DE102005011452A1 - Camshaft adjuster for internal combustion engines has control slide controlling pressure chambers between rotor and stator formed as sleeve, in inner chamber of which tensioning screw is installed at least section-wise - Google Patents

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Abstract

The camshaft adjuster (1) for internal combustion engines with a rotor connected to the camshaft (2) and a stator (4) driven by a crankshaft, wherein a control slide controlling pressure chambers between the rotor and the stator, held in an intermediate position by compression springs, and charged with a first and a second oil pressure, is formed as a sleeve, in the inner chamber of which a tensioning screw is installed at least section-wise. The sleeve adjacent to its piston faces is pressurized by the first oil pressure and the second oil pressure.

Description

Die Erfindung betriff einen Nockenwellenversteller für Brennkraftmaschinen, der koaxial zu einer Nockenwelle angeordnet ist und einen drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Rotor und einen von einer Kurbelwellwelle angetriebenen Stator umfasst, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The Invention relates to a camshaft adjuster for internal combustion engines, the is arranged coaxially to a camshaft and a rotationally fixed with the Camshaft connected rotor and one of a crankshaft shaft driven stator comprises, according to the preamble of the claim 1.

Es ist ein elektromechanisch betätigtes Ventilsteuersystem bekannt, DE 44 424 524 A1 , das eine Betätigungseinrichtung zur Änderung von Ventilsteuerzeiten einer von einer Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle einer Brennkraftmaschine. Die Drehlage der Nockenwelle ist mittels eines Schwenkmotors beeinflussbar, der mit Druckräumen versehen ist. Die Druckräume sind mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagbar, wobei zur Steuerung des Druckmittels ein in einer axialen Bohrung relativbeweglich gelagerter Steuerschieber dient. Der Steuerschieber wird von einem gegensinnig wirkenden, elektrisch angesteuerten Magnet in einer Mittellage gehalten und in Abhängigkeit von Parametern einer Motorsteuereinheit verschoben.An electromechanically actuated valve control system is known, DE 44 424 524 A1 , which comprises an actuating device for changing valve timing of a crankshaft driven camshaft of an internal combustion engine. The rotational position of the camshaft can be influenced by means of a swivel motor, which is provided with pressure chambers. The pressure chambers are acted upon by hydraulic pressure medium, wherein for controlling the pressure medium is a relatively axially mounted in a rotary bore control slide. The spool is held by a counter-acting, electrically driven magnet in a central position and moved in dependence on parameters of a motor control unit.

Aus der DE 198 17 319 C2 geht ein Nockenwellenversteller für Brennkraftmaschinen hervor, bei dem zwischen einem Stator und einem Rotor Druckräume vorgesehen sind. Zur relativen Lageänderung der Nockenwelle werden diese Druckräume über einen axial zu einer Nockenwelle verlaufenden Steuerschieber wechselweise mit Drucköl beaufschlagt, wobei der Steuerschieber mit einem Elektromagnet zusammenarbeitet. Darüber hinaus ist zwischen Stator und Rotor ein radiales Sperrelement vorgesehen, das beim Startvorgang der Brennkraftmaschine entriegelt wird.From the DE 198 17 319 C2 goes out a camshaft adjuster for internal combustion engines, in which between a stator and a rotor pressure chambers are provided. For relative change in position of the camshaft, these pressure chambers are alternately acted upon by an axially extending to a camshaft spool with pressure oil, wherein the spool cooperates with an electromagnet. In addition, a radial blocking element is provided between the stator and the rotor, which is unlocked during the starting process of the internal combustion engine.

