DE102017103718A1 - Phase adjuster for a camshaft of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Es ist ein Phasensteller 36 für eine Nockenwelle 28 einer Brennkraftmaschine vorgesehen, der zumindest ein Antriebsrad und ein Anschlussstück zur drehungsübertragenden und insbesondere drehfesten Verbindung mit der Nockenwelle 28 aufweist. Der Phasensteller 36 ist durch einen ersten Steller 40 und einen zweiten Steller 42 gekennzeichnet, wobei die Steller 40, 42 derart miteinander gekoppelt sind, dass die durch die einzelnen Steller 40, 42 einstellbaren Verstellwinkel (bezogen auf dieselbe Verstellrichtung) additiv auf das Anschlussstück übertragen werden. Dadurch kann in konstruktiv vorteilhafter Weise ein Phasensteller 36 mit einem vergleichsweise großen Verstellbereich für die Nockenwelle 28 realisiert werden.There is provided a phase adjuster 36 for a camshaft 28 of an internal combustion engine, which has at least one drive wheel and a connection piece for the rotation-transmitting and in particular rotationally fixed connection with the camshaft 28. The phase adjuster 36 is characterized by a first actuator 40 and a second actuator 42, wherein the actuators 40, 42 are coupled to each other such that the adjustable by the individual actuators 40, 42 adjustment (relative to the same adjustment) are transmitted additively to the connector , As a result, a phase adjuster 36 having a comparatively large adjustment range for the camshaft 28 can be realized in a structurally advantageous manner.

Description

Die Erfindung betrifft einen Phasensteller für eine Nockenwellen einer Brennkraftmaschine sowie eine Kombination eines solchen Phasenstellers mit einer Nockenwelle. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit einem eine solche Kombination umfassenden Ventiltrieb sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Brennkraftmaschine.The invention relates to a phaser for a camshaft of an internal combustion engine and a combination of such phaser with a camshaft. The invention further relates to an internal combustion engine with a valve drive comprising such a combination as well as a motor vehicle having such an internal combustion engine.

Der Ventiltrieb für eine (Hubkolben-)Brennkraftmaschine umfasst jeweils mindestens ein, regelmäßig zwei Einlass- und Auslassventile für jeden Brennraum der Brennkraftmaschine. Diese auch als Gaswechselventile bezeichneten Einlass- und Auslassventile werden bei fast allen Brennkraftmaschinen mittels Nockenwellen betätigt, wobei bei Brennkraftmaschinen mit mehr als zwei Gaswechselventilen pro Brennraum regelmäßig zwei Nockenwellen zum Einsatz kommen. Vielfach ist die Anordnung dieser Nockenwellen derart, dass eine davon sämtliche Einlassventile und die andere sämtliche Auslassventile steuert.The valve drive for a (reciprocating) internal combustion engine comprises at least one, regularly two intake and exhaust valves for each combustion chamber of the internal combustion engine. These intake and exhaust valves, also referred to as gas exchange valves, are actuated by camshafts in almost all internal combustion engines, with two camshafts being used regularly in internal combustion engines having more than two gas exchange valves per combustion chamber. In many cases, the arrangement of these camshafts is such that one of them controls all intake valves and the other all exhaust valves.

Es ist bekannt, zur Verbesserung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine die Ventilsteuerzeiten der Gaswechselventile zumindest teilweise bedarfsweise dadurch zu verändern, dass die Phasenwinkel der diese betätigenden Nockenwellen verstellt werden. Hierzu wird die jeweilige Nockenwelle mittels eines Phasenstellers gegenüber einem Antriebsrad, über das diese rotierend angetrieben wird, um einen definierten Verstellwinkel verdreht, wodurch die Ventilsteuerzeiten der damit angesteuerten Gaswechselventile in Richtung „früh“ oder „spät“ verstellt werden.It is known, to improve the operating behavior of an internal combustion engine, the valve timing of the gas exchange valves at least partially, if necessary, to change that the phase angle of the actuating camshafts are adjusted. For this purpose, the respective camshaft by means of a phaser relative to a drive wheel, via which it is driven in rotation, rotated by a defined displacement, whereby the valve timing of the thus controlled gas exchange valves in the direction of "early" or "late" are adjusted.

