DE102016104110A1

DE102016104110A1 - Schwenkmotorverstelleranordnung with a centering device

Info

Publication number: DE102016104110A1
Application number: DE102016104110.6A
Authority: DE
Inventors: Daniel Viertler
Original assignee: Hilite Germany GmbH
Current assignee: Hilite Germany GmbH
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2017-09-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwenkmotorverstelleranordnung (100) mit einem Schwenkmotor umfassend einen Stator (40) und einen Rotor (10), wobei der Rotor (10) mit dem Stator (40) auf einer gemeinsamen Drehachse (104) über einen begrenzten Winkelbereich drehbar angeordnet ist, wodurch wenigstens ein Flügel (24) des Rotors (10) einen Zwischenraum (48) des Stators (40) in wenigstens eine erste Druckkammer (60) und eine zweite Druckkammer (62) unterteilt, ein Hydraulikventil (206) sowie eine Zentrierungsvorrichtung (110). Erfindungsgemäß sind zwischen dem Versorgungsanschluss (120) und den Arbeitsanschlüssen (106, 108) ein erstes Rückschlagventil (116) und ein zweites Rückschlagventil (118) vorgesehen, welche während einer Zentrierungsschaltstellung einen Austausch des Hydraulikfluids zwischen den Arbeitsanschlüssen (106, 108) sowie ein Zurückfließen von den Arbeitsanschlüssen (106, 108) in Richtung Versorgungsanschluss (120) verhindert.The invention relates to a swivel motor adjuster arrangement (100) with a swivel motor comprising a stator (40) and a rotor (10), wherein the rotor (10) with the stator (40) is rotatably arranged on a common axis of rotation (104) over a limited angular range whereby at least one wing (24) of the rotor (10) divides a gap (48) of the stator (40) into at least one first pressure chamber (60) and a second pressure chamber (62), a hydraulic valve (206) and a centering device (110 ). According to the invention, a first check valve (116) and a second check valve (118) are provided between the supply connection (120) and the working connections (106, 108), which exchange the hydraulic fluid between the working connections (106, 108) and return during a centering switch position from the working ports (106, 108) towards the supply port (120) prevented.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Schwenkmotorverstelleranordnung, insbesondere für eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a Schwenkmotorverstelleranordnung, in particular for a camshaft of an internal combustion engine of a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Aus der US 2014/0083384 A1 ist ein Schwenkmotorversteller bekannt, der als ein hydraulischer Nockenwellenversteller eingesetzt ist. Der Schwenkmotorversteller verfügt über eine Zentrierungsvorrichtung, welche es erlaubt, den Rotor des Schwenkmotorversteller relativ zu dem Stator des Schwenkmotorverstellers einfach zu zentrieren und zu verriegeln, je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine, an der der Schwenkmotorversteller betrieben wird. Eine Zentrierungsvorrichtung hinsichtlich der Position des Rotors relativ zu dem Stator ist vorgesehen. Insbesondere ist ein Zentrierungsschlitz an dem Rotor und/oder Stator vorgesehen, der einen Leckagepfad für das Hydraulikfluid bereitstellt, und der sowohl von einer Rücklauf-, als auch einer Vorlaufdruckkammer über ein Druckregelventil abgeht. Dadurch ist der Rotor relativ zu dem Stator zentrierbar und verriegelbar. Damit wird ein Fail-safe-Verriegelungsmechanismus zur Verfügung gestellt, der im Fall einer Unterbrechung im Regelsignal, beispielsweise im Leerlauf oder bei einer fehlenden Bestromung des Magnetaktuators des Steuerventils des Schwenkmotorverstellers, den Rotor relativ zu dem Stator zentriert und verriegelt. Die Zentrierungsvorrichtung sorgt für ein effizientes Zentrieren und Verriegeln des Rotors relativ zum Stator, wenn beispielsweise die Brennkraftmaschine abgestellt wird, auch wenn das Hydraulikfluid kalt ist oder wenn der Hydraulikdruck niedrig ist. Auch kann ein Verriegelungsstift nicht entriegelt werden, da ein Restdruck in den Druckkammern verbleibt.From the US 2014/0083384 A1 is known a Schwenkmotorversteller, which is used as a hydraulic camshaft adjuster. The Schwenkmotorversteller has a centering device, which allows the rotor of the Schwenkmotorversteller relative to the stator of the Schwenkmotorverstellers easy to center and lock, depending on the operating condition of the internal combustion engine on which the Schwenkmotorversteller is operated. A centering device with respect to the position of the rotor relative to the stator is provided. In particular, a centering slot is provided on the rotor and / or stator which provides a leakage path for the hydraulic fluid and which exits both a return and a forward pressure chamber via a pressure regulating valve. As a result, the rotor can be centered and locked relative to the stator. In order to provide a fail-safe locking mechanism is provided which centered in the event of an interruption in the control signal, for example, in idle or in the absence of energization of the magnetic actuator of the control valve of the Schwenkmotorverstellers, the rotor relative to the stator and locked. The centering device provides for efficient centering and locking of the rotor relative to the stator when, for example, the engine is shut down, even when the hydraulic fluid is cold or when the hydraulic pressure is low. Also, a locking pin can not be unlocked because a residual pressure remains in the pressure chambers.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schwenkmotorverstelleranordnung zu schaffen, die es erlaubt, mehr Brennzyklen einer damit betriebenen Brennkraftmaschine auszunutzen.An object of the invention is to provide a Schwenkmotorverstelleranordnung, which allows to exploit more firing cycles of an internal combustion engine operated therewith.

Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.The above object is achieved according to one aspect of the invention with the features of the independent claims.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Favorable embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.