Es ist Aufgabe der Erfindung einen Nockenwellenversteller für Brennkraftmaschinen zu schaffen, der bei guter Funktion sich durch baulich günstige Verhältnisse gerade im Bereich der Spannschraube und dem Steuerschieber auszeichnet.It The object of the invention is a camshaft adjuster for internal combustion engines to create, in good working order by structurally favorable conditions just in the area of the clamping screw and the spool is characterized.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.According to the invention this Problem solved by the features of claim 1. Further, the invention ausgestaltende features are included in the subclaims.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass die Ausbildung des als Hülse dargestellten Steuerschiebers und die Anordnung der Spannschraube im Innenraum der Hülse räumlich günstige Verhältnisse schafft und ein gute Funktion des Steuerschiebers und damit auch des Nockenwellenverstellers sichert. Die Zuführung des ersten Öldrucks und des zweiten Öldrucks an den Steuerschieber lässt sich zum einen mit vertretbaren Mitteln umsetzen und zum anderen trägt sie zum sicheren Betrieb des Nockenwellenverstellers bei. Sinngemäß trifft dies auch für Ringräume für den ersten Öldruck und den zweiten Druckraum zu. Auch leisten die Ringkörper, die besagte Ringräume begrenzen zur Konstruktionsvereinfachung bei. Schließlich bewirkt die schaltbare Freilaufeinrichtung eine Ausnützung von Wechselmomenten der Nockenwelle, und zwar zur Realisierung von Verstellbewegungen des Rotors des Nockenwellenverstellers.The with the invention mainly The benefits achieved are to be seen in the fact that the training of the Sleeve shown Spool and the arrangement of the clamping screw in the interior the sleeve spatially favorable conditions creates and a good function of the spool and so too the camshaft adjuster secures. The supply of the first oil pressure and the second oil pressure leaves on the spool on the one hand implement with justifiable means and on the other she wears for safe operation of the camshaft adjuster. Corresponds to this also for annular spaces for the first oil pressure and the second pressure chamber too. Also afford the ring body, the said annular spaces limit to the design simplification at. Finally causes the switchable freewheel device exploitation of alternating moments of the Camshaft, and indeed for the realization of adjusting movements of the Rotor of the camshaft adjuster.

In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend näher beschrieben wird.In The drawing is an embodiment of the invention, which will be described in more detail below.

Es zeigenIt demonstrate

1 eine Schrägansicht auf einen Nockenwellenversteller nach der Erfindung, 1 an oblique view of a phaser according to the invention,

2 einen Längsschnitt durch den Nockenwellenversteller nach 1, 2 a longitudinal section through the camshaft adjuster after 1 .

3 einen Längsschnitt entsprechend 2 mit einer anderen Ausführungsform, 3 a longitudinal section accordingly 2 with another embodiment,

Ein rotationssymmetrischer Nockenwellenversteller 1 dient zur Optimierung von Drehmoment, Leistung und Abgasemission einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine und ist koaxial zu einer Nockenwelle 2 angeordnet d.h. an einem Ende dieser Nockenwelle. Gebildet wird der Nockenwellenversteller 1 durch einen mit der Nockenwelle 2 drehfest verbundenen Rotor 3 und einen Stator 4, der über Zahnräder oder einen Umschlingungstrieb – Riemen, Kette – von einer nicht gezeigten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Rotor 3 und Stator 4 sind mit Rotorflügeln bzw. Statorflügeln versehen – DE 102 11 670 A1 –, die Druckräume des Nockenwellenverstellers 1 begrenzen. Über diese mit Hydraulkmedium beaufschlagbaren Druckräume erfolgt die kontinuierliche Verstellung des Rotors 3 und der Nockenwelle 2 relativ zum Stator, wodurch eine variable Ventilsteuerung erzielt wird. Zur Ansteuerung der Druckräume ist ein Steuerschieber 5 vorgesehen, der in einer Schieberbohrung 6 des Rotors 3 axialbeweglich gelagert ist, jedoch suchen Druckfedern 7 und 8 den Steuerschieber 5 in einer Zwischenstellung Zs zu halten. Darüber hinaus ist der Rotor 3 unter Vermittlung einer Spannschraube 9 an der Nockenwelle 2 in Lage gehalten, welche Spannschraube 9 sich in einer axialen Mittellängsebene A-A des Nockenwellenverstellers 1 und der Nockenwelle 2 erstreckt. Hierzu ist die Spannschraube 9 mittels eines Gewindezapfens 10 in eine Gewindebohrung 11 der Nockenwelle 2 hineingedreht.A rotationally symmetrical camshaft adjuster 1 is used to optimize torque, power and exhaust emission of an internal combustion engine, not shown, and is coaxial with a camshaft 2 arranged ie at one end of this camshaft. The camshaft adjuster is formed 1 through one with the camshaft 2 rotatably connected rotor 3 and a stator 4 , which is driven by gears or a belt drive - belt, chain - by a crankshaft, not shown, of the internal combustion engine. rotor 3 and stator 4 are provided with rotor blades or stator blades - DE 102 11 670 A1 -, the pressure chambers of the camshaft adjuster 1 limit. About this acted upon with hydraulic medium pressure chambers continuous adjustment of the rotor is done 3 and the camshaft 2 relative to the stator, whereby a variable valve timing is achieved. To control the pressure chambers is a spool 5 provided in a slide bore 6 of the rotor 3 is mounted axially movable, but looking for compression springs 7 and 8th the spool 5 to hold in an intermediate position Zs. In addition, the rotor 3 under the mediation of a clamping screw 9 on the camshaft 2 held in position, which clamping screw 9 in an axial center longitudinal plane AA of the camshaft adjuster 1 and the camshaft 2 extends. For this purpose, the clamping screw 9 by means of a threaded pin 10 in a threaded hole 11 the camshaft 2 screwed.