Bekannt sind weiterhin Brennkraftmaschinen, bei denen die Nockenwellen jeweils sowohl Einlass- als auch Auslassventile steuern. Diese werden häufig als „gemischte Nockenwellen“ bezeichnet. Prinzipiell führt eine Phasenverstellung einer solchen (einfachen) gemischten Nockenwellen zu einer Änderung der Ventilsteuerzeiten von sowohl den durch diese betätigten Einlass- als auch Auslassventilen und zwar in derselben Richtung und mit demselben Verstellwinkel. Dies ist in vielen Fällen jedoch nicht vorteilhaft. Vielmehr sollten die Ventilsteuerzeiten der Einlass- und Auslassventile unabhängig steuerbar sein. Dies kann für gemischte Nockenwellen dadurch erreicht werden, dass diese in Form von konzentrischen doppelten Nockenwellen ausgebildet sind. Diese bestehen aus einer Außenwelle und einer innerhalb der Außenwelle gelagerten Innenwelle, wobei sowohl die Innen- als auch die Außenwelle mit Nocken für die Steuerung der Einlass- und Auslassventile versehen sind. Die Nocken der Innenwelle ragen dabei durch Öffnungen in der Außenwelle. Mittels eines Phasenstellers, der die Innen- und die Außenwelle gegeneinander verdrehen kann, besteht dann die Möglichkeit, die Steuerzeiten der Einlass- und/oder Auslassventile unabhängig voneinander zu verstellen.Also known are internal combustion engines in which the camshafts each control both intake and exhaust valves. These are often referred to as "mixed camshafts". In principle, phasing of such a (simple) mixed camshaft results in a change in the valve timing of both the intake and exhaust valves actuated thereby in the same direction and with the same displacement angle. However, this is not advantageous in many cases. Rather, the valve timing of the intake and exhaust valves should be independently controllable. This can be achieved for mixed camshafts by forming them in the form of concentric double camshafts. These consist of an outer shaft and an inner shaft mounted inside the outer shaft, wherein both the inner and the outer shaft are provided with cams for the control of the intake and exhaust valves. The cams of the inner shaft protrude through openings in the outer shaft. By means of a phaser, which can rotate the inner and the outer shaft against each other, then there is the possibility to adjust the timing of the intake and / or exhaust valves independently.

Ein solcher Phasensteller ist aus der US 7,841,311 B2 bekannt. Dieser umfasst ein Antriebsrad, das über beliebige Antriebsmittel (Zahnrad, Zahnriemen, Steuerkette) rotierend von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die Rotation des Antriebsrads wird über zwei Flügelräder auf eine doppelte Nockenwelle übertragen, wobei eines der Flügelräder auf die Innenwelle und das andere Flügelrad auf die Außenwelle der Nockenwelle wirkt. Die Flügelräder sind in Grenzen innerhalb eines ebenfalls von dem Antriebsrad rotierend angetriebenen Gehäuses drehbar, wodurch eine Phasenverstellung der mit den Flügelrädern verbundenen Innen- und Außenwellen gegenüber dem Antriebsrad erreicht werden kann. Die Verstellung der beiden Flügelräder innerhalb des Gehäuses erfolgt hydraulisch und unabhängig voneinander, d.h. die Phasenverstellung der einen Welle hat keinen Einfluss auf die Verstellbarkeit der anderen Welle.Such a phaser is from the US 7,841,311 B2 known. This includes a drive wheel, which is driven by any drive means (gear, timing belt, timing chain) rotating from a crankshaft of an internal combustion engine. The rotation of the drive wheel is transmitted via two impellers to a double camshaft, wherein one of the impellers acts on the inner shaft and the other impeller on the outer shaft of the camshaft. The impellers are within limits rotatable within a likewise driven by the drive wheel housing, whereby a phase adjustment of the associated with the impellers inner and outer shafts relative to the drive wheel can be achieved. The adjustment of the two impellers within the housing takes place hydraulically and independently of each other, ie the phase adjustment of one shaft has no effect on the adjustability of the other shaft.

Bei dem Phasensteller gemäß der US 7,841,311 B2 bildet jeder der beiden Einzelsteller, die jeweils aus einem Flügelrad und einem mit diesem zusammenwirkenden Abschnitt des Gehäuses ausgebildet sind, insgesamt fünf Druckkammern aus, die über dem jeweiligen Umfang der Einzelsteller gleichmäßig verteilt angeordnet sind und die jeweils von einem Flügel des dazugehörigen Flügelrads und einem radial nach innen ragenden Gehäuseabschnitt begrenzt sind. Aufgrund dieser Konstruktion ist der maximale Verstellwinkel, der mittels jedes der Einzelsteller für die dazugehörige Nockenwelle einstellbar ist, begrenzt, da für die Integration der Druckkammern in die Einzelsteller lediglich der Umfang von 360° zur Verfügung steht. Bei derzeit erhältlichen Phasenstellern, die prinzipiell denjenigen gemäß der US 7,841,311 B2 entsprechen, beträgt der maximale Verstellwinkel in der Regel höchstens 50°.In the phaser according to the US 7,841,311 B2 forms each of the two individual plates, which are each formed of an impeller and a cooperating with this portion of the housing, a total of five pressure chambers, which are arranged distributed uniformly over the respective circumference of the individual and each of a wing of the associated impeller and a radial are limited inwardly projecting housing portion. Due to this construction, the maximum displacement angle, which is adjustable by means of each of the individual actuators for the associated camshaft, limited because only the circumference of 360 ° is available for the integration of the pressure chambers in the individual actuator. In the case of currently available phasors, which in principle correspond to those according to the US 7,841,311 B2 The maximum adjustment angle is usually 50 ° or less.

