DE102013224862A1 - Camshaft adjustment device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstelleinrichtung mit – einem mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbaren Stator, und – einem gegenüber dem Stator drehbar gelagerten, mit einer Nockenwelle verbindbaren Rotor, und – einer Verriegelungseinrichtung zur Verriegelung des Rotors gegenüber dem Stator mit einer statorfesten Verriegelungskulisse (8, 9, 10) und wenigstens einem in der Verriegelungskulisse (8, 9, 10) verriegelbaren rotorfesten Verriegelungsstift (11, 12), wobei – die Verriegelungskulisse (8, 9, 10) in einem statorfesten, an dem Rotor seitlich anliegenden, wenigstens zweiteiligen Deckel (1) angeordnet ist, und die beiden Teile (2, 3) des Deckels (1) in unterschiedlichen Drehwinkeln zueinander befestigbar sind, wobei – die Verriegelungskulisse (8, 9, 10) durch wenigstens eine in einem ersten Teil (2) des Deckels (1) vorgesehene Ausnehmung gebildet ist, und an einem zweiten Teil (3) des Deckels (1) ein in die Ausnehmung eingreifender Vorsprung (4) vorgesehen ist.The present invention relates to a camshaft adjusting device with a stator which can be connected to a crankshaft of an internal combustion engine, and a rotor which is rotatably mounted relative to the stator and can be connected to a camshaft, and a locking device for locking the rotor relative to the stator with a stator-fixed locking link (8; 9, 10) and at least one in the locking link (8, 9, 10) lockable rotor-fixed locking pin (11, 12), wherein - the locking link (8, 9, 10) in a statorfesten, laterally adjacent to the rotor, at least two-piece lid (1) is arranged, and the two parts (2, 3) of the lid (1) in different angles of rotation are fastened to each other, wherein - the locking link (8, 9, 10) by at least one in a first part (2) of the lid (1) provided recess is formed, and at a second part (3) of the lid (1) engaging in the recess Projection (4) is provided.
Description
Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstelleinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a camshaft adjusting device having the features of the preamble of claim 1.
Nockenwellenverstelleinrichtungen werden im Allgemeinen in Ventiltrieben von Brennkraftmaschinen verwendet, um die Ventilöffnungs- und Schließzeiten zu verändern, wodurch die Verbrauchswerte der Brennkraftmaschine und das Betriebsverhalten im Allgemeinen verbessert werden können.Camshaft phasers are generally used in internal combustion engine valve trains to vary the valve opening and closing times, which can improve engine fuel economy and performance generally.
Eine in der Praxis bewährte Ausführungsform der Nockenwellenverstelleinrichtung weist einen Flügelzellenversteller mit einem Stator und einem Rotor auf, welche einen Ringraum begrenzen, der durch Vorsprünge und Flügel in mehrere Arbeitskammern unterteilt ist. Die Arbeitskammern sind wahlweise mit einem Druckmittel beaufschlagbar, welches in einem Druckmittelkreislauf über eine Druckmittelpumpe aus einem Druckmittelreservoir in die Arbeitskammern an einer Seite der Flügel des Rotors zugeführt und aus den Arbeitskammern an der jeweils anderen Seite der Flügel wieder in das Druckmittelreservoir zurückgeführt wird. Die Arbeitskammern, deren Volumen dabei vergrößert wird, weisen eine Wirkrichtung auf, welche der Wirkrichtung der Arbeitskammern, deren Volumen verkleinert wird, entgegengesetzt ist. Die Wirkrichtung bedeutet demnach, dass eine Druckmittelbeaufschlagung der jeweiligen Gruppe von Arbeitskammern eine Verdrehung des Rotors entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn relativ zu dem Stator bewirkt. Die Steuerung des Druckmittelflusses und damit der Verstellbewegung der Nockenwellenverstelleinrichtung erfolgt z.B. mittels eines Zentralventils mit einer komplexen Struktur von Durchflussöffnungen und Steuerkanten und einem in dem Zentralventil verschiebbaren Ventilkörper, welcher die Durchflussöffnungen in Abhängigkeit von seiner Stellung verschließt oder freigibt.A proven in practice embodiment of the camshaft adjusting device has a Flügelzellenversteller with a stator and a rotor, which define an annular space, which is divided by projections and wings in a plurality of working chambers. The working chambers are optionally acted upon by a pressure medium, which is fed in a pressure medium circuit via a pressure medium pump from a pressure medium reservoir in the working chambers on one side of the blades of the rotor and is returned from the working chambers on the other side of the wings back into the pressure medium reservoir. The working chambers, the volume of which is increased, have a direction of action, which is the direction of action of the working chambers whose volume is reduced, opposite. Accordingly, the direction of action means that pressurizing the respective group of working chambers causes rotation of the rotor either clockwise or counterclockwise relative to the stator. The control of the pressure medium flow and thus the adjustment movement of the camshaft adjusting device takes place e.g. by means of a central valve having a complex structure of flow openings and control edges and a valve body which is displaceable in the central valve and closes or releases the flow openings as a function of its position.