Der Steuerschieber 5, über den die Druckräume zwischen Rotor 3 und Stator 4 angesteuert werden, ist mittels eines ersten Öldrucks 1 und eines zweiten Öldrucks II beaufschlagbar. Dabei ist der Steuerschieber 5 als Hülse 12 ausgeführt, in deren Innenraum 13 sich die Spannschraube 9 in der axialen Mittellängsebene zumindest abschnittsweise erstreckt. Die Hülse 12 wird benachbart von ihren Kolbenflächen 18 und 19 vom ersten Öldruck I bzw. zweitem Öldruck II beaufschlagt, wobei der erste Öldruck I einem Brennkraftmaschinenöldruck und der zweite Öldruck II einem Steueröldruck entspricht. Darüber hinaus beaufschlagen der erste Öldruck I und der zweite Öldruck II einen ersten Ringraum 16 bzw. einen zweiten Ringraum 17, welcher erste Ringraum 16 und zweite Ringraum 17 von einer ersten Kolbenfläche 18 und einer zweiten Kolbenfläche 19 der Hülse 12 begrenzt werden. Damit besagte Kolbenflächen funktionsgerecht zusammenwirken, ist die erste Kolbenfläche 18 etwa um die Hälfte kleiner als die zweite Kolbenfläche 19.The spool 5 , over which the pressure spaces between rotor 3 and stator 4 are controlled by means of a first oil pressure 1 and a second oil pressure II acted upon. Here is the spool 5 as a sleeve 12 executed in the interior 13 the clamping screw 9 extends at least in sections in the axial center longitudinal plane. The sleeve 12 will be adjacent to their piston surfaces 18 and 19 acted upon by the first oil pressure I and second oil pressure II, wherein the first oil pressure I an engine oil pressure and the second oil pressure II corresponds to a control oil pressure. In addition, the first oil pressure I and the second oil pressure II act on a first annulus 16 or a second annulus 17 , which first annulus 16 and second annulus 17 from a first piston surface 18 and a second piston surface 19 the sleeve 12 be limited. For said piston surfaces cooperate functionally, is the first piston surface 18 about half smaller than the second piston surface 19 ,

In 2 wird gezeigt, dass die erste Kolbenfläche 18 und die zweite Kolbenfläche 19 der Hülse 12 von Ringfläche 20 bzw. 21 begrenzt werden, die an einem ersten Ringkörper 22 und einem zweiten Ringkörper 23 vorgesehen sind. Die Ringkörper 22 und 23 ragen in korrespondierende Ringaufnahmen 24 und 25 der Hülse 12 hinein.In 2 it is shown that the first piston surface 18 and the second piston surface 19 the sleeve 12 from ring surface 20 respectively. 21 limited to a first ring body 22 and a second ring body 23 are provided. The ring body 22 and 23 protrude into corresponding ring receptacles 24 and 25 the sleeve 12 into it.

Aus 3 geht eine Hülse 26 eines Steuerschiebers 27 hervor, bei der auf der einen Seite 28 ein Ringkörper 29 mit einer Ringfläche 30 eine Kolbenfläche 31 der besagten Hülse begrenzt. Die Kolbenfläche 31 wird in diesem Ausführungsbeispiel vom ersten Öldruck I, also dem Brennkraftmaschinenöfdruck beaufschlagt. Auf der anderen Seite 32 der Hülse 26 ist eine Kolbenfläche 33 ausgebildet, auf die der zweiten Öldruck II d.h der Steueröldruck und eine Druckfeder 33' einwirkt.Out 3 go a sleeve 26 a spool 27 from, on the one hand 28 a ring body 29 with a ring surface 30 a piston surface 31 limited said sleeve. The piston surface 31 is acted upon in this embodiment by the first oil pressure I, so the Brennkraftmaschinenöfdruck. On the other hand 32 the sleeve 26 is a piston surface 33 formed on the second oil pressure II ie the control oil pressure and a compression spring 33 ' acts.