Die DE 10 2011 116 30 A1 offenbart einen Phasensteller mit zwei Einzelstellern, die jeweils für die Verstellung des Phasenwinkels einer diesen zugeordneten Nockenwelle vorgesehen sind, wobei die Verstellung der Einzelsteller in Abhängigkeit voneinander erfolgen soll.The DE 10 2011 116 30 A1 discloses a phaser with two individual actuators, which are each provided for the adjustment of the phase angle of a camshaft associated therewith, wherein the adjustment of the individual actuator is to be made in dependence on each other.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Phasensteller anzugeben, der auf möglichst einfache Weise die Realisierung eines relativ großen Verstellwinkels (Phasenwinkels) für die Nockenwelle ermöglicht.The invention had the object of specifying a phaser, which allows the simplest possible way the realization of a relatively large displacement angle (phase angle) for the camshaft.

Diese Aufgabe wird durch einen Phasensteller gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Eine Kombination eines solchen Phasenstellers und einer Nockenwelle, eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Kombination und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Brennkraftmaschine sind Gegenstände der Patentansprüche 8 bis 10. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Phasenstellers und damit der erfindungsgemäßen Kombination, der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by a phaser according to the patent claim 1. A combination of such a phaser and a Camshaft, an internal combustion engine with such a combination and a motor vehicle with such an internal combustion engine are subject matter of claims 8 to 10. Advantageous embodiments of the phaser according to the invention and thus the combination of the invention, the internal combustion engine according to the invention and the motor vehicle according to the invention are objects of the further claims and / or result from the following description of the invention.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, mindestens zwei (Einzel-)Steller gemeinsam zur Verstellung einer einzelnen Nockenwelle zu nutzen und diese dazu hinsichtlich des jeweils erreichbaren Verstellwinkels additiv miteinander zu koppeln, wodurch insgesamt ein zumindest nahezu verdoppelter Verstellwinkel für die Nockenwelle realisiert werden kann.The invention is based on the idea to use at least two (single) actuator together for adjusting a single camshaft and to additively couple to each other with respect to the respective achievable adjustment angle, whereby a total of at least almost doubled adjustment angle for the camshaft can be realized.

Dementsprechend ist ein Phasensteller für eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehen, der zumindest ein Antriebsrad und ein Anschlussstück zur drehungsübertragenden und insbesondere drehfesten Verbindung mit der Nockenwelle aufweist. Der Phasensteller ist durch einen ersten Steller und einen zweiten Steller gekennzeichnet, wobei die Steller derart miteinander gekoppelt sind, dass die durch die einzelnen Steller einstellbaren Verstellwinkel (bezogen auf dieselbe Verstellrichtung) additiv auf das Anschlussstück übertragen werden.Accordingly, a phaser for a camshaft of an internal combustion engine is provided which has at least one drive wheel and a connection piece for the rotation-transmitting and in particular rotationally fixed connection with the camshaft. The phase adjuster is characterized by a first actuator and a second actuator, wherein the actuators are coupled to each other in such a way that the adjustable by the individual actuator adjustment angle (relative to the same adjustment) are transmitted additively to the connector.

Konstruktiv vorteilhaft lässt sich ein solcher Phasensteller realisieren, wenn eine Verstellung des ersten Stellers gemäß einer Verstellrichtung zu einem Verdrehen des Anschlussstücks sowie des zweiten Stellers (insbesondere im gleichen Maße) relativ zu dem Antriebsrad in einer Drehrichtung und eine Verstellung des zweiten Stellers in der(selben) Verstellrichtung zu einem Verdrehen des Anschlussstücks in der(selben) Drehrichtung führt (ohne dass dabei der erste Steller entgegen der Drehrichtung verdreht würde).Such a phase adjuster can be realized structurally advantageously if an adjustment of the first actuator according to an adjustment direction results in a twisting of the connection piece and of the second actuator (in particular to the same extent) relative to the drive wheel in one direction of rotation and an adjustment of the second actuator in the same position ) Adjustment direction leads to a twisting of the connection piece in the (same) direction of rotation (without the first actuator being twisted counter to the direction of rotation).