Ein Problem bei einer solchen Nockenwellenverstelleinrichtung ist es, dass sie in einer Startphase noch nicht vollständig mit Druckmittel gefüllt ist oder sogar leer gelaufen sein kann, so dass der Rotor aufgrund der von der Nockenwelle ausgeübten Wechselmomente unkontrollierte Bewegungen relativ zu dem Stator ausführen kann, welche zu einem erhöhten Verschleiß und zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung führen können. Zur Vermeidung dieses Problems ist es bekannt, zwischen dem Rotor und dem Stator eine Verriegelungseinrichtung vorzusehen, welche den Rotor beim Abstellen der Brennkraftmaschine in einer für den Start günstigen Drehwinkelposition gegenüber dem Stator verriegelt. In Ausnahmefällen, wie z.B. beim Abwürgen der Brennkraftmaschine, ist es aber möglich, dass die Verriegelungseinrichtung den Rotor nicht bestimmungsgemäß verriegelt, und der Nockenwellenversteller in der sich anschließenden Startphase mit unverriegeltem Rotor betrieben werden muss. Da manche Brennkraftmaschinen jedoch ein sehr schlechtes Startverhalten haben, wenn der Rotor nicht in der Mittenposition verriegelt ist, muss der Rotor dann in der Startphase selbsttätig in die Mittenverriegelungsposition verdreht und verriegelt werden.A problem with such a camshaft adjusting device is that it is not completely filled with pressure medium in a starting phase or may even have run empty, so that the rotor can perform uncontrolled movements relative to the stator due to the alternating moments exerted by the camshaft, which can lead to increased wear and to an undesirable noise. To avoid this problem, it is known to provide a locking device between the rotor and the stator, which locks the rotor when stopping the internal combustion engine in a favorable for the start angle of rotation position relative to the stator. In exceptional cases, such as when stalling the internal combustion engine, it is possible that the locking device does not lock the rotor as intended, and the camshaft adjuster must be operated in the subsequent starting phase with unlocked rotor. However, since some internal combustion engines have a very poor starting behavior when the rotor is not locked in the center position, the rotor must then be automatically rotated and locked in the starting phase in the center locking position.
Eine solche selbsttätige Verdrehung und Verriegelung des Rotors gegenüber dem Stator ist z.B. aus der
Eine Möglichkeit der Ausbildung der Verriegelungskulissen ist das Vorsehen eines Verriegelungsdeckels oder auch Dichtdeckels, in dem die Verriegelungskulissen in Form von Ausnehmungen vorgesehen sind, wobei der Verriegelungsdeckel oder der Dichtdeckel jeweils drehfest mit dem Stator verbunden sind und die Arbeitskammern seitlich abdecken.One way of forming the locking latches is the provision of a locking cover or sealing lid, in which the locking lugs are provided in the form of recesses, wherein the locking lid or the sealing lid are each rotatably connected to the stator and cover the working chambers laterally.
Ein Problem ist dabei darin zu sehen, dass aufgrund von Fertigungstoleranzen der Bauteile zwangsläufig ein Verriegelungsspiel nicht zu vermeiden ist, welches bei einer Verriegelung des Rotors aus den Anschlagstellungen „Früh“ oder „Spät“ in die Mittenverriegelungsposition zu berücksichtigen ist. Das Verriegelungsspiel ergibt sich aus der Summe der Einzelteiltoleranzen der Bauteile und kann im Extremfall mehr als 1 Grad betragen, was im Hinblick auf die hohen Qualitätsanforderungen unbefriedigend ist.A problem is to be seen in the fact that due to manufacturing tolerances of the components inevitably a locking game is unavoidable, which is to be considered in a locking of the rotor from the stop positions "early" or "late" in the center locking position. The locking clearance results from the sum of the component tolerances of the components and can be more than 1 degree in extreme cases, which is unsatisfactory in view of the high quality requirements.
