DE102008055837A1 - Camshaft adjuster for internal-combustion engine, has stator provided with crankshaft in drive connection and rotor connected with camshaft in torque proof manner - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Brennkraftmaschinen und betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.The Invention is in the technical field of internal combustion engines and relates to a camshaft adjuster for an internal combustion engine with the features of the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
In Brennkraftmaschinen mit von einer Nockenwelle betätigten Gaswechselventilen kann über spezielle Einrichtungen, so genannte Nockenwellenversteller, in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands auf die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile Einfluss genommen werden. Hierdurch 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.In Internal combustion engine with actuated by a camshaft Gas exchange valves can have special facilities, like that called camshaft adjuster, depending on the current Operating state on the opening and closing times the gas exchange valves are influenced. This allows a number of beneficial effects are achieved, such as a reduction pollutant emissions, a reduction in fuel consumption and an increase in efficiency, maximum torque and Maximum power of the internal combustion engine.
Allgemein umfassen Nockenwellenversteller einen mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebsteil, einen nockenwellenfesten Abtriebsteil und einen zwischen An- und Abtriebsteil geschalteten Steilantrieb, welcher das Drehmoment vom An- auf das Abtriebsteil überträgt und eine Fixierung und Verstellung der relativen Drehlage zwischen diesen beiden ermöglicht.Generally Camshaft adjuster include one with the crankshaft in drive connection standing drive part, a camshaft fixed output part and a switched between input and output part steep drive, which transmits the torque from the arrival to the output part and a fixation and adjustment of the relative rotational position between allows these two.
In einer gängigen Bauweise wird der Antriebsteil durch einen von der Kurbelwelle angetriebenen Außenrotor (”Stator”) und der Abtriebsteil durch einen mit der Nockenwelle drehfest verbundenen Innenrotor (”Rotor”) geformt, wobei der Rotor konzentrisch zum Stator in einem zentralen Hohlraum des Stators drehverstellbar gelagert ist. Hierbei kann der Stator mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Arbeitsräumen versehen sein, in die sich jeweils ein mit dem Rotor verbundener radialer Flügel erstreckt, wodurch jeder Arbeitsraum in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern geteilt wird. Durch gezielte Druckbeaufschlagung der Druckkammern können die Flügel innerhalb der Arbeitsräume verschwenkt werden, um auf diese Weise eine Änderung der relativen Drehlage (Phasenlage) zwischen Nocken- und Kurbelwelle zu bewirken. Um zu verhindern, dass bei ungenügender Druckmittelversorgung, wie dies etwa während der Startphase der Brennkraftmaschine oder im Leerlauf der Fall ist, an der Nockenwelle auftretende Wechselmomente auf den Rotor übertragen werden, sind hydraulische Nockenwellenversteller in der Regel mit einer Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Stator und Rotor in einer als ”Basisposition” bezeichneten Drehlage ausgerüstet. Als Basisposition wird eine für den Start der Brennkraftmaschine thermodynamisch günstige Phasenlage der Nockenwelle gewählt, welche von der konkreten Auslegung der Brennkraftmaschine abhängt.In a common construction, the drive part by a outer rotor driven by the crankshaft ("stator") and the driven part by a rotatably connected to the camshaft Inner rotor ("rotor") shaped, wherein the rotor concentric with the stator in a central cavity of the stator is mounted adjustable in rotation. Here, the stator with in the circumferential direction distributed work spaces be provided in the each one associated with the rotor radial wing extends, making each working space in two counteracting Pressure chambers is shared. Through targeted pressurization of Pressure chambers can move the wings within the work spaces be pivoted to change this way relative rotational position (phase angle) between cam and crankshaft to effect. In order to prevent insufficient supply of pressure medium, like this during the starting phase of the internal combustion engine or idle, the case occurring at the camshaft alternating moments are transferred to the rotor, are hydraulic phasing usually with a locking device for non-rotatable locking stator and rotor in what is termed "base position" Rotary position equipped. The base position is a for the start of the engine thermodynamically favorable phase position the camshaft chosen, which of the concrete design the internal combustion engine depends.