Hierfür kann vorzugsweise ein drehfest mit dem Antriebsrad verbundener Stator, ein drehfest mit dem Anschlussstück (gegebenenfalls integral) verbundener Rotor des zweiten Stellers und ein Kupplungsstück vorgesehen sein, wobei der Stator, der Rotor und das Kupplungsstück derart miteinander gekoppelt sind, dass infolge der Verstellung des ersten Stellers der Stator nicht und das Kupplungsstück relativ zu dem Antriebsrad gedreht wird und infolge der Verstellung des zweiten Stellers das Kupplungsstück nicht und der Rotor relativ zu dem Antriebsrad gedreht wird.For this purpose, preferably a rotatably connected to the drive wheel stator, a rotatably connected to the connector (possibly integrally) connected rotor of the second actuator and a coupling piece may be provided, wherein the stator, the rotor and the coupling piece are coupled together such that due to the adjustment of the the first actuator of the stator is not and the coupling piece is rotated relative to the drive wheel and as a result of the adjustment of the second actuator, the coupling piece is not and the rotor is rotated relative to the drive wheel.

Besonders vorteilhaft erzielbar ist eine solche Koppelung, wenn vorgesehen ist, dass der Stator mit dem Kupplungsstück und das Kupplungsstück mit dem Rotor jeweils mindestens eine Druckkammer begrenzt, deren Größen durch die Zu- und Abfuhr eines Fluids (Gas oder Flüssigkeit), insbesondere einer Flüssigkeit, veränderlich sind.Such a coupling can be attained particularly advantageously if it is provided that the stator with the coupling piece and the coupling piece with the rotor each delimit at least one pressure chamber whose sizes are determined by the supply and removal of a fluid (gas or liquid), in particular a liquid. are changeable.

Weiterhin bevorzugt kann dann noch vorgesehen sein, dass der Stator mit dem Kupplungsstück und das Kupplungsstück mit dem Rotor jeweils mindestens eine erste Druckkammer und mindestens eine zweite Druckkammer begrenzt, wobei die ersten Druckkammern zur Verbindung mit einer externen Fluidversorgung vorgesehen sind und die zweiten Druckkammern fluidleitend miteinander verbunden sind. Die (oder jeweils eine) erste Druckkammer und die (eine) zweite Druckkammer jedes der Steller können dabei insbesondere mittels des Kupplungsstücks voneinander separiert sein. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine besonders kompakte Koppelung der Steller erreicht werden, indem in die erste(n) Druckkammer(n) eines der Steller, beispielsweise des ersten Stellers, einströmendes Fluid zu einer Vergrößerung dieser ersten Druckkammer(n) führt, wodurch die von dieser/diesen ersten Druckkammer(n) mittels des Kupplungsstücks separierten zweiten Druckkammer(n) desselben Stellers im gleichen Maße verkleinert werden, wobei das in dieser/diesen zweiten Druckkammer(n) enthaltene Fluid in die (jeweils) fluidleitend angebundene(n) zweiten Druckkammer(n) des anderen (zweiten) Stellers überströmt, wodurch diese zweite(n) Druckkammer(n) vergrößert werden, was infolge der Separierung mittels des Kupplungsstücks zu einer Verkleinerung des/der ersten Druckkammer(n) dieses anderen (zweiten) Stellers führt, wobei in dieser/diesen ersten Druckkammer(n) enthaltenes Fluid abgeführt wird.Furthermore preferably, it can then be provided that the stator with the coupling piece and the coupling piece with the rotor each delimit at least a first pressure chamber and at least one second pressure chamber, wherein the first pressure chambers are provided for connection to an external fluid supply and the second pressure chambers fluid-conducting each other are connected. The (or respectively one) first pressure chamber and the (a) second pressure chamber of each actuator can be separated from each other in particular by means of the coupling piece. As a result, a particularly compact coupling of the actuator can be achieved in an advantageous manner by flowing into the first (n) pressure chamber (s) of the actuator, for example, the first actuator, inflowing fluid to an enlargement of this first pressure chamber (s), whereby the this second pressure chamber (s) of the same actuator are reduced to the same extent by the second pressure chamber (s) of the same actuator, the fluid contained in this second pressure chamber (s) entering the (respectively) second fluidically connected second pressure chamber (n) of the other (second) actuator overflowed, whereby these second (n) pressure chamber (s) (s) are increased, resulting in a reduction of the / the first pressure chamber (s) of this other (second) actuator due to the separation by means of the coupling piece, wherein fluid contained in said first pressure chamber (s) is removed.