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine weiterentwickelte kostengünstige Nockenwellenverstelleinrichtung zu schaffen, bei der das Verriegelungsspiel nachträglich eingestellt werden kann.The object of the invention is to provide a further developed cost-effective camshaft adjusting device, in which the locking clearance can be subsequently adjusted.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Verriegelungskulisse durch wenigstens eine in einem ersten Teil des Deckels vorgesehene Ausnehmung gebildet ist, und an einem zweiten Teil des Deckels ein in die Ausnehmung eingreifender Vorsprung vorgesehen ist. Durch die vorgeschlagene Lösung werden die Anschläge für die Verriegelungsstifte in der Mittenverriegelungsposition durch eine Randseite der die Verriegelungskulisse bildenden Ausnehmung und durch den in die Ausnehmung eingreifenden Vorsprung gebildet. Da die beiden Teile des Deckels in der Drehwinkelstellung zueinander verstellbar sind, können die Anschläge für die Verriegelungsstifte der Mittenverriegelungsposition zueinander verstellt und damit das Verriegelungsspiel mit einfachen Mitteln eingestellt werden. Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass eine Verstellung der Anschlagstellungen der Mittenverriegelungsposition und damit des Verriegelungsspiels möglich ist, ohne dass dazu in dem zweiten Teil eine Ausnehmung zum Eingriff der Verriegelungsstifte vorgesehen sein muss. Das zweite Teil des Deckels kann dadurch wesentlich dünner und leichter ausgeführt werden. Wichtig ist nur, dass an dem zweiten Teil der vorgeschlagene Vorsprung vorgesehen ist, welcher den Anschlag für einen der Verriegelungsstifte in der Mittenverriegelungsposition bildet. Ferner muss bei der Herstellung des zweiten Teils nur auf eine entsprechend formund positionsgenaue Herstellung des Vorsprunges geachtet werden, da der Vorsprung den Anschlag bildet, wobei geringe Fertigungsungenauigkeiten durch die erfindungsgemäß ermöglichte Einstellbarkeit des Verriegelungsspiels kompensiert werden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Verriegelungskulisse für die Mittenverriegelung des Rotors ausschließlich durch eine Ausnehmung in dem ersten Teil des zweiteiligen Deckels gebildet ist, während an dem zweiten Teil nur der Vorsprung vorgesehen werden muss.According to the basic idea of the invention, it is proposed that the locking link is formed by at least one recess provided in a first part of the lid, and a projection engaging in the recess is provided on a second part of the lid. The proposed solution, the stops for the locking pins in the center locking position by an edge side of the locking link forming recess and formed by the recess engaging in the projection. Since the two parts of the lid are mutually adjustable in the angular position, the stops for the locking pins of the center locking position can be adjusted to each other and thus the locking clearance can be adjusted by simple means. The advantage of the invention can be seen in the fact that an adjustment of the stop positions of the center locking position and thus the locking clearance is possible without the need for a recess for engagement of the locking pins must be provided in the second part. The second part of the lid can be made considerably thinner and lighter. It is only important that is provided on the second part of the proposed projection, which forms the stop for one of the locking pins in the center locking position. Furthermore, care must be taken in the production of the second part only to a corresponding shape and position accurate production of the projection, since the projection forms the stop, with low production inaccuracies can be compensated by the inventively made adjustability of the locking clearance. Another advantage of the invention lies in the fact that the locking link for the center lock of the rotor is formed exclusively by a recess in the first part of the two-part lid, while on the second part, only the projection must be provided.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die beiden Teile des Deckels jeweils Öffnungen aufweisen, welche sich in der vorgesehenen zusammengesetzten Stellung der beiden Teile des Deckels zu jeweils einer Befestigungsöffnung ergänzen, und dass die Öffnungen von wenigstens einem der beiden Teile in Richtung der relativen Verdrehrichtung der beiden Teile zueinander eine größere Weite als der Schaftdurchmesser einer darin vorgesehenen Befestigungsschraube aufweisen. Durch die vorgeschlagene Lösung kann die Verdrehbarkeit der beiden Teile des Deckels zueinander mit sehr einfachen Mitteln ermöglicht werden. Die Öffnungen mit der größeren Weite können dabei durch Langlöcher mit einer entsprechenden Ausrichtung oder auch durch im Vergleich zu dem Schaftdurchmesser der Befestigungsschrauben übergroße Öffnungen verwirklicht werden.It is further proposed that the two parts of the lid each have openings which complement each other in the intended assembled position of the two parts of the lid to a respective attachment opening, and that the openings of at least one of the two parts in the direction of relative rotation of the two parts have a greater width to each other than the shaft diameter of a fastening screw provided therein. The proposed solution, the rotatability of the two parts of the lid to each other can be made possible with very simple means. The openings with the larger width can be realized by elongated holes with a corresponding orientation or by compared to the shank diameter of the fastening screws oversized openings.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Vorsprung derart positioniert ist, dass er in einer vorgesehenen zusammengesetzten Stellung der beiden Teile des Deckels in einen Endabschnitt einer der Verriegelungskulissen eingreift. Durch die vorgeschlagene Lösung kann der durch die Verriegelungskulisse ermöglichte Verstellbereich des Rotors maximal ausgenutzt werden.It is further proposed that the projection is positioned so that it engages in an intended assembled position of the two parts of the lid in an end portion of the locking gates. Due to the proposed solution, the adjustment range of the rotor made possible by the locking link can be maximally utilized.