Derartige
Nockenwellenversteller sind als solche hinlänglich bekannt
und beispielsweise in den Druckschriften
In
einer gängigen alternativen Bauweise umfasst der Stator
und Rotor koppelnde Stellantrieb einen axial verschiebbaren Kolben,
der über jeweilige Schrägverzahnungen mit Rotor
und Stator so verbunden ist, dass eine Verschiebung des Kolbens
in eine relative Verdrehung zwischen diesen beiden umgeformt werden
kann. Ein solcher Nockenwellenversteller ist beispielsweise aus
der
Nachteilig bei diesen Systemen sind, neben der Vielzahl von verbauten Einzelteilen und einer aufwändigen Montage, insbesondere die im Betrieb auftretenden hohen Leckageverluste aufgrund des Stellantriebs.adversely In these systems, in addition to the large number of installed components and a complex assembly, especially during operation occurring high leakage losses due to the actuator.
Zur
Lösung dieser Probleme ist in der unveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung
Unter
Bezugnahme auf
Wird
der Stator
In
In
Wird
nun der Radialschieber
Dies
hat in nachteiliger Weise zur Folge, dass bei angetriebenem Nockenwellenversteller
verschiedene Trägheitsmomente am Radialschieber
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine mit einem Radialschieber zur Verfügung zu stellen, durch welchen der aufgezeigte Nachteil einer Unwuchterzeugung im Betrieb des Nockenwellenverstellers außerhalb der Basislage vermieden werden kann.In contrast, the object of the present invention is a camshaft adjuster for an internal combustion engine with a radial slide for To provide, by which the identified disadvantage an imbalance generation during operation of the camshaft adjuster outside the base position can be avoided.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.These and further objects are according to the proposal of the invention a camshaft adjuster with the characteristics of the independent Patent claim solved. Advantageous embodiments of Invention are indicated by the features of the subclaims.
Ein gattungsgemäßer Nockenweilenversteller umfasst einen mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung bringbaren Antriebsteil bzw. Außenrotor (im Weiteren als ”Stator” bezeichnet) und einen mit einer Nockenwelle drehfest verbindbaren Abtriebsteil bzw. Innenrotor (im Weiteren als ”Rotor” bezeichnet), der in konzentrischer Anordnung drehverstellbar um eine gemeinsame Drehachse zum Stator gelagert ist. Zwischen Stator und Rotor ist ein (z. B. hydraulischer) Stellantrieb geschaltet, welcher ein Drehmoment vom Stator auf den Rotor übertragen kann und eine Fixierung und Verstellung der Drehlage (Drehwinkelstellung) des Rotors in Bezug auf den Stator ermöglicht. Die Drehlage des Rotors gegenüber den Stator ist innerhalb eines vorgebbaren Verstellbereichs verstellbar.One generic cam phaser comprises a driveable with a crankshaft drive part or outer rotor (hereinafter referred to as "stator") and a rotatably connected to a camshaft output part or Inner rotor (hereinafter referred to as "rotor"), the in concentric arrangement rotatable about a common axis of rotation is mounted to the stator. Between stator and rotor is a (eg. hydraulic) actuator, which generates a torque from Stator can transfer to the rotor and a fixation and adjustment of the rotational position (angular position) of the rotor in Reference to the stator allows. The rotational position of the rotor opposite the stator is within a predeterminable adjustment range adjustable.
Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller zeichnet sich in wesentlicher Weise dadurch aus, dass die Drehlage des Rotors gegenüber dem Stator durch einen in Radialrichtung verschiebbaren Radialschieber veränderbar ist, wobei Radialschieber und Rotor so ausgebildet sind, dass ein resultierender Gesamtschwerpunkt von Radialschieber und Rotor für den gesamten Verstellbereich zur Verstellung der Drehwinkelstellung des Rotors in Bezug auf den Stator zumindest annähernd (insbesondere exakt) auf der gemeinsamen Drehachse von Rotor und Stator liegt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass Radialschieber und Rotor so gestaltet sind, dass für jede Drehlage innerhalb des Verstellbereichs ein Massenschwerpunkt SPK des Radialschiebers und ein Massenschwerpunkt SPR des Rotors zumindest annähernd (insbesondere exakt) auf einer die gemeinsame Drehachse von Rotor und Stator enthaltenden Linie liegen. Zudem sind ein senkrechter Abstand IK des Massenschwerpunkts SPK des Radialschiebers vom Rotationszentrum und die Masse mK des Radialschiebers sowie ein senkrechter Abstand IR des Massenschwerpunkts SPR des Rotors vom Rotationszentrum und die Masse mR des Rotors so bemessen, dass das Produkt aus Masse mK und Abstand IK für den Radialschieber zumindest annähernd (insbesondere exakt) dem Produkt aus Masse mR und Abstand IR für den Rotor entspricht.The camshaft adjuster according to the invention is essentially characterized in that the rotational position of the rotor relative to the stator by a radially displaceable radial slide is variable, radial slide and rotor are designed so that a resulting overall center of gravity of the radial slide and rotor for the entire adjustment for adjustment the angular position of the rotor with respect to the stator is at least approximately (in particular exactly) on the common axis of rotation of the rotor and stator. In other words, that means Radial slide and rotor are designed so that for each rotational position within the adjustment range a center of gravity SP K of the radial slide and a center of gravity SP R of the rotor are at least approximately (in particular exactly) on a line containing the common axis of rotation of the rotor and stator. In addition, a vertical distance I K of the center of mass SP K of the radial slide from the center of rotation and the mass m K of the radial slide and a vertical distance I R of the center of mass SP R of the rotor from the center of rotation and the mass m R of the rotor are dimensioned such that the product Mass m K and distance I K for the radial slide at least approximately (in particular exactly) corresponds to the product of mass m R and distance I R for the rotor.
Eine Ausbildung von Radialschieber und Rotor in der Weise, dass ein resultierender Gesamtschwerpunkt von Radialschieber und Rotor für den gesamten Verstellbereich zur Verstellung der Drehlage zwischen Rotor und Stator zumindest annähernd (insbesondere exakt) auf der gemeinsamen Drehachse von Rotor und Stator liegt, kann durch eine entsprechende Formgebung von Radialschieber und Rotor erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich können Radialschieber und/oder Rotor zu diesem Zweck eine inhomogene Massenverteilung aufweisen.A Formation of radial slide and rotor in such a way that a resulting Total center of gravity of radial slide and rotor for the entire Adjustment range for adjusting the rotational position between rotor and Stator at least approximately (in particular exactly) on the common axis of rotation of the rotor and stator can, by a corresponding Shaping of radial slide and rotor can be achieved. alternative or additionally radial slide and / or Rotor for this purpose have an inhomogeneous mass distribution.
Als ”Radialrichtung” wird im Allgemeinen jede Verschieberichtung verstanden, welche einen translatorischen Anteil umfasst und dabei auch mit einem rotatorischen Anteil zu einer bogenförmigen Verschiebebewegung kombiniert werden kann. Dabei liegt der Verschiebeweg vorteilhafter Weise vollständig in einer Ebene, die von der gemeinsamen Drehachse des Nockenwellenverstellers senkrecht durchstoßen wird.As a "radial direction" is in general understood any displacement direction, which translational Proportion and thereby also with a rotational share an arcuate displacement movement can be combined can. In this case, the displacement is advantageously complete in a plane defined by the common axis of rotation of the camshaft adjuster is pierced vertically.