Um auch mit einem relativ geringen Fluiddruck ein ausreichend hohes Verstellmoment des Phasenstellers realisieren zu können, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Stator mit dem Kupplungsstück und das Kupplungsstück mit dem Rotor jeweils drei, vier, fünf oder mehr Druckkammern begrenzt. Sofern für die Steller jeweils sowohl erste als auch zweite Druckkammern vorgesehen sind, sollten jeweils drei, vier, fünf oder mehr erste Druckkammern und drei, vier, fünf oder mehr zweite Druckkammern vorgesehen sein. Die aus einer solchen relativ hohen Anzahl an in den Stellern ausgebildeten Druckkammern resultierende Beschränkung des für die einzelnen Steller maximal erreichbaren Verstellwinkels ist infolge der hinsichtlich des für die Nockenwelle insgesamt erreichbaren Verstellwinkels additiven Kopplung der mindestens zwei Steller unproblematisch. Insofern kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der erste Steller und/oder der zweite Steller individuell einen maximalen Verstellwinkel von lediglich ca. 50° aufweist.In order to be able to realize a sufficiently high adjusting moment of the phaser even with a relatively low fluid pressure, it can preferably be provided that the stator with the coupling piece and the coupling piece with the rotor each delimit three, four, five or more pressure chambers. If both first and second pressure chambers are provided for the actuators, respectively three, four, five or more first pressure chambers and three, four, five or more second pressure chambers should be provided. The resulting from such a relatively high number of trained in the writers pressure chambers resulting limitation of the maximum achievable for the individual adjuster adjustment angle is unproblematic as a result of the total in terms of the camshaft achievable adjustment angle coupling of at least two actuators. In this respect, it may be provided, for example, that the first actuator and / or the second actuator individually has a maximum displacement angle of only about 50 °.

Eine erfindungsgemäße Kombination umfasst neben einem erfindungsgemäßen Phasensteller zumindest eine drehungsübertragend und insbesondere drehfest mit dem Anschlussstück des Phasenstellers verbundene Nockenwelle.A combination according to the invention comprises, in addition to an inventive Phase adjuster at least one rotationally transmitting and in particular rotationally fixed to the connecting piece of the phaser connected camshaft.

Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst einen Ventiltrieb mit mindestens einer solchen Kombination aus erfindungsgemäßem Phasensteller und dazugehöriger Nockenwelle.An internal combustion engine according to the invention comprises a valve drive with at least one such combination of phaser according to the invention and associated camshaft.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine solche erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine insbesondere zur Erzeugung einer Fahrantriebsleistung für das Kraftfahrzeug vorgesehen sein kann. Bei dem Kraftfahrzeug kann sich insbesondere um ein radbasiertes Kraftfahrzeug (vorzugsweise ein PKW oder ein LKW) handeln. Eine Verwendung bei anderen Kraftfahrzeugen, beispielsweise bei schienengebundenen Kraftfahrzeugen oder Schiffen, ist ebenfalls möglich.An inventive motor vehicle comprises such an internal combustion engine according to the invention, wherein the internal combustion engine can be provided in particular for generating a traction drive power for the motor vehicle. The motor vehicle may in particular be a wheel-based motor vehicle (preferably a car or a truck). Use in other motor vehicles, such as rail vehicles or ships, is also possible.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt, jeweils in vereinfachter Darstellung:

  • 1: eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine;
  • 2: eine erfindungsgemäße Kombination eines Phasenstellers und einer Nockenwelle;
  • 3: den Phasensteller gemäß der 2 ohne Gehäuse und in einer ersten Endstellung;
  • 4: den Phasensteller gemäß der 3 in einer mittleren Stellung;
  • 5: den Phasensteller gemäß den 2 und 3 kurz vor dem Erreichen einer zweiten Endstellung; und
  • 6: ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. In the drawings shows, in a simplified representation:
  • 1 an internal combustion engine according to the invention;
  • 2 a combination according to the invention of a phaser and a camshaft;
  • 3 : the phaser according to the 2 without housing and in a first end position;
  • 4 : the phaser according to the 3 in a middle position;
  • 5 : the phaser according to the 2 and 3 shortly before reaching a second end position; and
  • 6 : a motor vehicle according to the invention.