Es wird eine Schwenkmotorverstelleranordnung vorgeschlagen, insbesondere zum Verstellen einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einem Schwenkmotor umfassend einen Stator und einen Rotor, wobei der Rotor mit dem Stator auf einer gemeinsamen Drehachse über einen begrenzten Winkelbereich drehbar angeordnet ist, wodurch wenigstens ein Flügel des Rotors einen Zwischenraum des Stators in wenigstens eine erste Druckkammer und eine zweite Druckkammer unterteilt, wobei das Gesamtvolumen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer konstant ist und das Volumen der ersten Druckkammer zu dem Volumen der zweiten Druckkammer die relative Winkelposition des Rotors zu dem Stator bestimmt. Weiter umfasst die Schwenkmotorverstelleranordnung ein Hydraulikventil mit einem ersten Arbeitsanschluss zum Zuführen eines Hydraulikfluids zu der ersten Druckkammer und einen zweiten Arbeitsanschluss zum Zuführen des Hydraulikfluids zu der zweiten Druckkammer, einem Versorgungsanschluss und wenigstens einem Tankanschluss, wobei das Hydraulikventil wenigstens vier Schaltstellungen aufweist. Weiter umfasst die Schwenkmotorverstelleranordnung wenigstens eine Zentrierungsvorrichtung, welche mit dem Tankabfluss zum Ableiten des Hydraulikfluids verbunden ist, und welche vorgesehen ist, eine zentrierte Winkelposition zwischen Rotor und Stator einzustellen. Zwischen dem Versorgungsanschluss und den Arbeitsanschlüssen sind ein erstes Rückschlagventil und ein zweites Rückschlagventil vorgesehen, welche während einer Zentrierungsschaltstellung einen Austausch des Hydraulikfluids zwischen den Arbeitsanschlüssen sowie ein Zurückfließen von den Arbeitsanschlüssen in Richtung Versorgungsanschluss verhindert. Die erfindungsgemäßen Rückschlagventile, welche ausschließlich in der Zentrierungsschaltstellung in Funktion sind, ermöglichen schnelle Zentrierung der Anordnung.It is a Schwenkmotorverstelleranordnung proposed, in particular for adjusting a camshaft of an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising a pivot motor comprising a stator and a rotor, wherein the rotor is rotatably arranged with the stator on a common axis of rotation over a limited angular range, whereby at least one wing of the rotor dividing a gap of the stator into at least a first pressure chamber and a second pressure chamber, wherein the total volume of the first pressure chamber and the second pressure chamber is constant and the volume of the first pressure chamber to the volume of the second pressure chamber determines the relative angular position of the rotor to the stator. Further, the Schwenkmotorverstelleranordnung comprises a hydraulic valve having a first working port for supplying a hydraulic fluid to the first pressure chamber and a second working port for supplying the hydraulic fluid to the second pressure chamber, a supply port and at least one tank port, wherein the hydraulic valve has at least four switching positions. Further, the Schwenkmotorverstelleranordnung comprises at least one centering device, which is connected to the tank drain for discharging the hydraulic fluid, and which is provided to set a centered angular position between the rotor and stator. Between the supply port and the working ports, a first check valve and a second check valve are provided, which prevents a replacement of the hydraulic fluid between the working ports and a backflow from the working ports towards the supply port during a Zentrierungsschaltstellung. The check valves according to the invention, which are only in the Zentrierungsschaltstellung in function, allow fast centering of the arrangement.

Das Hydraulikfluid ist vorzugsweise über eine Pumpe aus einem gemeinsamen Tank zu dem Versorgungsanschluss förderbar und zwischen der Pumpe und dem Versorgungsanschluss ist ein weiteres Rückschlagventil vorgesehen. Eine solche Anordnung der Versorgung der Schwenkmotorverstelleranordnung mit dem Hydraulikfluid ist sehr effizient und stellt eine sichere Möglichkeit dar, einen möglichst reibungsarmen Betrieb der Schwenkmotorverstelleranordnung in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine sicherzustellen.The hydraulic fluid is preferably conveyed via a pump from a common tank to the supply port and between the pump and the supply port, a further check valve is provided. Such an arrangement of the supply of the Schwenkmotorverstelleranordnung with the hydraulic fluid is very efficient and is a sure way to ensure the lowest possible operation of the Schwenkmotorverstelleranordnung in all operating conditions of the internal combustion engine.

Vorteilhafterweise kann zwischen den Arbeitsanschlüssen und dem ersten und dem zweiten Rückschlagventil jeweils eine Drossel angeordnet sein. Dadurch kann eine erforderliche Dämpfung im Regelverhalten der Schwenkmotorverstelleranordnung erreicht werden und gleichzeitig eine möglichst effiziente Betriebsweise der Schwenkmotorverstelleranordnung realisiert werden. Eine Drossel kann dabei auch durch die Drosselverluste einer Zuleitung gegeben sein. Zweckmäßig ist eine Drossel so auszulegen, dass der von der Versorgungsleitung kommende Druck des Hydraulikfluids nur so viel Volumenstrom über die Drossel lässt, dass die Strömungswiderstände in der Tankleitung den Druck in der volumenmäßig zu verkleinernden Druckkammer nicht signifikant aufbauen. Gleichzeitig sollten die Strömungswiderstände aber so groß sein, dass die zu öffnende Druckkammer schnell genug mit Hydraulikfluid versorgt werden kann. Vorteilhaft kann die Drossel so als variable Drossel, die von der relativen Winkelposition abhängt, ausgebildet sein.Advantageously, a respective throttle can be arranged between the working ports and the first and the second check valve. Thereby, a required damping in the control behavior of the Schwenkmotorverstelleranordnung be achieved and at the same time the most efficient operation of the Schwenkmotorverstelleranordnung be realized. A throttle can also be given by the throttle losses of a supply line. Appropriately is a To design the throttle so that the pressure of the hydraulic fluid coming from the supply line only allows so much volume flow through the throttle that the flow resistance in the tank line does not significantly build up the pressure in the pressure chamber to be reduced in volume. At the same time, however, the flow resistances should be so great that the pressure chamber to be opened can be supplied with hydraulic fluid quickly enough. Advantageously, the throttle can be designed as a variable throttle, which depends on the relative angular position.

Die Nockenwelle kann grundsätzlich entweder über den Rotor oder über den Stator antreibbar sein. Entsprechend kann ein Antriebsrad dem Stator oder dem Rotor zugeordnet sein. Insbesondere kann die Nockenwelle in einer vorteilhaften Ausgestaltung über eine gemeinsame mit dem Rotor verbundene Drehachse antreibbar sein. Vorteilhaft kann der Rotor in dem Stator auf einer gemeinsamen Drehachse über einen begrenzten Winkelbereich drehbar angeordnet sein.In principle, the camshaft can be driven either via the rotor or via the stator. Accordingly, a drive wheel associated with the stator or the rotor. In particular, in an advantageous embodiment, the camshaft can be driven via a common axis of rotation connected to the rotor. Advantageously, the rotor can be rotatably arranged in the stator on a common axis of rotation over a limited angular range.

Die zentrierte Winkelposition des Schwenkmotorverstellers ist dabei nicht zwangsläufig eine Mittenposition, sondern kann eine beliebige, jedoch von vornherein individuell festgelegte Verriegelungsposition sein.The centered angular position of the Schwenkmotorverstellers is not necessarily a center position, but may be any, but from the outset individually defined locking position.