Erfindungsgemäß kann somit in vorteilhafter Weise beim Betrieb des Nockenwellenverstellers die Erzeugung einer Unwucht bei der Verschiebung des Radialschiebers in Radialrichtung vermieden werden, so dass die eingangs genannten Nachteile vermieden werden können.According to the invention thus advantageously in the operation of the camshaft adjuster the generation of an imbalance in the displacement of the radial slide be avoided in the radial direction, so that the aforementioned Disadvantages can be avoided.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist ein exzentrisch am Rotor angeordnetes Eingriffspaar vorgesehen, durch das der Radialschieber mit dem Rotor drehgekoppelt (das heißt, der Rotor zur Drehverstellung gegenüber dem Stator angetrieben) ist. Durch diese Drehkopplung wird vorteilhaft eine Verschiebebewegung des Radialschiebers in eine Drehbewegung des Rotors zur Verstellung der Drehlage des Rotors in Bezug auf den Stator umgeformt. Das Eingriffspaar ist vorzugsweise in Form miteinander kämmender Zahnungen ausgebildet. Denkbar ist jedoch auch, das Eingriffspaar als Reibkupplung auszubilden.at an advantageous embodiment of the invention Camshaft adjuster is arranged eccentrically on the rotor Pair of engagement provided by the radial slide with the rotor rotationally coupled (that is, the rotor for rotational adjustment driven relative to the stator). Through this rotary coupling is advantageous a sliding movement of the radial slide in a rotational movement of the rotor for adjusting the rotational position of the rotor reshaped with respect to the stator. The engagement pair is preferably formed in the form of intermeshing toothings. Conceivable However, it is also to form the engagement pair as a friction clutch.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers weist der Radialschieber einen in Radialrichtung offenen Hohlraum (im Weiteren als ”Schieber-Hohlraum” bezeichnet) auf, in dem der Rotor mit einem die gemeinsame Drehachse enthaltenden ersten Rotorabschnitt aufgenommen ist. Zudem ist am ersten Rotorabschnitt ein in Radialrichtung sich erstreckender zweiter Rotorabschnitt angeformt, der außerhalb des Schieber-Hohlraums angeordnet ist. Durch diese Formgebung von Radialschieber und Rotor kann in besonders einfacher Weise eine Ausbildung von Radialschieber und Rotor in der Weise, dass ein resultierender Gesamtschwerpunkt von Radialschieber und Rotor für den gesamten Verstellbereich zumindest annähernd auf der gemeinsamen Drehachse von Rotor und Stator liegt, erreicht werden.at a further advantageous embodiment of the invention Camshaft adjuster, the radial slide a in the radial direction open cavity (hereinafter referred to as "slider cavity") in which the rotor with a common axis of rotation containing first rotor section is received. In addition, on the first rotor section a second rotor section extending in the radial direction formed, which is arranged outside the slide cavity is. Through this shaping of radial slide and rotor can in particularly simple way a training of radial slide and Rotor in such a way that a resulting overall center of gravity of Radial slide and rotor for the entire adjustment range at least approximately on the common axis of rotation of the rotor and stator is reached.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist der Radialschieber durch Druckbeaufschlagung zumindest eines gegeneinander wirkenden Druckkammerpaars in Radialrichtung verschiebbar. Zu diesem Zweck kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der erste Rotorabschnitt den Schieber-Hohlraum in zumindest ein gegeneinander wirkendes erstes Druckkammerpaar unterteilt, so dass durch Druckbeaufschlagung des ersten Druckkammerpaars eine Verschiebung des Radialschiebers in Radialrichtung erreicht wird.at a further advantageous embodiment of the invention Camshaft adjuster is the radial slide by pressurization at least one oppositely acting pressure chamber pair in the radial direction displaceable. For this purpose it may be particularly advantageous when the first rotor portion, the slider cavity in at least divided a mutually acting first pair of pressure chambers, so that by pressurizing the first pair of pressure chambers a Displacement of the radial slide in the radial direction is achieved.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist der zweite Rotorabschnitt wenigstens teilweise in einer vom Stator geformten Ausnehmung (im Weiteren als ”Stator-Ausnehmung” bezeichnet) aufgenommen, wobei die Stator-Ausnehmung durch den zweiten Rotorabschnitt in zumindest ein gegeneinander wirkendes zweites Druckkammerpaar unterteilt wird, so dass der Rotor durch Druckbeaufschlagung des zweiten Druckkammerpaars gegenüber dem Stator drehverstellbar ist. Durch diese Maßnahme kann in besonders vorteilhafter Weise eine Unterstützung der Verschiebung des Radialschiebers in Radialrichtung erreicht werden, wodurch eine effiziente Drehverstellung des Rotors gegenüber dem Stator und eine Entlastung des Eingriffspaar zur Kopplung von Radialschieber und Rotor erreicht wird.at a further advantageous embodiment of the invention Camshaft adjuster, the second rotor portion is at least partially received in a stator-shaped recess (hereinafter referred to as "stator recess"), wherein the stator recess through the second rotor section in divided at least one counteracting second pair of pressure chambers is, so that the rotor by pressurizing the second pressure chamber pair is adjustable in rotation relative to the stator. By this measure can support in a particularly advantageous manner the displacement of the radial slide achieved in the radial direction be, whereby an efficient rotational adjustment of the rotor over the Stator and a relief of the pair of engagement for coupling radial slide and rotor is achieved.