Ferner kann der Vorsprung an einer ersten Seite eine an den Verlauf der Randseite der Verriegelungskulisse angepasste Formgebung aufweisen, wodurch sich dieser in der Anschlagstellung an der Verriegelungskulisse über eine möglichst große Fläche an der Verriegelungskulisse abstützten kann. Ferner kann dadurch der mögliche Verstellweg zwischen den beiden Teilen des Deckels maximiert werden.Further, the projection on a first side may have a shape adapted to the course of the edge side of the locking link shape, whereby this can be supported in the stop position on the locking link over as large a surface as possible on the locking link. Furthermore, this can be maximized the possible Verstellweg between the two parts of the lid.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Vorsprung an einer zweiten Seite, welche dem daran zur Anlage gelangenden Verriegelungsstift zugewandt ist, eine ebene Anschlagsfläche aufweist. Durch die ebene Anschlagsfläche können Form- und Lageungenauigkeiten des Vorsprunges, des daran zur Anlage gelangenden Verriegelungsstiftes und der Aufnahme des Verriegelungsstiftes in dem Rotor kompensiert werden, da der Verriegelungsstift an verschiedenen Stellen des Vorsprunges zur Anlage gelangen kann, ohne dass dies Auswirkungen auf das Verriegelungsspiel des Rotors hat. Dabei verläuft die ebene Anschlagsfläche idealerweise in Radialrichtung nach außen.Furthermore, it is proposed that the projection on a second side, which faces the locking pin reaching it, has a flat stop surface. Due to the flat stop surface shape and position inaccuracies of the projection, the locking pin reaching it and the inclusion of the locking pin can be compensated in the rotor, since the locking pin can come to rest at different points of the projection, without affecting the locking game of the Rotor has. The flat stop surface ideally extends radially outward.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Vorsprung durch einen aus dem zweiten Teil des Deckels heraus geprägten Nocken gebildet ist. Der Nocken kann z.B. durch eine Metallumformung hergestellt sein, welche sehr kostengünstig, insbesondere in einer Großserienfertigung, realisiert werden kann.It is further proposed that the projection is formed by a stamped out of the second part of the lid cam. The cam may e.g. be produced by a metal forming, which can be realized very inexpensively, especially in a mass production.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Vorsprung derart geformt ist, dass er radial außen in Umfangsrichtung eine größere Erstreckung als radial innen in Umfangsrichtung aufweist. Durch die vorgeschlagene Bemessung des fangsrichtung aufweist. Durch die vorgeschlagene Bemessung des Vorsprunges kann dieser besonders gut während der Einstellbewegung in der Verriegelungskulisse geführt werden. Ferner kann dadurch die Ausrichtung der Anschlagsfläche möglichst senkrecht zu der Bewegung des Verriegelungsstiftes gewählt werden.It is further proposed that the projection is shaped such that it has a greater extent radially outward in the circumferential direction than radially inward in the circumferential direction. By the proposed design of the catch direction has. Due to the proposed design of the projection of this can be performed very well during the adjustment movement in the locking link become. Furthermore, this allows the alignment of the stop surface are selected as perpendicular to the movement of the locking pin.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Vorsprung eine Höhe aufweist, welche kleiner oder gleich der Wandstärke des ersten Teils des Deckels im Bereich der Verriegelungskulisse ist, in welche der Vorsprung eingreift. Durch die vorgeschlagene Bemessung des Vorsprunges ragt dieser nicht über das erste Teil des Deckels hinaus, so dass der Verriegelungsstift den Vorsprung in der entriegelten Stellung überfahren kann. Sofern die Höhe des Vorsprungs der Wandstärke des ersten Teils entspricht, kann sogar eine ebene Oberfläche aus der Stirnseite des Vorsprunges und der die Verriegelungskulisse begrenzenden Randfläche des ersten Teils verwirklicht werden, so dass der Verriegelungsstift auch in der entriegelten Stellung zur Verstellung aus der Verriegelungskulisse ausfahren kann, ohne an dem Rand der Verriegelungskulisse hängenzubleiben.According to a further preferred embodiment of the invention it is proposed that the projection has a height which is less than or equal to the wall thickness of the first part of the lid in the region of the locking link, in which engages the projection. The proposed design of the projection does not protrude beyond the first part of the lid, so that the locking pin can drive over the projection in the unlocked position. If the height of the projection corresponds to the wall thickness of the first part, even a flat surface can be realized from the end face of the projection and the edge delimiting the locking link of the first part, so that the locking pin can extend out of the locking slot in the unlocked position for adjustment without getting caught on the edge of the locking slot.