Die erfindungsgemäße Schwenkmotorverstelleranordnung, insbesondere als Nockenwellenversteller einer Brennkraftmaschine, weist eine Zentrierungsvorrichtung auf, welche es ermöglicht, dass der Rotor sich relativ zu dem Stator in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine selbständig zentriert, wobei die Zentrierungsvorrichtung über Zentrierungsschlitze eine Verbindung zwischen den Druckkammern der Schwenkmotorverstelleranordnung und dem Tankabfluss des Hydraulikfluids schafft. Beispielsweise kann eine Druckkammer in einem nicht-zentrierten Betriebszustand zum Tankabfluss geöffnet sein. Im zentrierten Zustand können beide Tankabflüsse soweit verschlossen sein, dass nur eine geringe Leckage des Hydraulikfluids zum Tankabfluss stattfindet. Jedoch ist eine geringe Leckage durchaus auch vorteilhaft, da dadurch eine schnellere Einstellung der zentrierten Winkelposition möglich ist. Die Arbeitsanschlüsse der Druckkammern sind jeweils mit einem Versorgungsanschluss verbunden, um während des Verstellvorgangs der Schwenkmotorverstelleranordnung Hydraulikfluid in die beiden Druckkammern zu fördern. Der Versorgungsanschluss wiederum wird beispielsweise über eine Pumpe aus dem Tank des Hydraulikfluids versorgt. Die Schwenkmotorverstelleranordnung wird auf der anderen Seite an dem Rotor mit einer äußeren Kraft aus Nockenwellenmomenten der Brennkraftmaschine, die größenordnungsmäßig bei +–2 bis 70 Nm liegen, beaufschlagt, welche eine Rückwirkung auf das Hydraulikfluid in den Druckkammern haben und so einen zusätzlichen Druck auf das Hydraulikfluid ausüben. Bei relativ niedrigen Hydraulikdrücken des Versorgungsanschlusses, die in der Größenordnung von 1,5 bis 3,5 bar Absolutdruck liegen können, kann es so vorkommen, dass das Hydraulikfluid aus der Druckkammer rückwärts zum Versorgungsanschluss gedrückt wird, da bei dem Druck des Hydraulikfluids größenordnungsmäßig nur 1 bis 35 Nm Momente aufgebracht werden können. Die konkreten Werte der Moment- und Druckangaben sind jedoch stark abhängig von Brennkraftmaschine und Parametern wie Zylinderzahl, Betriebspunkt, Drehzahl und sollten deshalb nur als Anhaltspunkte verstanden werden. Durch die erfindungsgemäßen Rückschlagventile in den Verbindungsleitungen zwischen den Arbeitsanschlüssen und dem Versorgungsanschluss kann jedoch verhindert werden, dass das Hydraulikfluid aus den Druckkammern in den Versorgungsanschluss zurückfließt. Dadurch wird eine Bewegung des Rotors durch die Nockenwellenmomente der Brennkraftmaschine aus einer Winkelposition heraus und damit ein Rückdrehen verhindert oder zumindest stark gedämpft. Auf diese Weise können Verluste im Betrieb der Brennkraftmaschine, die aus rückwirkenden Nockenwellenmomenten resultieren, verhindert oder zumindest stark reduziert werden.The Schwenkmotorverstelleranordnung invention, in particular as a camshaft adjuster an internal combustion engine, has a centering device, which allows the rotor itself centered relative to the stator in certain operating conditions of the internal combustion engine, the centering device via Zentrierungsschlitze a connection between the pressure chambers of the Schwenkmotorverstelleranordnung and the tank runoff creates the hydraulic fluid. For example, a pressure chamber may be open in a non-centered operating state to the tank drain. In the centered state, both tank outlets can be closed so far that only a slight leakage of the hydraulic fluid to the tank outlet takes place. However, a low leakage is also quite advantageous, as a faster adjustment of the centered angular position is possible. The working ports of the pressure chambers are each connected to a supply port to promote during the adjustment of the Schwenkmotorverstelleranordnung hydraulic fluid in the two pressure chambers. The supply connection in turn is supplied, for example via a pump from the tank of the hydraulic fluid. The Schwenkmotorverstelleranordnung is applied on the other side to the rotor with an external force of the camshaft moments of the internal combustion engine, which are on the order of + -2 to 70 Nm, which have a retroactive effect on the hydraulic fluid in the pressure chambers and so an additional pressure on the hydraulic fluid exercise. At relatively low hydraulic pressures of the supply port, which may be in the order of 1.5 to 3.5 bar absolute pressure, it may happen that the hydraulic fluid is forced out of the pressure chamber back to the supply port, since at the pressure of the hydraulic fluid on the order of only 1 Torques up to 35 Nm can be applied. However, the concrete values of the torque and pressure specifications are highly dependent on the internal combustion engine and parameters such as number of cylinders, operating point, speed and should therefore be understood only as a guide. By the check valves according to the invention in the connecting lines between the working ports and the supply port can be prevented, however, that the hydraulic fluid from the pressure chambers flows back into the supply port. As a result, movement of the rotor through the camshaft moments of the internal combustion engine out of an angular position and thus reverse rotation is prevented or at least greatly damped. In this way, losses in the operation of the internal combustion engine resulting from retroactive camshaft moments can be prevented or at least greatly reduced.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Zentrierungsvorrichtung wenigstens einen ersten Zentrierungsschlitz im Stator und einen zweiten Zentrierungsschlitz im Rotor aufweisen, und dabei das Einstellen der zentrierten Winkelposition zwischen Rotor und Stator über ein Ableiten des Hydraulikfluids aus der ersten oder der zweiten Druckkammer über den ersten und den zweiten Zentrierungsschlitz in den Tankabfluss steuerbar sein. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Zentrierung des Rotors relativ zu dem Stator des Schwenkmotors symmetrisch zu der zentrierten Winkelposition erfolgen kann und gleichzeitig eine möglichst geringe Leckage des Hydraulikfluids in den Tankabfluss erfolgt.In an advantageous embodiment, the centering device may have at least one first centering slot in the stator and a second centering slot in the rotor, and thereby adjusting the centered angular position between the rotor and stator via a derivation of the hydraulic fluid from the first or the second pressure chamber via the first and the second Centering slot to be controlled in the tank drain. In this way, it is ensured that the centering of the rotor relative to the stator of the slewing motor can be symmetrical to the centered angular position and at the same time the smallest possible leakage of the hydraulic fluid into the tank drain.

Vorteilhaft kann dabei der erste Zentrierungsschlitz dem zweiten Zentrierungsschlitz gegenüber liegend so angeordnet sein, dass das Hydraulikfluid von dem ersten Zentrierungsschlitz in den zweiten Zentrierungsschlitz fließen kann. So kann eine dauernde Verbindung zwischen beiden Zentrierungsschlitzen geschaffen werden, unabhängig von der Winkelposition des Rotors zu dem Stator. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass eine Zentrierung des Rotors relativ zu dem Stator auf jeden Fall möglich ist und sicher eine zentrierte Winkelposition eingestellt werden kann.In this case, the first centering slot can advantageously be arranged lying opposite the second centering slot such that the hydraulic fluid can flow from the first centering slot into the second centering slot. Thus, a permanent connection between two centering slots can be created, regardless of the angular position of the rotor to the stator. In this way, it is ensured that a centering of the rotor relative to the stator in any case is possible and safely a centered angular position can be adjusted.

Zweckmäßig kann bei nicht zentrierter Winkelposition des Rotors die erste Druckkammer oder die zweite Druckkammer über den ersten und den zweiten Zentrierungsschlitz mit dem Tankabfluss verbunden sein. Auf diese Weise ist immer eine Druckkammer mit dem Tank verbunden, damit die Schwenkmotorverstelleranordnung eine zentrierte Winkelposition einstellen kann. Zweckmäßig ist die Druckkammer mit dem Tank in der Richtung verbunden, in welcher der Rotor die zentrierte Winkelposition anfahren soll.When not centered angular position of the rotor expediently, the first pressure chamber or the second pressure chamber via the first and the second Zentrierungsschlitz with the tank drain be connected. In this way, a pressure chamber is always connected to the tank so that the Schwenkmotorverstelleranordnung can set a centered angular position. Suitably, the pressure chamber is connected to the tank in the direction in which the rotor is to approach the centered angular position.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in der zentrierten Winkelposition der Rotor gegen den Stator über einen Verriegelungsstift, welcher in eine Verriegelungsstiftbohrung eingreift, verriegelbar sein. So ist eine sichere Verriegelungsposition in der zentrierten Winkelposition zu erreichen, die gerade bei häufigen Zentrierungsaktivitäten, wie sie bei dem üblichen Start-Stopp-Betrieb einer Brennkraftmaschine erforderlich sind, zweckmäßig sind.In an advantageous embodiment, in the centered angular position of the rotor against the stator via a locking pin which engages in a locking pin hole, be locked. Thus, a secure locking position in the centered angular position is reached, which are useful especially in frequent centering activities, as required in the usual start-stop operation of an internal combustion engine.