Darüber hinaus ist die Hülse 26 des Steuerschiebers 27 mit einer zwischen den Druckräumen des Nockenwellenverstellers 1 vorgesehenen schaltbaren hydraulischen Freilaufeinrichtung 34 versehen. Die Freilaufeinrichtung 34 umfasst eine Innenbuchse 35 in der Hülse 26, welche Innenbuchse 35 einen Ringdruckraum 36 zwischen Hülse 27 und Innenbuchse 35 begrenzt. In radialen Bohrungen 37 und 38 der Hülse 26, die zu den Druckräumen zwischen Rotor und Stator führen, sind Rückschlagventile 39 und 45 angeordnet, die aus einem zu einem Ring gebogenen Band aus Federstahl, EP 1 291 563 A2 , bestehen können. Außerdem sind zur Bildung des Ringdruckraums 36 an einer Innenseite 40 der Hülse 26 Durchmesserverengungen 41 und 42 vorgesehen, und zwar benachbart von den Enden und der besagten Hülse 26.In addition, the sleeve 26 of the spool 27 with one between the pressure chambers of the camshaft adjuster 1 provided switchable hydraulic freewheel device 34 Mistake. The freewheel device 34 includes an inner bush 35 in the sleeve 26 , which inner bush 35 a ring pressure chamber 36 between sleeve 27 and inner bush 35 limited. In radial bores 37 and 38 the sleeve 26 , which lead to the pressure spaces between rotor and stator, are check valves 39 and 45 arranged from a bent into a ring band of spring steel, EP 1 291 563 A2 , can exist. In addition, the formation of the annular pressure chamber 36 on an inside 40 the sleeve 26 Diameter stenosis 41 and 42 provided, adjacent to the ends and said sleeve 26 ,

Schließlich ist mit 43 – 3 – eine Sperreinrichtung bezeichnet, die beim Start der Brennkraftmaschine den Rotor relativ zum Stator festlegt und nur nach einem definierten bspw. abgasarmem Betrieb der besagten Brennkraftmaschine über einen Sperrzapfen 44 entriegelt wird. Erst danach erfolgt die Verstellung des Rotors, und zwar in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine.Finally, with 43 - 3 - Designated a locking device that determines the rotor relative to the stator at the start of the engine and only after a defined example. Low-emission operation of said internal combustion engine via a locking pin 44 is unlocked. Only then is the adjustment of the rotor, in dependence on parameters of the internal combustion engine.

Claims (12)