In obigem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn jeweilige Druckkammern des ersten und zweiten Druckkammerpaars fluidleitend so miteinander verbunden sind, dass eine Druckbeaufschlagung fluidleitend miteinander verbundener Druckkammern eine gleichsinnige Drehverstellung des Rotors gegenüber dem Stator bewirkt. Hierdurch kann eine gleichsinnige Drehverstellung des Rotors gegenüber dem Stator in besonders einfacher und effektiver Weise erreicht werden. Die fluidleitend miteinander verbundenen Druckkammern der ersten und zweiten Druckkammerpaare können insbesondere auch als Abschnitte einer selben Druckkammer aufgefasst werden, so dass die ersten und zweiten Druckkammerpaare verschiedene Abschnitte eines selben Druckkammerpaars sind.In the above case, it is particularly advantageous if respective pressure chambers of the first and second pairs of pressure chambers are connected in a fluid-conducting manner such that pressurization of pressure chambers fluidly connected to one another causes the rotor to rotate in the same direction relative to the stator. This allows a same directional rotational adjustment of the rotor relative to the stator in a particularly simple and effective Be achieved. The fluid-conducting interconnected pressure chambers of the first and second pairs of pressure chambers can be understood in particular as sections of a same pressure chamber, so that the first and second pairs of pressure chambers are different sections of a same pressure chamber pair.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist der Radialschieber in einem Hohlraum (im Weiteren als ”Stator-Hohlraum” bezeichnet) des Stators angeordnet und unterteilt den Stator-Hohlraum in zumindest ein gegeneinander wirkendes drittes Druckkammerpaar. Durch diese Maßnahme kann eine Druckbeaufschlagung des Radialschiebers in besonders einfacher Weise realisiert werden.at a further advantageous embodiment of the invention Camshaft adjuster is the radial slide in a cavity (in Further referred to as "stator cavity") of the stator arranged and divides the stator cavity in at least one against each other acting third pressure chamber pair. By this measure can be a pressurization of the radial slide in a particularly simple Be realized manner.
Allgemein kann es in der Erfindung von Vorteil sein, wenn Druckkammern, welche bei Druckbeaufschlagung eine gleichsinnige Drehverstellung des Rotors gegenüber dem Stator bewirken, eine gemeinsame Druckmittelversorgung aufweisen.Generally It may be advantageous in the invention, if pressure chambers, which when pressurizing a same direction of rotation of the rotor cause the stator, a common pressure medium supply exhibit.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers, bei welcher der zweite Rotorabschnitt wenigstens teilweise in der vom Stator geformten Stator-Ausnehmung aufgenommen ist, wird durch die Stator-Ausnehmung eine Begrenzung des Verstellbereichs zur Verstellung der Drehlage des Rotors gegenüber dem Stator bewirkt. Hierdurch wird eine einfache Möglichkeit zur Begrenzung des Verstellbereichs für die relative Phasenlage von Stator und Rotor geschaffen.at a further advantageous embodiment of the invention Camshaft adjuster, wherein the second rotor section at least partially received in the stator-shaped stator recess is, by the stator recess is a limitation of the adjustment for adjusting the rotational position of the rotor relative to the stator causes. This provides a simple way to limit the adjustment range for the relative phase position of stator and rotor created.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist der Stator-Hohlraum mit wenigstens zwei zueinander parallel angeordneten Führungsmitteln versehen, an denen der Radialschieber geführt ist. Bei den Führungsmitteln kann es sich beispielsweise um Führungsflächen oder Führungsstreben handeln.at a further advantageous embodiment of the invention Camshaft adjuster is the stator cavity with at least two provided parallel to each other guide means, where the radial slide is guided. With the guide means For example, they may be guide surfaces or leadership strands.