ zum Stator 2, da der erste Deckel 9 über die Schrauben 8 drehfest mit dem Stator 2 verbunden ist.
Ein erster stiftartiger Verriegelungspin 12, der auch als Verriegelungsstift oder Verriegefungskotben bezeichnet werden könnte, ist im Rotor 3 in eine erste Axialrichtung ausfahrbar gelagert, so, dass er beim Ausfahren mit der ersten Kulisse 1 1 an einer Seite anliegend in Formschluss gelangt. Die erste Axialrichtung ist parallel zu einer Rotationsachse 13 ausgerichtet.
Der erste Vei riegelungspin 12 ist Teil einer ersten Verriegelungseinrichtung, die zusätzlich auch noch eine erste Verriegefungsfeder 14 aufweist, sowie eine erste Patrone 15, wobei die Verriegelungsfeder 14 als Spiralfeder ausgebildet ist und zwischen dem ersten Verriegelungspin 12 und der ersten Patrone 15, mit beiden in Kontakt stehend angeordnet ist. Dies ist bspw. in Fig. 4 dargestellt.
So ist auch zu erkennen, dass es einen zweiten Verriegelungspin 16 gibt, der zusammen mit einer zweiten Verriegelungsfeder 17 und einer zweiten Patrone 18 Teil einer zweiten Verriegelungseinrichtung ist. Die beiden Verriegelungseinrichtung sind kontinuierlich baugleich ausgebildet, jedoch richtungsunterschiedlich in Rotor 3 eingesetzt, so dass der erste Verriegelungspin 14 aus einer ersten Stirnseite 19 des Rotors 3 ausfahren kann und der zweite Verriegelungspin 16 aus einer zweiten Stirnseite 20 des Rotors 3 ausfahren kann. Die erste Stirnseite 19 kann auch als erste Stirnfläche bezeichnet werden, genauso wie die zweite Stirnseite 20 auch als zweite Stirnfläche bezeichnet werden kann. Die erste Patrone 15 und die zweite Patrone 18 sind innerhalb des Rotors 3 befindlich, genauso wie die erste Verriegelungsfeder 14 und die zweite Verriegelungsfeder 17.
Grundsätzlich sind die beiden Verriegelungseinrichtungen in zwei unterschiedlichen Durchgangslöchern 21 befindlich. Allerdings könnten die beiden Verreige- lungseinrichtungen auch in einem einzigen Durchgangsloch 21 befindlich sein. Es sind hier nur zwei Verriegelungseinrichtungen vorgesehen, was jedoch dem nicht entgegensteht, dass mehrere Verriegelungseinrichtungen bspw. vier oder sechs Verriegelungseinrichtungen vorhanden sind. Allerdings ist es vorteilhaft, wenn man sich auf zwei Verriegelungseinrichtungen beschränkt.
Zurückkommend auf Fig. 2, sei noch ausgeführt, dass über eine erste Ölbohrung 22 und eine erste Ölnut 23 Hydraulikfluid, wie Öl von einem innersten Radialbereich in die erste Kulisse 1 1 , die als Verriegelungskulisse bezeichnet werden kann, leitbar ist, um den ersten Verriegelungspin 12 in den Rotor 3 zurückzudrücken,
Um die Entlüftungsfunktion zu gewährleisten, sind die Durchgangslöcher 21 mit radial nach innen verlaufenden Entlüftungsnuten 24 versehen. Auch ist es von Vorteil, wenn die Schrauben 8 durch als Langlöcher 25 ausgebildete Durchgangslöcher im Stator .2 ragen. In einem zweiten Deckel 26 sind ebenfalls Langlöcher vorgesehen, die jedoch mit dem Bezugszeichen 27 versehen sind. Durch diese Langlöcher 27 ragen die Schrauben 8 ebenfalls. Es können auch entweder die einen Langlöcher 25 oder die anderen Langlöcher
27 eingesetzt werden.
Im zweiten Deckel 26 ist eine zweite Kulisse 23 befindlich, in die der zweite Verriegelungspin 16 eingreift. Über eine zweite Ölbohrung 29 und eine zweite Ölnut 30 kann, ähnlich wie schon beim ersten Verriegelungspin 12, auch dem zweiten Verriegelungspin 18 Öl zugeführt werden.
Während der erste Verriegelungsptn 12 mit der ersten Kulisse 1 1 beim Erreichen der Mittenverriegelungsposition in Formschluss gelangt, gelangt gleichzeitig der zweite Verriegelungspin 16 mit der zweiten Kulisse 28 in Formschluss, wobei die in Formschluss gelangenden Flächen bzw. Anschläge sich gegenüber liegen. Der Formschluss zwischen dem ersten Verriegelungspin 12 und der ersten Kulisse 11 verhindert die Drehung des Rotors relativ zum Stator in die eine Drehrichtung, wohingegen der Formschluss zwischen dem zweiten Verriegelungspin 16 und der zweiten Kulisse 28 die Drehung in die andere Richtung verhindert. Die beiden Drehrichtungen sind sich also entgegengesetzt, einmal in Richtung„spät" und einmal in Richtung„früh".