Vorteilhaft kann zwischen der Zentrierungsvorrichtung und dem Tankabfluss wenigstens eine Drossel angeordnet sein. Da Fluidleitungen verlustbehaftet sind, ist es zweckmäßig, eine Drossel mit bekanntem Drosselverlustwert einzusetzen, damit Drosseln im Zulauf zu der Zentrierungsvorrichtung auf die Drosselverluste im Tankabfluss eingestellt werden können.Advantageously, at least one throttle can be arranged between the centering device and the tank outlet. Since fluid lines are lossy, it is expedient to use a throttle with known throttle loss value, so that throttles in the inlet to the centering device can be adjusted to the throttle losses in the tank drain.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen beispielhaft:They show by way of example:

1 eine Draufsicht auf einen Stator eines Schwenkmotorverstellers mit Zentrierungsschlitz nach dem Stand der Technik; 1 a plan view of a stator of a Schwenkmotorverstellers with Zentrierungsschlitz according to the prior art;

2 eine Draufsicht auf einen Stator mit montiertem Rotor eines Schwenkmotorverstellers mit Zentrierungsschlitzen nach dem Stand der Technik; 2 a plan view of a stator with mounted rotor of a Schwenkmotorverstellers with Zentrierungsschlitzen according to the prior art;

3 ein Ersatzmodell einer Schwenkmotorverstelleranordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer zentrierten Winkelposition des Rotors; 3 a replacement model of a Schwenkmotorverstelleranordnung according to an embodiment of the invention in a centered angular position of the rotor;

4 das Ersatzmodell einer Schwenkmotorverstelleranordnung aus 3 in einer nicht-zentrierten Winkelposition des Rotors; 4 the replacement model of a Schwenkmotorverstelleranordnung 3 in a non-centered angular position of the rotor;

5 eine zentrierte Winkelposition des Rotors relativ zu dem Stator aus 2, in der die Zentrierungsschlitze abgedeckt sind; 5 a centered angular position of the rotor relative to the stator 2 in which the centering slots are covered;

6 eine Winkelposition des Rotors relativ zu dem Stator aus 2, in der ein Zentrierungsschlitz offen ist; 6 an angular position of the rotor relative to the stator 2 in which a centering slot is open;

7 eine weitere Winkelposition des Rotors relativ zu dem Stator aus 2, in der ein Zentrierungsschlitz offen ist; und 7 another angular position of the rotor relative to the stator 2 in which a centering slot is open; and

8 einen Vergleich von Bewegungsverläufen eines Rotors als Reaktion auf eine äußere Kraft in Form äußerer Nockenwellenmomente zwischen einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und dem Stand der Technik. 8th a comparison of movement patterns of a rotor in response to an external force in the form of external camshaft moments between an embodiment of the invention and the prior art.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures are merely examples and are not intended to be limiting.

1 zeigt eine Draufsicht auf einen Stator 40 eines bekannten Schwenkmotorverstellers 100 mit Zentrierungsschlitz 54 nach dem Stand der Technik. Der Stator 40 trägt an seinem äußeren Umfang ein Antriebsrad 65, das beispielsweise über eine Kette, einen Zahnriemen oder ein Zahnrad einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der Stator 40 weist auf seinem Statorgrundkörper 44 Stege 46 auf, welche zur radialen Abtrennung von Zwischenräumen 48 dienen. Ein Zentrierungsschlitz 54 ist in einer äußeren Oberfläche 56 des Statorgrundkörpers 44 angeordnet, in der Nähe einer Verriegelungsstiftbohrung 50. Ein Zentrierungsschlitz 54 könnte jedoch auch im Antriebsrad 65 oder einer Abdeckscheibe angeordnet sein. 1 shows a plan view of a stator 40 a known Schwenkmotorverstellers 100 with centering slot 54 According to the state of the art. The stator 40 carries at its outer periphery a drive wheel 65 , which is driven for example via a chain, a toothed belt or a gear of a crankshaft of an internal combustion engine. The stator 40 points to its stator base body 44 Stege 46 on, which for the radial separation of gaps 48 serve. A centering slot 54 is in an outer surface 56 of the stator base body 44 arranged, near a locking pin hole 50 , A centering slot 54 However, it could also be in the drive wheel 65 or a cover.

2 zeigt eine Draufsicht auf einen Stator 40 mit montiertem Rotor 10 eines bekannten Schwenkmotorverstellers 100 mit Zentrierungsschlitzen 34, 54 nach dem Stand der Technik. Der Rotor 10 und der Stator 40 sind so miteinander montiert, dass die Zentrierungsschlitze 34, 54 sich gegenüber liegen. Die äußere Oberfläche 36 des Rotors 10 liegt der äußeren Oberfläche 56 des Stators 40 gegenüber. Rotor 10 und Stator 40 sind koaxial zueinander angeordnet und jeder der Flügel 14 des Rotors 10 liegt zwischen zwei benachbarten Stegen 46 des Stators 40. Druckkammern 60, 62 sind zwischen den Flügeln 14 und den Stegen 46 dergestalt gebildet. Der Rotor 10 sieht wenigstens einen Hydraulikpfad in jede Druckkammer 60, 62 vor, sodass das Hydraulikfluid zwischen den beiden Druckkammern 60, 62 hin und zurück fließen kann. Interne Kanäle 16, 18, 20 des Rotors 10 sehen vor, dass zwei Arten von Druckkammern 60, 62 zwischen den Flügeln 14 des Rotors 10 und den Stegen 46 des Stators 40 ausgebildet sind, wobei jede Druckkammer 60 eine Rücklaufdruckkammer darstellt und jede Druckkammer 62 eine Vorlaufdruckkammer darstellt. Im Betrieb bewirkt eine Erhöhung des Drucks des Hydraulikfluids in der Vorlaufdruckkammer 62 gegenüber der Rücklaufdruckkammer 60, dass der Rotor 10 sich im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Stator 40 bewegt. In diesem Fall wird das Hydraulikfluid von der komprimierten Rücklaufdruckkammer 60 in den Tankabfluss abfließen. Wird der Druck des Hydraulikfluids in der Rücklaufdruckkammer 60 gegenüber der Vorlaufdruckkammer 62 erhöht, bewegt sich der Rotor 10 in Uhrzeigerrichtung relativ zum Stator 40. In diesem Fall wird das Hydraulikfluid von der komprimierten Vorlaufdruckkammer 62 in den Tankabfluss abfließen. Die Bewegungsrichtung hängt von der Stellung des Steuerventils 28 ab. 2 shows a plan view of a stator 40 with mounted rotor 10 a known Schwenkmotorverstellers 100 with centering slots 34 . 54 According to the state of the art. The rotor 10 and the stator 40 are mounted together so that the centering slots 34 . 54 lie opposite. The outer surface 36 of the rotor 10 lies the outer surface 56 of the stator 40 across from. rotor 10 and stator 40 are coaxial with each other and each of the wings 14 of the rotor 10 lies between two adjacent bridges 46 of the stator 40 , pressure chambers 60 . 62 are between the wings 14 and the jetties 46 formed in this way. The rotor 10 sees at least one hydraulic path in each pressure chamber 60 . 62 before, so that the hydraulic fluid between the two pressure chambers 60 . 62 can flow back and forth. Internal channels 16 . 18 . 20 of the rotor 10 Foresee that two types of pressure chambers 60 . 62 between the wings 14 of the rotor 10 and the jetties 46 of the stator 40 are formed, each pressure chamber 60 represents a return pressure chamber and each pressure chamber 62 represents a flow pressure chamber. in the Operation causes an increase in the pressure of the hydraulic fluid in the flow pressure chamber 62 opposite the return pressure chamber 60 that the rotor 10 counterclockwise relative to the stator 40 emotional. In this case, the hydraulic fluid from the compressed return pressure chamber 60 drain into the tank drain. Will the pressure of the hydraulic fluid in the return pressure chamber 60 opposite the flow pressure chamber 62 increases, the rotor moves 10 clockwise relative to the stator 40 , In this case, the hydraulic fluid from the compressed flow pressure chamber 62 drain into the tank drain. The direction of movement depends on the position of the control valve 28 from.