Nockenwellenversteller für Brennkraftmaschinen, der koaxial zu einer Nockenwelle angeordnet ist und einen drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Rotor und einen von einer Kurbelwellwelle angetrieben Stator umfasst, wobei zwischen Rotor und Stator mit Hydraulikmedium beaufschlagbare und einem in einer Mittellängsebene des Nockenwellenverstellers sich erstreckenden Steuerschieber ansteuerbare Druckräume vorgesehen sind, welcher Rotor unter Vermittlung einer in der Mittellängsebene verlaufenden Spannschraube an der Nockenwelle in Lage gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der die Druckräume zwischen Rotor und Stator ansteuernde von Druckfedern (7 und 8; 31' und 33') in einer Zwischenstellung (Zs) gehaltene und mit erstem Öldruck (I) und mit zweitem Öldruck (II) beaufschlagbare Steuerschieber (5; 27) als Hülse (12; 27) ausgebildet ist, in deren Innenraum (13) die Spannschraube (9) zumindest abschnittsweise angeordnet ist.Camshaft adjuster for internal combustion engines, which is arranged coaxially to a camshaft and a rotatably connected to the camshaft rotor and a stator driven by a crankshaft shaft, being provided between the rotor and stator with hydraulic medium and a controllable in a central longitudinal plane of the camshaft adjuster extending pressure chambers are provided in which the rotor is held in position on the camshaft by means of a clamping screw extending in the central longitudinal plane, characterized in that the pressure spring between the rotor and stator is driven by compression springs ( 7 and 8th ; 31 ' and 33 ' ) held in an intermediate position (Zs) and with the first oil pressure (I) and with the second oil pressure (II) acted upon spool ( 5 ; 27 ) as a sleeve ( 12 ; 27 ) is formed, in whose interior ( 13 ) the clamping screw ( 9 ) is arranged at least in sections. Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12; 26) benachbart ihren Kolbenflächen (18 und 19) jeweils vom ersten Öldruck (I) und vom zweiten Öldruck (II) beaufschlagt wird.Camshaft according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 12 ; 26 ) adjacent to their piston surfaces ( 18 and 19 ) is acted upon by each of the first oil pressure (I) and the second oil pressure (II). Nockenwelle nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Öldruck (I) einem Brennkraftmaschinenöldruck und der zweite Öldruck (II) einem Steueröldruck entspricht.Camshaft according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the first oil pressure (I) is an engine oil pressure and the second oil pressure (II) a control oil pressure equivalent. Nockenwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Öldruck (I) einen ersten Ringraum (16) und der zweite Öldruck (II) einen zweiten Ringraum (17) beaufschlagen.Camshaft according to claim 3, characterized in that the first oil pressure (I) a first annulus ( 16 ) and the second oil pressure (II) a second annulus ( 17 ). Nockenwelle nach Anspruch nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12; 26) die Ringräume (16 und 17) begrenzende erste und zweite Kolbenflächen (18 und 19) aufweist, die vom ersten und zweiten Öldruck (I und II) beaufschlagt werden.Camshaft according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 12 ; 26 ) the annular spaces ( 16 and 17 ) limiting first and second piston surfaces ( 18 and 19 ), which are acted upon by the first and second oil pressure (I and II). Nockenwelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vom ersten Öldruck (i) beaufschlagte Kolbenfläche (18) etwa um die Hälfte kleiner ist als die zweite vom zweiten Öldruck (II) beaufschlagte Kolbenfläche (19).Camshaft according to claim 5, characterized in that the first of the first oil pressure (i) acted upon piston surface ( 18 ) is about half smaller than the second of the second oil pressure (II) acted upon piston surface ( 19 ). Nockenwelle nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Kolbenfläche (18 und 19) von Ringflächen (20 und 21) eines ersten Ringkörpers (22) und eines zweiten Ringkörpers (23) begrenzt werden.Camshaft according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first and the second piston surface ( 18 and 19 ) of ring surfaces ( 20 and 21 ) of a first annular body ( 22 ) and a second ring body ( 23 ). Nockenwelle nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Kolbenflächen (31) von einer Ringfläche (30) eines Ringkörpers (29) begrenzt wird, wogegen die andere Kolbenfläche (33) bspw. vom zweiten Öldruck (II) und einer der Druckfedern (33') beaufschlagt wird.Camshaft according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one of the piston surfaces ( 31 ) from an annular surface ( 30 ) of a ring body ( 29 ), whereas the other piston surface ( 33 ), for example, from the second oil pressure (II) and one of the compression springs ( 33 ' ) is applied. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (26) des Steuerschiebers (27) mit einer zwischen den Druckräumen wirksamen schaltbaren hydraulische Freilaufvorrichtung (34) zur Umströmung von einem Druckraum zum anderen Druckraum und vice versa zwischen Rotor und Stator versehen ist.Camshaft adjuster according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 26 ) of the spool ( 27 ) with an effective between the pressure chambers switchable hydraulic freewheel device ( 34 ) is provided to flow around from one pressure chamber to the other pressure chamber and vice versa between the rotor and stator. Nockenwellenversteller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufeinrichtung (22) eine Innenbuchse (35) in der Hülse (26) umfasst, die einen Ringdruckraum (36) zwischen Hülse (26) und Innenbuchse (36) begrenzt und dass zwischen dem Ringdruckraum (36) und den Druckräumen Rückschlagventile (39 und 45) angeordnet sind.Camshaft adjuster according to claim 9, characterized in that the freewheel device ( 22 ) an inner bush ( 35 ) in the sleeve ( 26 ) comprising a ring pressure space ( 36 ) between sleeve ( 26 ) and inner socket ( 36 ) and that between the annular pressure space ( 36 ) and the pressure chambers check valves ( 39 and 45 ) are arranged. Nockenwellenversteller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Ringdruckraums (36) die Hülse (26) an einer Innenseite (40) mit Durchmesserverengungen (41 und 42) versehen ist, die zur Aufnahme der Innenbuchse (35) ausgestaltet sind.Camshaft adjuster according to claim 10, characterized in that for the formation of the annular pressure space ( 36 ) the sleeve ( 26 ) on an inside ( 40 ) with diameter constrictions ( 41 and 42 ), which is for receiving the inner bush ( 35 ) are configured. Nockenwellenversteller nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rückschlagventil (39 oder 45) aus einem zu einem Ring gebogenen Band bspw. aus Federstahl besteht.Camshaft adjuster according to claim 11, characterized in that each check valve ( 39 or 45 ) consists of a bent to a ring band, for example. From spring steel.
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