Während die Schrauben, wie bspw. in Fig. 1 zu erkennen, auf der einen Seite Schraubenköpfe 31 aufweisen, weisen sie auf der anderen Seite lediglich einen
Gewindebereich 32 auf» der mit einem Gewindeabschnitt 33 des zweiten Deckels 26 in Zapfschluss befindlich sind. in dem Ausfuhrungsbeispiel der Fig. 5 ist der Gewindeabschnitt 33 als ein vom zweiten Deckel 26 separates Bauteil, nämlich als eigener Gewindedeckel 34 ausgebildet. Der Gewindedeckel 34 hat die Form eines Ringes. Der Gewindedeckel 34 ist drehynverschieblicfi mit dem zweiten Deckel 26 bunden.
Bezugszeichenliste
1 Nockenwellenversteller
2 Stator
3 Rotor
4 Druckkammer
5 Flügel
6 erster Druckraum
7 zweiter Druckraum
8 Schraube
9 erster Decke!
10 Zahn
1 1 erste Kulisse
12 erster Verriegelungspin
13 Rotationsachse
14 erste Verriegelungsfeder
15 erste Patrone
16 zweiter Verriegelungspin
17 zweite Verriegeiungsfeder
18 zweite Patrone
19 erste Stirnseite
20 zweite Stirnseite
21 Durchgangsloch
22 erste Ölbohrung
23 erste Ölnut
24 Entlüftungsnut
25 Langloch
26 zweiter Deckel
27 Lang loch
28 zweite Kulisse
29 zweite Ölbohrung
30 zweite ölnut
31 Schraubenkopf Gewindebereich
Gewindeabschnitt
Gewindedeckel

Claims

Patentansprüche
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) mit einem' Stator (2) und mit einem Rotor (3), der mit einer Nockenwelle verbindbar äst, wobei der Rotor (3) über zumindest einen ersten stiftartigen Verriegelungspin (12) i einer Mittenposition drehtest entgegen einer ersten Drehrichtung am Stator (2) lösbar festgelegt ist, wobei der Verriegelungspin (12) zum Ein- und Ausfahren in eine erste Kulisse (1 1) in einer ersten Axialrichtung, weiche durch die Rotationsachse (13) des Stators (2) und/oder des Rotors (3) definiert ist, ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Verriegelungspin (16) in eine zweite, zur ersten Axialrichtung parallelen, aber richtungsunterschiedlichen Axialrichtung, in eine zweite Kulisse (28), den Rotor (3) relativ zum Stator (2) in einer Mittenposition entgegen einer zweiten, zur ersten Drehrichtung richtungsunterschiedlichen Drehrichtung sichernd einfahrbar ist und aus der zweiten Kulisse (28) ausfahrbar ist.
Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) relativ zum Stator (2) in zumindest der ersten Drehrichtung verdrehbar gelagert ist, wenn der erste Verriegelungspin (12) nicht in Formschluss mit der ersten Kulisse (1 1 ) steht, und/oder der Rotor (3) relativ zum Stator (2) in zumindest der zweiten Drehrich- tung verdrehbar gelagert ist, wenn der zweite Verriegelungspin (16) nicht in Formschluss mit der zweiten Kulisse (28) steht.
Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verriegelungspin ( 12) und der zweite Verriegelungspin (16) aus dem Rotor (3) ausfahrbar darin gelagert sind.
Nockenwellenversteller ( 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verriegelungspin (12) aus einer ersten Stirnfläche (19) des Rotors (3) ausfahrbar ist und der zweite Verne- gelungspin (16) aus einer zweiten Stirnfläche (20) des Rotors (3) ausfahrbar ist, die auf der anderen Seite des Rotors (3) befindlich ist.
Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kulisse (1 1 ) in einem am Stator (2) drehsicherbarem ersten Decket (9) ausgebildet ist und/oder die zweite Kulisse (28) in einem am Stator (2) drehsicherbarem zweiten Deckel (26) ausgebildet ist.
Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) axial zwischen dem ersten Deckel (9) und dem zweiten Deckel (26) befindlich ist.
Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste oder der zweite Verriegelungspin (12, 16) durch eine Feder (14, 17) von einer Patrone (15,
8) getrennt ist und vorzugsweise die Patrone (15, 18), die Feder ( 14, 17) und der Ver- riegelungspin ( 12, 16) zumindest teilweise einem in Axialrichtung ausgerichteten Loch, wie einem Sackloch oder einem Durchgangsloch (21 ) nach Art einer Bohrung befindlich ist.
Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Deckel (9) und/oder der zweite Deckel (26) über zumindest eine Schraube (8) am Stator (2) festlegbar ist, wobei vorzugsweise einer der beiden Deckel (9, 26) einen Gewindeabschnitt (33) zum Befestigen der Schraube (8) aufweist, wobei weiter vorzugsweise der Gewindeabschnitt (33) als ein am ersten oder zweiten Deckel (9, 26) drehfest anbringbarer Gewindedeckel (34), etwa nach Art eines Ringes, ausgeformt ist oder ein integraler Bestandteil des ersten oder zweiten Deckels (9, 26) ist.
9. Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (8) durch eine nierenförmige oder fächerförmi- ge Äusnehmung, wie ein Langtoch (27) in dem ersten oder zweiten Decke! (9, 26) ragt.
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