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Vorsprung durch ein mit dem zweiten Teil des Deckels verbundenes Zusatzteil gebildet ist. Durch die vorgeschlagene Lösung ist das zweite Teil des Deckels wenigstens zweiteilig mit dem Grundbauteil und dem den Vorsprung bildenden Zusatzteil ausgebildet. Das Zusatzteil, welches den Vorsprung bildet, kann dadurch individuell gemäß den an den Vorsprung gestellten Anforderungen ausgebildet sein. Z.B. kann das Zusatzteil einer besonderen zusätzlichen Wärmebehandlung unterzogen werden, ohne dass dazu das gesamte zweite Teil wärmebehandelt werden muss. Ferner kann die ansonsten erforderliche Materialumformung bzw. die Herstellung des Vorsprunges an dem zweiten Teil entfallen, wodurch die Fertigungskosten gesenkt werden können.It is also proposed that the projection is formed by an additional part connected to the second part of the lid. By the proposed solution, the second part of the lid is formed at least in two parts with the base member and the projection forming the additional part. The additional part which forms the projection can thereby be designed individually in accordance with the requirements imposed on the projection. For example, the additional part may be subjected to a special additional heat treatment without having to heat treat the entire second part. Furthermore, the otherwise required material deformation or the production of the projection on the second part can be omitted, whereby the manufacturing costs can be reduced.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Figuren sind im Einzelnen zu erkennen:The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. The figures show in detail:
Die Nockenwellenverstelleinrichtung kann im Grundaufbau dem Nockenwellenversteller aus der
Der Stator ist seitlich mit einem Entlüftungsdeckel und einem Verriegelungsdeckel verschraubt, welche die Arbeitsklammern seitlich verschließen. In dem Entlüftungsdeckel sind mehrere teilkreisbogenförmige Entlüftungsöffnungen vorgesehen, welche jeweils so angeordnet sind, dass sie nach der Verschraubung des Entlüftungsdeckels an dem Stator zwischen den Vorsprüngen des Stators liegen.The stator is bolted to the side with a vent cover and a locking lid, which close the work clamps laterally. In the vent cover a plurality of partial arc-shaped vent openings are provided which are each arranged so that they lie after the screw connection of the vent cover to the stator between the projections of the stator.
In den
In dem Ausführungsbeispiel der
In der dargestellten Mittenverriegelungsstellung eines nicht dargestellten Rotors greifen zwei Verriegelungsstifte
In der
Der Vorsprung
Der Vorsprung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Deckel cover
- 22
- erstes Teil first part
- 33
- zweites Teil second part
- 44
- Vorsprung head Start
- 55
- Befestigungsöffnung fastening opening
- 66
- Öffnung opening
- 77
- Öffnung opening
- 88th
- Verriegelungskulisse locking link
- 99
- Verriegelungskulisse locking link
- 1010
- Verriegelungskulisse locking link
- 1111
- Verriegelungsstift locking pin
- 1212
- Verriegelungsstift locking pin
- 1313
- Anschlagsfläche stop surface
- 1414
- Innenseite inside
- 1515
- Außenseite outside
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008011915 A1 [0005, 0022, 0024] DE 102008011915 A1 [0005, 0022, 0024]
- DE 102007004196 A1 [0008] DE 102007004196 A1 [0008]
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DE102013224862.8A DE102013224862B4 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Camshaft adjustment device |
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DE102013224862.8A DE102013224862B4 (en) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Camshaft adjustment device |
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