Mit der Nabe 12 des Schwenkmotorverstellers 100 ist auf einer gemeinsamen Drehachse 104 die Nockenwelle 102 verbunden. Der Rotor 10 sieht weiter einen Fluidkanal 30 vor, der das Hydraulikfluid zu dem Steuerventil 28 leitet. Über die zusätzlichen Kanäle 92 und 34 kann Hydraulikfluid von dem Steuerventil 28 in das Kurbelwellengehäuse zurückfließen.With the hub 12 of the Schwenkmotorverstellers 100 is on a common axis of rotation 104 the camshaft 102 connected. The rotor 10 sees further a fluid channel 30 before, the hydraulic fluid to the control valve 28 passes. About the additional channels 92 and 34 may be hydraulic fluid from the control valve 28 flow back into the crankshaft housing.

Die Drehrichtung 42 stellt die Richtung des antreibenden Antriebsrads 65 dar.The direction of rotation 42 sets the direction of the driving drive wheel 65 represents.

Die Funktion eines Schwenkmotorverstellers 100 mit Zentrierungsschlitzen 34, 54 nach dem Stand der Technik ist beispielsweise in US 2014/0083384 A1 ausführlich beschrieben.The function of a Schwenkmotorverstellers 100 with centering slots 34 . 54 in the prior art, for example, in US 2014/0083384 A1 described in detail.

In 3 ist ein Ersatzmodell für Simulationszwecke einer Schwenkmotorverstelleranordnung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer zentrierten Winkelposition 114 des Rotors 10 dargestellt. Die erfindungsgemäße Schwenkmotorverstelleranordnung 100 einer Nockenwelle 102 einer Brennkraftmaschine umfasst einen Schwenkmotor mit einem Stator 40, welcher über ein an dessen äußerem Umfang angeordnetes Antriebsrad 65 antreibbar ist, und einem Rotor 10, welcher in dem Stator 40 auf einer gemeinsamen Drehachse 104 über einen begrenzten Winkelbereich drehbar angeordnet ist, wodurch wenigstens ein Flügel 14 des Rotors 10 einen Zwischenraum 48 des Stators 40 in wenigstens eine erste Druckkammer 60 und eine zweite Druckkammer 62 unterteilt, wobei das Gesamtvolumen der ersten Druckkammer 60 und der zweiten Druckkammer 62 konstant ist und das Volumen der ersten Druckkammer 60 zu dem Volumen der zweiten Druckkammer 62 die relative Winkelposition des Rotors 10 zu dem Stator 40 bestimmt.In 3 is a replacement model for simulation purposes of a Schwenkmotorverstelleranordnung 100 according to an embodiment of the invention in a centered angular position 114 of the rotor 10 shown. The Schwenkmotorverstelleranordnung invention 100 a camshaft 102 an internal combustion engine comprises a swivel motor with a stator 40 which has a drive wheel arranged on its outer circumference 65 is drivable, and a rotor 10 which is in the stator 40 on a common axis of rotation 104 rotatably disposed over a limited angular range, whereby at least one wing 14 of the rotor 10 a gap 48 of the stator 40 in at least a first pressure chamber 60 and a second pressure chamber 62 divided, wherein the total volume of the first pressure chamber 60 and the second pressure chamber 62 is constant and the volume of the first pressure chamber 60 to the volume of the second pressure chamber 62 the relative angular position of the rotor 10 to the stator 40 certainly.

Weiter umfasst die Schwenkmotorverstelleranordnung 100 ein Hydraulikventil 206 mit einem ersten Arbeitsanschluss 106 zum Zuführen eines Hydraulikfluids zu der ersten Druckkammer 60 und einem zweiten Arbeitsanschluss 108 zum Zuführen des Hydraulikfluids zu der zweiten Druckkammer 62, sowie wenigstens eine Zentrierungsvorrichtung 110, welche mit wenigstens einem Tankabfluss 112 zum Ableiten des Hydraulikfluids verbunden ist, und welche vorgesehen ist, eine zentrierte Winkelposition 114 zwischen Rotor 10 und Stator 40 einzustellen. Dabei ist wenigstens ein erstes Rückschlagventil 116 zwischen dem ersten Arbeitsanschluss 106 und einem Versorgungsanschluss 120 vorgesehen, das ein Zurückfließen des Hydraulikfluids zu dem Versorgungsanschluss 120 verhindert. Weiter umfasst die Schwenkmotoranordnung 100 wenigstens ein zweites Rückschlagventil 118 zwischen dem zweiten Arbeitsanschluss 108 und dem Versorgungsanschluss 120, welches ein Zurückfließen des Hydraulikfluids zu dem Versorgungsanschluss 120 verhindert. Gleichzeitig verhindern die beiden Rückschlagventile 116, 118 in einer Zentrierungsschaltstellung ein Austausch von Hydraulikfluid zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen 106, 108. Damit kann eine schnelle Zentrierung erreicht werden, wie nachfolgend zu 8 beschrieben wird.Furthermore, the Schwenkmotorverstelleranordnung includes 100 a hydraulic valve 206 with a first work connection 106 for supplying a hydraulic fluid to the first pressure chamber 60 and a second work connection 108 for supplying the hydraulic fluid to the second pressure chamber 62 , as well as at least one centering device 110 , which with at least one tank drain 112 connected to divert the hydraulic fluid, and which is provided, a centered angular position 114 between rotor 10 and stator 40 adjust. At least one first check valve is thereby 116 between the first work connection 106 and a supply connection 120 provided, the flowing back of the hydraulic fluid to the supply port 120 prevented. Further, the swing motor assembly includes 100 at least one second check valve 118 between the second work connection 108 and the supply connection 120 which flows back the hydraulic fluid to the supply port 120 prevented. At the same time prevent the two check valves 116 . 118 in a Zentrierungsschaltstellung an exchange of hydraulic fluid between the two working ports 106 . 108 , Thus, a fast centering can be achieved, as follows 8th is described.