Die 1 zeigt in vereinfachter Darstellung eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 10. Diese umfasst einen Verbrennungsmotor 12, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als vierzylindriger (Reihen-)Hubkolbenmotor ausgebildet ist und beispielsweise nach dem Otto- oder Diesel-Prinzip betrieben werden kann. Dazu sind in einem Zylinderkurbelgehäuse 14 Zylinder 16 ausgebildet, in denen Kolben 18 längsaxial beweglich geführt sind. Eine durch Verbrennungsprozesse bewirkte Bewegung der Kolben 18 wird über Pleuel 20 auf eine in dem Zylinderkurbelgehäuse 14 drehbar gelagerte Kurbelwelle 22 übertragen. Diese Rotation der Kurbelwelle 22 kann auf angetriebene Räder eines Kraftfahrzeugs (vgl. 6) übertragen werden. Die Brennkraftmaschine 10 kann somit zur Erzeugung der Fahrantriebsleistung für das Kraftfahrzeug dienen.The 1 shows in simplified representation an internal combustion engine 10 according to the invention. This includes an internal combustion engine 12 , which is formed in the present embodiment as a four-cylinder (series) reciprocating engine and can be operated for example according to the gasoline or diesel principle. These are in a cylinder crankcase 14 cylinder 16 formed in which pistons 18 are guided longitudinally axially movable. A movement of the pistons caused by combustion processes 18 is over connecting rod 20 on one in the cylinder crankcase 14 rotatably mounted crankshaft 22 transfer. This rotation of the crankshaft 22 can on driven wheels of a motor vehicle (see. 6 ) be transmitted. The internal combustion engine 10 can thus serve to generate the traction drive power for the motor vehicle.

Eine Rotation der Kurbelwelle 22 wird zudem mittels eines Steuertriebs 24, der beispielsweise in Form eines Zahnriemen- oder Kettentriebs ausgebildet sein kann, auf eine in einem Zylinderkopfgehäuse 26 des Verbrennungsmotors 12 drehbar gelagerte erste Nockenwelle 28 übertragen. Bei dieser ersten Nockenwelle 28 kann es sich um eine Einlassnockenwelle handeln, mittels der Einlassventile 30 betätigt werden, über die Frischgas in Brennräume, die von den Zylindern 16, den Kolben 18 sowie dem Zylinderkopfgehäuse 26 begrenzt sind, gesteuert eingebracht werden kann. Dabei wird dieses Frischgas mit direkt in die Brennräume eingespritztem Kraftstoff verbrannt, um die durch die Kurbelwelle 22 gesteuerte Bewegung der Kolben 18 innerhalb der Zylinder 16 zu bewirken.A rotation of the crankshaft 22 is also using a tax drive 24 , which may be formed in the form of a toothed belt or chain drive, for example, on a in a cylinder head housing 26 of the internal combustion engine 12 rotatably mounted first camshaft 28 transfer. At this first camshaft 28 it may be an intake camshaft, by means of intake valves 30 be actuated via the fresh gas in combustion chambers, by the cylinders 16 , the piston 18 as well as the cylinder head housing 26 are limited, can be introduced controlled. In this case, this fresh gas is burned with fuel injected directly into the combustion chambers to the through the crankshaft 22 controlled movement of the pistons 18 inside the cylinder 16 to effect.

Mittels eines Zahnradgetriebes 32 (mit einer Übersetzung von eins) wird eine Drehbewegung der ersten Nockenwelle 32 auf eine zweite Nockenwelle (nicht sichtbar), bei der es sich dann um eine Auslassnockenwelle des Verbrennungsmotors 10 handeln kann, übertragen. Diese zweite Nockenwelle betätigt demnach Auslassventile (nicht sichtbar), durch die Abgas, das bei einer Verbrennung der Kraftstoff-Frischgas-Gemische in den Brennräumen erzeugt wurde, gesteuert abgeführt werden kann.By means of a gear transmission 32 (with a ratio of one) becomes a rotational movement of the first camshaft 32 on a second camshaft (not visible), which is then an exhaust camshaft of the engine 10 can act, transfer. Accordingly, this second camshaft actuates exhaust valves (not visible), by means of which exhaust gas, which was produced during combustion of the fuel fresh-gas mixtures in the combustion chambers, can be removed in a controlled manner.

Mittels einer Kraftstoffpumpe (nicht dargestellt) kann Injektoren 34 des Verbrennungsmotors 12 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 10 zugeführt. werden Mittels der Injektoren 34 kann der Kraftstoff dann unter relativ hohem Druck und zu vorgegebenen Zeitpunkten in die Brennräume eingespritzt werden.By means of a fuel pump (not shown) can injectors 34 of the internal combustion engine 12 Fuel from a fuel tank (not shown) of the internal combustion engine 10 fed. be by means of injectors 34 The fuel can then be injected under relatively high pressure and at predetermined times in the combustion chambers.