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist der zweite Rotorabschnitt mit einer Verriegelungseinrichtung versehen, durch die Rotor und Stator in einer wählbaren Drehlage (Basislage) durch formschlüssigen Eingriff eines im Rotor oder Stator aufgenommenen Verriegelungselements in eine vom jeweils anderen (Stator oder Rotor) geformte Ausnehmung drehfest verriegelbar sind. Hierdurch kann in besonders vorteilhafter Weise erreicht werden, dass ein Verriegelungsspiel aufgrund des relativ großen radialen Abstands der Verriegelungseinrichtung von der gemeinsamen Drehachse relativ gering ist. Zudem kann im verriegelten Zustand ein Drehmoment zwischen Stator und Rotor besonders effektiv übertragen werden.at a further advantageous embodiment of the invention Camshaft adjuster is the second rotor section with a Locking device provided by the rotor and stator in a selectable rotational position (base position) by positive locking Intervention of a recorded in the rotor or stator locking element in one of the other (stator or rotor) shaped recess rotatable locked. This can be particularly advantageous Be achieved that a locking game due to the relatively large radial distance of the locking device of the common axis of rotation is relatively low. In addition, can be locked in the State a torque between the stator and rotor transfer particularly effective become.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist der Radialschieber so ausgebildet, dass bei einer Drehung um die gemeinsame Drehachse durch die hierbei erzeugte Fliehkraft eine Verstellung des Radialschiebers in Radialrichtung bewirkt wird. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass eine Verstellung des Radialschiebers während des Betriebs des Nockenwellenverstellers durch Fliehkraft unterstützt wird.at a further advantageous embodiment of the invention Camshaft adjuster, the radial slide is designed so that with a rotation about the common axis of rotation through this generated centrifugal force an adjustment of the radial slide in the radial direction is effected. This can be achieved in an advantageous manner that an adjustment of the radial slide during operation of the camshaft adjuster supported by centrifugal force becomes.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Brennkraftmaschine, die mit wenigstens einem wie oben beschriebenen Nockenwellenversteller ausgerüstet ist.The Invention further extends to an internal combustion engine, equipped with at least one camshaft adjuster as described above is.
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 The invention will now be described in more detail with reference to exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings is taken. Same or equivalent elements are in the Drawings with the same reference numbers. Show it:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings
Die
Unter
Bezugnahme auf
Innerhalb
des Stator-Hohlraums
Der
Radialschieber
Der
Radialschieber
Für
eine translatorische Verschiebung des Radialschiebers
Der
zentrale Rotorabschnitt
Werden
nun die Druckkammern A und A' gegenüber den Druckkammern
B und B' mit Überdruck beaufschlagt, indem in entsprechender
Weise Druckmittel zugeführt wird, so wird der Radialschieber
Über
eine unmittelbare Druckbeaufschlagung des Rotors
Bezogen
auf eine Antriebsrichtung des Stators
Der
Radialschieber
Um
zu vermeiden, dass bei einer ungenügenden Druckmittelversorgung
während des Betriebs der Brennkraftmaschine an der Nockenwelle auftretende
Wechselmomente auf den Rotor
In
dem Nockenwellenversteller
In
In
In
beiden Varianten für die Druckmittelpfade kann über
einen im radialen Rotorabschnitt
Es
wird nun Bezug auf
Demnach
umfasst der Nockenwellenversteller
Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung:
In
dem erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller ist
der Rotor in seiner Drehwinkelstellung mittels eines in Radialrichtung
verschiebbaren Radialkolbens relativ zum Stator verstellbar. Der
Radialschieber ist hierbei von Füh rungsflächen
des Stators oder zusätzlichen Führungselementen,
wie Führungsstreben, linear geführt. Denkbar wäre
es jedoch auch, den der Radialschieber in entsprechenden Nuten axialer
Stirnplatten des Nockenwellenverstellers zu führen. Eine
translatorische Verschiebung des Radialschiebers erfolgt beispielsweise
hydraulisch mittels gegeneinander wirkender Druckkammerpaare. Über eine
spezielle Bauteilgestaltung von Radialschieber und Rotor und das
kinematische Zusammenwirken dieser Bauteile erfolgt ein Unwuchtausgleich.