9 zeigt beispielhaft die wenigstens vier Schaltstellungen des Hydraulikventils 206. Die Zentrierungsschaltstellung ist beispielhaft in 9 als erste Schaltstellung gezeigt. Möglich ist es jedoch auch, die Zentrierungsschaltstellung als Mittelstellung oder als letzte Schaltstellung vorzusehen. Es ist ersichtlich, dass die Rückschlagventile 116, 118 ausschließlich in der Zentrierungsschaltstellung in Funktion sind. Die Arbeitsanschlüsse 106, 108 sind mit A und B und der Tankanschluss und der Versorgungsanschluss mit T und P bezeichnet. 9 shows by way of example the at least four switching positions of the hydraulic valve 206 , The Zentrierungsschaltstellung is exemplary in 9 shown as the first switching position. However, it is also possible to provide the Zentrierungsschaltstellung as a middle position or as the last switching position. It can be seen that the check valves 116 . 118 are only in the Zentrierungsschaltstellung in function. The work connections 106 . 108 are labeled with A and B and the tank connection and the supply connection with T and P.

Insbesondere kann die Nockenwelle 102 über eine mit dem Rotor 10 gemeinsame Drehachse 104 angetrieben werden. Die Bewegungsrichtung bei der Einstellung der zentrierten Winkelposition des Schwenkmotorverstellers wird dabei festgelegt durch die Verbindung der Druckkammern 60, 62 mit dem Tank 132 über die jeweiligen Zentrierungsschlitze 34, 54.In particular, the camshaft 102 about one with the rotor 10 common axis of rotation 104 are driven. The direction of movement in the adjustment of the centered angular position of the Schwenkmotorverstellers is determined by the connection of the pressure chambers 60 . 62 with the tank 132 over the respective centering slots 34 . 54 ,

Das Hydraulikfluid wird über eine Pumpe 130 aus einem gemeinsamen Tank 132 zu dem Versorgungsanschluss 120 gefördert. In der Verbindung von dem ersten Arbeitsanschluss 106 und dem Versorgungsanschluss 120 sowie von dem zweiten Arbeitsanschluss 108 und dem Versorgungsanschluss 120 ist jeweils eine Drossel 126 angeordnet, welche zweckmäßig in Abhängigkeit des hydraulischen Widerstandes des Zentrierungsschlitzes 34, 54 und der Zuleitung vom Tank 132 eingestellt werden. Auch zwischen der Zentrierungsvorrichtung 110 und dem Tankabfluss 112 kann eine Drossel angeordnet sein, welche dann bei der Bestimmung der Drosselverlustwerte der Drosseln 126 im Zulauf berücksichtigt werden. Zwischen der Pumpe 130 und dem Versorgungsanschluss 120 kann ein weiteres, nicht dargestelltes Rückschlagventil vorgesehen sein.The hydraulic fluid is pumped 130 from a common tank 132 to the supply connection 120 promoted. In the connection from the first work connection 106 and the supply connection 120 as well as from the second work connection 108 and the supply connection 120 is each a throttle 126 arranged, which expediently in dependence of the hydraulic resistance of the Zentrierungsschlitzes 34 . 54 and the supply line from the tank 132 be set. Also between the centering device 110 and the tank drain 112 For example, a throttle may be arranged which then determines the throttle loss values of the throttles 126 to be considered in the feed. Between the pump 130 and the supply connection 120 may be provided another, not shown check valve.

In dem Ersatzmodell in 3 ist zur dynamischen Simulation lediglich ein doppelt wirksamer Linearkolben als Rotor 10 zwischen zwei Druckkammern 60, 62 dargestellt. Der Rotor 10 wird an beiden Enden von zwei äußeren Kräften 140 beaufschlagt, welche die äußeren Nockenwellenmomente simulieren. Der Rotor 10 ist in der zentrierten Winkelposition 114 dargestellt. In the replacement model in 3 is for dynamic simulation, only a double-acting linear piston as a rotor 10 between two pressure chambers 60 . 62 shown. The rotor 10 becomes at both ends of two external forces 140 applied, which simulate the outer camshaft moments. The rotor 10 is in the centered angular position 114 shown.

4 zeigt dazu das Ersatzmodell einer Schwenkmotorverstelleranordnung 100 aus 3 in einer nicht-zentrierten Winkelposition des Rotors 10. Der Rotor 10 ist aus der zentrierten Winkelposition 114 herausgedreht, sodass der Zentrierungsschlitz 54 als Verbindung zwischen der Druckkammer 60 und dem Tankabfluss 112 offen ist, um das Hydraulikfluid abfließen zu lassen. 4 shows the replacement model of a Schwenkmotorverstelleranordnung 100 out 3 in a non-centered angular position of the rotor 10 , The rotor 10 is from the centered angular position 114 turned out so that the centering slot 54 as a connection between the pressure chamber 60 and the tank drain 112 is open to drain the hydraulic fluid.

5 zeigt eine zentrierte Winkelposition 114 des Rotors 10 relativ zu dem Stator 40 aus 2, in der die Zentrierungsschlitze 34, 54 abgedeckt sind. Die Zentrierungsvorrichtung 110 weist wenigstens einen ersten Zentrierungsschlitz 54 im Stator 40 und einen zweiten Zentrierungsschlitz 34 im Rotor 10 auf. Dabei ist das Einstellen der zentrierten Winkelposition 114 zwischen Rotor 10 und Stator 40 über ein Ableiten des Hydraulikfluids aus der ersten oder der zweiten Druckkammer 60 über den ersten und den zweiten Zentrierungsschlitz 54, 34 in den Tankabfluss 112 steuerbar. Der erste Zentrierungsschlitz 54 ist dem zweiten Zentrierungsschlitz 34 gegenüber liegend so angeordnet, dass das Hydraulikfluid von dem ersten Zentrierungsschlitz 54 in den zweiten Zentrierungsschlitz 34 fließen kann. In der zentrierten Winkelposition 114 ist der Rotor 10 gegen den Stator 40 über einen Verriegelungsstift, welcher in eine Verriegelungsstiftbohrung 50 eingreift, verriegelbar. 5 shows a centered angular position 114 of the rotor 10 relative to the stator 40 out 2 in which the centering slots 34 . 54 are covered. The centering device 110 has at least one first centering slot 54 in the stator 40 and a second centering slot 34 in the rotor 10 on. Here is the setting of the centered angular position 114 between rotor 10 and stator 40 via a discharge of the hydraulic fluid from the first or the second pressure chamber 60 over the first and second centering slots 54 . 34 in the tank drain 112 controllable. The first centering slot 54 is the second centering slot 34 oppositely disposed so that the hydraulic fluid from the first centering slot 54 in the second centering slot 34 can flow. In the centered angular position 114 is the rotor 10 against the stator 40 via a locking pin which enters a locking pin hole 50 engages, lockable.