Sowohl der ersten Nockenwelle 28 als auch der zweiten Nockenwelle kann jeweils ein Phasensteller 36 zugeordnet sein, wobei einer oder beide dieser Phasensteller 36 erfindungsgemäß ausgestaltet sein können.Both the first camshaft 28 as well as the second camshaft can each have a phaser 36 be associated with one or both of these Phasensteller 36 can be configured according to the invention.

Ein solcher erfindungsgemäßer Phasensteller ist in Kombination mit einer dazugehörigen Nockenwelle in den 2 bis 5 dargestellt.Such an inventive phaser is in combination with an associated camshaft in the 2 to 5 shown.

Dieser umfasst neben einem Antriebsrad 38 (vgl. 1) und einem Anschlussstück (nicht sichtbar), das zur drehungsübertragenden Verbindung mit einer der Nockenwellen dient, einen ersten Steller 40 und einen zweiten Steller 42, die erfindungsgemäß derart miteinander gekoppelt sind, dass der durch die einzelnen Steller 40, 42 einstellbare Verstellwinkel additiv auf das Anschlussstück und damit auf die zugeordnete Nockenwelle übertragen wird.This includes next to a drive wheel 38 (see. 1 ) and a connector (not visible), which serves for the rotationally transmitting connection with one of the camshafts, a first actuator 40 and a second actuator 42 , which according to the invention are coupled to each other in such a way that by the individual controller 40 . 42 adjustable adjustment angle is additive to the connector and thus transferred to the associated camshaft.

Bei der beispielhaften Verwendung des in den 2 bis 5 dargestellten Phasenstellers 36 zur Verstellung des Phasenwinkels der ersten Nockenwelle 28 der Brennkraftmaschine gemäß der 1 kann vorgesehen sein, dass das Antriebsrad drehfest mit einem Stator 44 des ersten Stellers 40 verbunden ist. Dieser Stator 44 des ersten Stellers 40 umfasst, gegebenenfalls in einer einstückigen Ausgestaltung, eine ringförmige Begrenzungswand 46, von der sich ein ringzylindrischer Anschlussstutzen 48 in Richtung des die Nocken (nicht dargestellt) umfassenden Abschnitts der Nockenwelle 28 erstreckt. Dieser Anschlussstutzen 48 kann der drehfesten Verbindung mit einem Antriebsrad 38, beispielsweise dem oberen Getrieberad des Steuertriebs 24 der Brennkraftmaschine gemäß der 1, dienen. Von der bezüglich des Anschlussstutzens 48 abgewandten Seite der Begrenzungswand 46 erstrecken sich in parallel bezüglich der Längs- beziehungsweise Rotationsachse 50 der Nockenwelle 28 verlaufenden Ausrichtungen insgesamt vier Trennstege 52, die innenseitig auf einem ringzylindrischen Bodenteil eines Kupplungsstücks 54 beweglich gelagert sind. Der Stator 44 und das Kupplungsstück 54 sind dabei drehbar auf einem Abschnitt der Nockenwelle 28 gelagert.In the exemplary use of the in the 2 to 5 phase adjuster 36 shown for adjusting the phase angle of the first camshaft 28 the internal combustion engine according to the 1 can be provided that the drive wheel rotatably with a stator 44 of the first author 40 connected is. This stator 44 of the first author 40 includes, optionally in a one-piece design, an annular boundary wall 46 , from which a ring-cylindrical connecting piece 48 in the direction of the cam (not shown) comprising portion of the camshaft 28 extends. This connection piece 48 can the non-rotatable connection with a drive wheel 38 , For example, the upper gear of the timing gear 24 the internal combustion engine according to the 1 , serve. From the concerning the connecting piece 48 opposite side of the boundary wall 46 extend in parallel with respect to the longitudinal or rotational axis 50 the camshaft 28 extending alignments a total of four dividers 52 , on the inside on an annular cylindrical bottom part of a coupling piece 54 are movably mounted. The stator 44 and the coupling piece 54 are rotatable on a portion of the camshaft 28 stored.