Die geometrische Form des Radialschiebers kann zumindest annähernd
U-förmig sein, jedoch ist auch jede andere geometrische
Form denkbar, solange eine gewünschte Schwerpunktlage erzeugt
wird. Entsprechendes gilt auch für den Rotor. Über
eine inhomogene Materialverteilung in den Bauteilen Radialschieber
und Rotor kann eine gewünschte Schwerpunktlage erzeugt
werden, was zum Unwuchtausgleich beiträgt. Der Stator,
welcher beispielsweise über ein Riemen- oder Kettenrad
mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung bringbar ist, kann ein-
oder mehrteilig ausgeführt werden. Eine Versorgung des
Nockenwellenverstellers mit Druckmittel kann durch die Nockenwelle,
insbesondere mittels Druckmitteltrennhülsen, oder extern
erfolgen. Eine Versorgung der Druckkammern mit Druckmittel kann
durch Kanäle im Radialschieber und/oder Rotor und/oder
Gehäuse oder auch durch Leitbleche, die in ein Nockenwellenverstellergehäuse
ein- oder aufgelegt werden, erfolgen. Der Nockenwellenversteller
kann beispielsweise mittels Schrauben oder einer Zentralschraube
an der Nockenwelle befestigt werden. Der Nockenwellenversteller
kann beispielsweise aus Eisen- und/oder Aluminiumwerkstoffen und/oder
oder Kunststoff gefertigt werden. In den Nockenwellenversteller
kann weiterhin ein Antrieb für weitere Systeme, beispielsweise
eine Vakuumpumpe, integriert werden. Ein Gehäuse für
den Nockenwellenversteller kann beispielsweise in Form eines zweiteiligen
Topfes ausgebildet sein.Further features of the invention will become apparent from the following description:
In the camshaft adjuster according to the invention, the rotor is adjustable relative to the stator in its rotational angle position by means of a radially displaceable radial piston. The radial slide is in this case of Füh approximately surfaces of the stator or additional guide elements, such as guide rods, linearly guided. It would also be conceivable, however, to guide the radial slide in corresponding grooves of axial end plates of the camshaft adjuster. A translational displacement of the radial slide takes place, for example, hydraulically by means of pairs of pressure chambers acting against one another. Through a special component design of radial slide and rotor and the kinematic interaction of these components is an unbalance compensation. The geometric shape of the radial slide may be at least approximately U-shaped, but any other geometric shape is conceivable as long as a desired center of gravity is generated. The same applies to the rotor. By means of an inhomogeneous material distribution in the components radial slide and rotor, a desired center of gravity can be generated, which contributes to the balancing of unbalance. The stator, which can be brought into drive connection with the crankshaft, for example via a belt or sprocket wheel, can be designed in one or more parts. A supply of the camshaft adjuster with pressure medium can be effected by the camshaft, in particular by means of pressure medium separating sleeves, or externally. A supply of the pressure chambers with pressure medium can be done by channels in the radial slide and / or rotor and / or housing or by baffles, which are inserted or placed in a Nockenwellenverstellergehäuse. The camshaft adjuster can be attached to the camshaft, for example by means of screws or a central screw. The camshaft adjuster can be made for example of iron and / or aluminum materials and / or plastic or plastic. In the camshaft adjuster a drive for other systems, such as a vacuum pump, can be further integrated. A housing for the camshaft adjuster can be designed, for example, in the form of a two-part pot.
Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Vermeidung von Unwucht bei einer Verstellung der Phasenlage zwischen Rotor und Stator. Dies gilt insbesondere für die beiden maximal verstellten Phasenlagen, Früh- und Spätstellung, in denen gewöhnlich eine besonders große Unwucht auftritt. Durch eine Verriegelungseinrichtung mit einem relativ großen radialen Abstand vom Drehzentrum kann die Drehmomentübertragbarkeit verbessert sowie das Verriegelungsspiel im verriegelten Zustand verringert werden. Durch die Fliehkrafteinwirkung auf den Radialschieber kann in vorteilhafter Weise ein Drehmoment erzeugt werden, welches die Verstellfunktion unterstützt. Der Nockenwellenversteiler ist in allen gängigen Motoranwendungen einsetzbar. Aufgrund der geringen Komplexität des Nockenwellenverstellers verringern sich dessen Kosten für Herstellung und Wartung.Of the Camshaft adjuster according to the invention allows advantageously an avoidance of imbalance in an adjustment the phase angle between rotor and stator. This is especially true for the two maximally adjusted phase positions, early and late position, where usually one particular large imbalance occurs. By a locking device with a relatively large radial distance from the center of rotation can improve the torque transferability and the Locking game can be reduced in the locked state. By the centrifugal force on the radial slide can in an advantageous Way a torque can be generated, which is the adjustment function supported. The camshaft splitter is in all common Motor applications can be used. Due to the low complexity the camshaft adjuster reduce its cost for Manufacture and maintenance.
- 11
- NockenwellenverstellerPhaser
- 22
- Statorstator
- 33
- Rotorrotor
- 44
- Radialschiebervane
- 55
- Stator-HohlraumStator cavity
- 66
- Drehachseaxis of rotation
- 77
- erste Führungsflächefirst guide surface
- 88th
- zweite Führungsflächesecond guide surface
- 99
- zentraler Rotorabschnittcentrally rotor section
- 1010
- radialer Rotorabschnittradial rotor section
- 1111
- Kopplungsabschnittcoupling portion
- 1212
- Bogenabschnittarc section
- 1313
- BogenendabschnittBogenendabschnitt
- 1414
- Ripperib
- 1515
- Schieber-HohlraumVane cavity
- 1616
- Stator-AusnehmungStator recess
- 1717
- Innenwandinner wall
- 1818
- erste Randflächefirst edge surface
- 1919
- zweite Randflächesecond edge surface
- 2020
- Zahnstangerack
- 2121
- Zahnsegmenttoothed segment
- 2222
- Verriegelungspinlocking pin
- 2323
- Aufnahmeadmission
- 2424
- erster Druckmittelpfadfirst Pressure fluid conduit
- 2525
- zweiter Druckmittelpfadsecond Pressure fluid conduit
- 2626
- dritter Druckmittelpfadthird Pressure fluid conduit
- 2727
- vierter Druckmittelpfadfourth Pressure fluid conduit
- 2828
- fünfter Druckmittelpfadfifth Pressure fluid conduit
- 2929
- sechster Druckmittelpfadsixth Pressure fluid conduit
- 3030
- siebter Druckmittelpfadseventh Pressure fluid conduit
- 3131
- Führungsstrebeguide strut
- 3232
- Führungsnutguide
- 100100
- NockenwellenverstellerPhaser
- 101101
- Statorstator
- 102102
- Rotorrotor
- 103103
- Radialschiebervane
- 104104
- erste Spiralfederfirst spiral spring
- 105105
- Ripperib
- 106106
- Führungsflächeguide surface
- 107107
- Führungsflächeguide surface
- 108108
- Stator-HohlraumStator cavity
- 109109
- Kolben-HohlraumPiston cavity
- 110110
- zweite Spiralfedersecond spiral spring
- 111111
- Verriegelungspinlocking pin
- 112112
- Zahnstangerack
- 113113
- Zahnsegmenttoothed segment
- 114114
- Kehlunggroove
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 19908934 A1 [0005] - DE 19908934 A1 [0005]
- - DE 4218082 A1 [0006] - DE 4218082 A1 [0006]
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140211 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140211 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150123 |
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