Der Rotor 10 ist in 5 so relativ zu dem Stator 40 positioniert, dass der Zentrierungsschlitz 54 im Stator 40 durch die Position des Rotors 10 mit dem Flügel 24 abgedeckt ist. Dadurch können die Druckkammern 60, 62 nicht über die Zentrierungsschlitze 34, 54 belüftet werden und das Hydraulikfluid drückt in die Druckkammern 60, 62, wie mit den Pfeilen 95 dargestellt. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der im Stator 40 angeordnete Zentrierungsschlitz 54 eine größeren Winkelbereich als der im Rotor 10 angeordnete Zentrierungsschlitz 34 überdeckt und so eine leichte Leckage des Zentrierungsschlitzes 54 in eine oder beide Druckkammern 60, 62 in der zentrierten Winkelposition 114 immer vorhanden ist, um so ein schnelleres Erreichen der zentrierten Winkelposition 114 beim Einstellvorgang zu ermöglichen.The rotor 10 is in 5 so relative to the stator 40 positioned that the centering slot 54 in the stator 40 by the position of the rotor 10 with the wing 24 is covered. This allows the pressure chambers 60 . 62 not via the centering slots 34 . 54 be vented and the hydraulic fluid pushes into the pressure chambers 60 . 62 as with the arrows 95 shown. Alternatively, however, it is also conceivable that in the stator 40 arranged centering slot 54 a larger angular range than that in the rotor 10 arranged centering slot 34 covers and thus a slight leakage of Zentrierungsschlitzes 54 in one or both pressure chambers 60 . 62 in the centered angular position 114 always exists, so as to achieve a faster angular center position 114 to allow during the adjustment process.

Gleichzeitig kann in dieser zentrierten Winkelposition 114 Hydraulikfluid aus dem Steuerventil 28, das in seinem Steuerventilgehäuse 26 über der Verriegelungsstiftbohrung 50 positioniert ist, über den Kanal 30 abfließen (Pfeil 94). Der Kanal 92 dient zur Entlüftung des Steuerventils 28 in das Kurbelwellengehäuse einer Brennkraftmaschine.At the same time, in this centered angular position 114 Hydraulic fluid from the control valve 28 that in his control valve housing 26 over the locking pin hole 50 is positioned over the channel 30 drain off (arrow 94 ). The channel 92 serves for venting the control valve 28 in the crankcase of an internal combustion engine.

6 zeigt dagegen eine Winkelposition des Rotors 10 relativ zu dem Stator 40 aus 2, in der der Zentrierungsschlitz 54 offen ist, sodass Hydraulikfluid, über den Zentrierungsschlitz 54 und den Zentrierungsschlitz 34 in den Tankabfluss 112 abfließen kann. Die Zentrierungsstiftbohrung 50 ist dabei offen. Bei nicht zentrierter Winkelposition des Rotors 10 ist die erste Druckkammer 60 oder die zweite Druckkammer 62 über den ersten und den zweiten Zentrierungsschlitz 54, 34 mit dem Tankabfluss 112 verbunden. 6 on the other hand shows an angular position of the rotor 10 relative to the stator 40 out 2 in which the centering slot 54 open so that hydraulic fluid, via the centering slot 54 and the centering slot 34 in the tank drain 112 can drain away. The centering pin hole 50 is open. When not centered angular position of the rotor 10 is the first pressure chamber 60 or the second pressure chamber 62 over the first and second centering slots 54 . 34 with the tank drain 112 connected.

7 zeigt eine weitere Winkelposition des Rotors 10 relativ zu dem Stator 40 aus 2, in der der Zentrierungsschlitz 54 offen ist, sodass Hydraulikfluid, wie mit dem Pfeil 98 dargestellt, über den Zentrierungsschlitz 54 und den Zentrierungsschlitz 34 in den Tankabfluss 112 abfließen kann. Das nachströmende Hydraulikfluid in die Druckkammern 60, 62 ist durch die Pfeile 97 dargestellt. 7 shows a further angular position of the rotor 10 relative to the stator 40 out 2 in which the centering slot 54 open so that hydraulic fluid, as with the arrow 98 represented, over the centering slot 54 and the centering slot 34 in the tank drain 112 can drain away. The inflowing hydraulic fluid into the pressure chambers 60 . 62 is through the arrows 97 shown.

In 8 ist ein Vergleich von Bewegungsverläufen eines Rotors 10 als Reaktion auf eine äußere Kraft 140 in Form äußerer Nockenwellenmomente zwischen einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und dem Stand der Technik dargestellt. Es werden Auslenkungen des Rotors 10 in Winkelgraden von einer Ausgangsposition φ₀ zu einer zentrierten Winkelposition 114, φ₁, als Funktion der Zeit für verschiedene Varianten 200, 202, 204 von Schwenkmotorverstelleranordnungen gezeigt. Die Werte stellen die Ergebnisse von Simulationsrechnungen mit typischen Parametern als Eingabewerte dar und zeigen einen qualitativen Eindruck der Verbesserungen durch die erfindungsgemäße Schwenkmotorverstelleranordnung. Genannte numerische Werte können als typische Werte betrachtet werden, die jedoch stark abhängig sind von Typ der Brennkraftmaschine, Zylinderzahl und Betriebszustand, und deshalb im konkreten Fall von geometrischen Dimensionen, Betriebspunkten, Dimensionierungen von Drosseln, Betriebsdrücken und dergleichen abhängen und daher entsprechend variieren können.In 8th is a comparison of motion sequences of a rotor 10 in response to an external force 140 represented in the form of outer camshaft moments between an embodiment of the invention and the prior art. There are deflections of the rotor 10 in degrees from an initial position φ ₀ to a centered angular position 114 , φ ₁ , as a function of time for different variants 200 . 202 . 204 shown by Schwenkmotorverstelleranordnungen. The values represent the results of simulation calculations with typical parameters as input values and show a qualitative impression of the improvements by the swivel motor adjuster arrangement according to the invention. These numerical values can be regarded as typical values, which, however, are highly dependent on the type of internal combustion engine, number of cylinders and operating state, and therefore in the specific case of geometric dimensions, operating points, dimensions of throttles, operating pressures and the like depend and therefore can vary accordingly.

Die Variante 200 stellt einen Bewegungsverlauf für eine Schwenkmotorverstelleranordnung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Rückschlagventilen 116, 118 zwischen den Arbeitsanschlüssen 106, 108 und dem Versorgungsanschluss 120 dar. Die Variante 202 stellt einen typischen Bewegungsverlauf für eine Schwenkmotorverstelleranordnung nach dem Stand der Technik mit einem gemeinsamen Rückschlagventil zwischen dem Versorgungsanschluss 120 und einer Pumpe 130 dar, während Variante 204 einen typischen Bewegungsverlauf für eine Schwenkmotorverstelleranordnung nach dem Stand der Technik ohne Rückschlagventil darstellt. Die Schwenkmotorverstelleranordnung 100 in der Variante 200 nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung benötigt typischerweise eine Zeitspanne von etwa 1,75 sec, um von einer Ausgangsposition φ₀ = 15° zu einer zentrierten Winkelposition 114, φ₁ = 0°, zu gelangen, während die Varianten 202, 204 deutlich länger benötigen, nämlich Variante 202 etwa 2,25 sec und Variante 204 etwa 2,5 sec.The variant 200 represents a course of motion for a Schwenkmotorverstelleranordnung 100 according to an embodiment of the invention with check valves 116 . 118 between the work connections 106 . 108 and the supply connection 120 dar. The variant 202 illustrates a typical course of motion for a prior art swivel motor phaser assembly having a common check valve between the supply port 120 and a pump 130 while variant 204 a typical course of motion for a Schwenkmotorverstelleranordnung according to the prior art without Represents check valve. The Schwenkmotorverstelleranordnung 100 in the variant 200 according to the embodiment of the invention typically requires a period of time of about 1.75 seconds to move from an initial position φ ₀ = 15 ° to a centered angular position 114 , φ ₁ = 0 °, while the variants 202 . 204 need much longer, namely variant 202 about 2.25 seconds and variant 204 about 2.5 sec.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Rotorrotor
1212: Nabehub
1414: Flügelwing
1616: Kanalchannel
1818: Kanalchannel
2020: Kanalchannel
2222: Oberflächesurface
2424: Flügelwing
2626: SteuerventilgehäuseControl valve housing
2828: Steuerventilcontrol valve
3030: Fluidkanalfluid channel
3434: ZentrierungsschlitzZentrierungsschlitz
3636: Oberflächesurface
4040: Statorstator
4242: Drehrichtungdirection of rotation
4444: Statorgrundkörperstator base
4646: Stegweb
4848: Zwischenraumgap
5050: VerriegelungsstiftbohrungLocking pin hole
5454: ZentrierungsschlitzZentrierungsschlitz
5656: Oberflächesurface
6060: Druckkammerpressure chamber
6262: Druckkammerpressure chamber
6464: Nockenwellecamshaft
6565: Antriebsraddrive wheel
9292: Kanalchannel
9494: Pfeilarrow
9595: Pfeilarrow
9696: Pfeilarrow
9797: Pfeilarrow
9898: Pfeilarrow
100100: SchwenkmotorverstelleranordnungSchwenkmotorverstelleranordnung
102102: Nockenwellecamshaft
104104: Drehachseaxis of rotation
106106: erster Arbeitsanschlussfirst work connection
108108: zweiter Arbeitsanschlusssecond work connection
110110: Zentrierungsvorrichtungcentering
112112: Tankabflusstank drain
114114: zentrierte Winkelpositioncentered angular position
116116: erstes Rückschlagventilfirst check valve
118118: zweites Rückschlagventilsecond check valve
120120: Versorgungsanschlusssupply terminal
126126: Drosselthrottle
130130: Pumpepump
132132: Tanktank
140140: Nockenwellenmomentcamshaft torque
200200: Variante 1version 1
202202: Variante 2Variant 2
204204: Variante 3Variant 3
206206: Hydraulikventilhydraulic valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2014/0083384 A1 [0002, 0032]

Claims

Schwenkmotorverstelleranordnung ( 100 ), in particular for driving a camshaft ( 102 ) of an internal combustion engine, comprising a swivel motor - a stator ( 40 ) and a rotor ( 10 ), wherein the rotor ( 10 ) with the stator ( 40 ) on a common axis of rotation ( 104 ) is rotatably arranged over a limited angular range, whereby at least one wing ( 14 ) of the rotor ( 10 ) a gap ( 48 ) of the stator ( 40 ) in at least a first pressure chamber ( 60 ) and a second pressure chamber ( 62 ), wherein the total volume of the first pressure chamber ( 60 ) and the second pressure chamber ( 62 ) is constant and the volume of the first pressure chamber ( 60 ) to the volume of the second pressure chamber ( 62 ) the relative angular position of the rotor ( 10 ) to the stator ( 40 ), - a hydraulic valve ( 206 ) with a first working connection ( 106 ) for supplying a hydraulic fluid to the first pressure chamber ( 60 ), a second work connection ( 108 ) for supplying the hydraulic fluid to the second pressure chamber ( 62 ), a supply connection ( 120 ) and at least one tank connection ( 112 ), whereby the hydraulic valve ( 206 ) has at least four switching positions, - at least one centering device ( 110 ), which with the tank drain ( 112 ) is connected to derive the hydraulic fluid, and which is provided, a centered angular position ( 114 ) between rotor ( 10 ) and stator ( 40 ), whereby between the supply connection ( 120 ) and the work connections ( 106 . 108 ) a first check valve ( 116 ) and a second check valve ( 118 ), which during an Zentrierungsschaltstellung an exchange of the hydraulic fluid between the working ports ( 106 . 108 ) as well as a backflow from the working connections ( 106 . 108 ) in the direction of the supply connection ( 120 ) prevented.

Schwenkmotorverstelleranordnung according to claim 1, wherein the hydraulic fluid via a pump ( 130 ) from a common tank ( 132 ) to the supply connection ( 120 ) and between the pump ( 130 ) and the supply connection ( 120 ) Another check valve is provided.

Schwenkmotorverstelleranordnung according to claim 1 or 2, wherein between the working ports ( 106 . 108 ) and the first and the second check valve ( 116 . 118 ) one throttle each ( 126 ) is arranged.

Schwenkmotorverstelleranordnung according to any one of the preceding claims, wherein the camshaft ( 102 ) via a common, with the rotor ( 10 ) associated rotary axis ( 104 ) is drivable.

Schwenkmotorverstelleranordnung according to any one of the preceding claims, wherein the centering device ( 110 ) at least one first centering slot ( 54 ) in the stator ( 40 ) and a second centering slot ( 34 ) in the rotor ( 10 ) and wherein adjusting the centered angular position ( 114 ) between rotor ( 10 ) and stator ( 40 ) via a derivation of the hydraulic fluid from the first or the second pressure chamber ( 60 ) over the first and second centering slots ( 54 . 34 ) into the tank drain ( 112 ) is controllable.

Schwenkmotorverstelleranordnung according to any one of the preceding claims, wherein the first centering slot ( 54 ) the second centering slot ( 34 ) is arranged so that the hydraulic fluid from the first centering slot ( 54 ) into the second centering slot ( 34 ) can flow.

Schwenkmotorverstelleranordnung according to any one of the preceding claims, wherein at non-centered angular position of the rotor ( 10 ) the first pressure chamber ( 60 ) or the second pressure chamber ( 62 ) over the first and second centering slots ( 54 . 34 ) with the tank drain ( 112 ) connected is.

Schwenkmotorverstelleranordnung according to any one of the preceding claims, wherein in the centered angular position ( 114 ) the rotor ( 10 ) against the stator ( 40 ) via a locking pin, which in a locking pin bore ( 50 ) engages, is lockable.

Schwenkmotorverstelleranordnung according to any one of the preceding claims, wherein between the centering device ( 110 ) and the tank drain ( 112 ) At least one throttle is arranged.