Das Kupplungsstück 54 umfasst, gegebenenfalls in einer einstückigen Ausgestaltung, neben dem Bodenteil 56 eine ringförmige Begrenzungswand 58 sowie vier sich von der Begrenzungswand 58 in Richtung des Stators 44 erstreckende Trennstege 60, die ebenfalls parallel zu der Rotationsachse 50 der Nockenwelle 28 verlaufende Ausrichtungen aufweisen. Die freien Enden der Trennstege 52 des Stators 44 liegen abdichtend an der bezüglich des Stators 44 proximal gelegenen Seite der Begrenzungswand 58 des Kupplungsstücks 54 an und die freien Enden dieser Trennstege 60 sowie des Bodenteils 56 des Kupplungsstücks 54 liegen abdichtend an der bezüglich des Kupplungsstücks 56 proximal gelegenen Seite der Begrenzungswand 46 des Stators 44 an. In Kombination mit dem in der 2 dargestellten Gehäuse 62 des Phasenstellers 36 begrenzen der Stator 44 und das Kupplungsstücks 36 dadurch jeweils vier erste Druckkammern 64 und vier zweite Druckkammern 66, die in abwechselnder Anordnung über dem Umfang (bezüglich der Rotationsachse 50 der Nockenwelle 28) des ersten Stellers 40 verteilt angeordnet sind. Demnach befinden sich jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Trennstegen 52 des Stators 52 eine erste Druckkammer 64 und eine zweite Druckkammern 66, die mittels eines Trennstegs 60 des Kupplungsstücks 54 voneinander separiert sind.The coupling piece 54 includes, optionally in a one-piece design, adjacent to the bottom part 56 an annular boundary wall 58 as well as four of the boundary wall 58 in the direction of the stator 44 extending dividers 60 which are also parallel to the axis of rotation 50 the camshaft 28 have extending orientations. The free ends of the dividers 52 of the stator 44 lie sealingly with respect to the stator 44 proximal side of the boundary wall 58 of the coupling piece 54 on and the free ends of these dividers 60 as well as the bottom part 56 of the coupling piece 54 lie sealingly with respect to the coupling piece 56 proximal side of the boundary wall 46 of the stator 44 at. In combination with the in the 2 illustrated housing 62 of the phaser 36 limit the stator 44 and the coupling piece 36 in each case four first pressure chambers 64 and four second pressure chambers 66 arranged in an alternating arrangement over the circumference (with respect to the axis of rotation 50 the camshaft 28 ) of the first author 40 are arranged distributed. Accordingly, there are in each case between two circumferentially adjacent separating webs 52 of the stator 52 a first pressure chamber 64 and a second pressure chambers 66 by means of a divider 60 of the coupling piece 54 are separated from each other.

Infolge der Drehbarkeit des Kupplungsstücks 54 relativ zu dem Stator 44 sind die Größen (Volumina) der Druckkammern 64, 66 veränderbar, wobei eine Vergrößerung oder Verkleinerung der ersten Druckkammern 64 zu einer proportionalen, jeweils entgegengesetzten Veränderung der Größen der zweiten Druckkammern 66 führt.Due to the rotatability of the coupling piece 54 relative to the stator 44 are the sizes (volumes) of the pressure chambers 64 . 66 changeable, wherein an enlargement or reduction of the first pressure chambers 64 to a proportional, respectively opposite change in the sizes of the second pressure chambers 66 leads.

Der zweite Steller 42 umfasst neben dem Kupplungsstück 54 einen Rotor 68, wobei das Kupplungsstück 54 und der Rotor 68 in vergleichbarer Weise, wie dies für das Kupplungsstück 54 und den Stator 44 vorgesehen ist, ineinander greifend und drehbar zueinander kombiniert sind. Hierzu umfasst das Kupplungsstück 54 auch auf der dem Rotor 68 zugewandten Seite seiner Begrenzungswand 58 vier Trennstege 60 und einen ringzylindrischen Bodenteil 56. Dabei sind jeweils zwei auf unterschiedlichen Seiten der Begrenzungswand 58 angeordnete Trennstege 60 des Kupplungsstücks 54 fluchtend angeordnet. Die freien Enden der dem Rotor 68 zugewandten Trennstege 60 und des dazugehörigen Bodenteils 56 des Kupplungsstücks 54 liegen abdichtend an einer ringförmigen Begrenzungswand 70 des Rotors 68 an. Gleichzeitig liegen die freien Enden von vier (parallel bezüglich der Rotationsachse 50 der Nockenwelle 28 ausgerichteten) Trennstegen 72 des Rotors 68 abdichtend an der diesen zugewandten Seite der Begrenzungswand 56 des Kupplungsstücks 54 an, so dass das Kupplungsstück 54 und der Rotor 68 in Kombination mit dem Gehäuse 62 des Phasenstellers 36 auch jeweils vier erste Druckkammern 64 und vier zweite Druckkammern 66 des zweiten Phasenstellers 42 begrenzen, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Trennstegen 72 des Rotors 68 eine erste Druckkammer 64 und eine zweite Druckkammer 66 angeordnet sind, die mittels eines Trennstegs 60 des Kupplungsstücks 54 voneinander separiert sind.The second stopper 42 includes next to the coupling piece 54 a rotor 68 , where the coupling piece 54 and the rotor 68 in a similar way as this for the coupling piece 54 and the stator 44 is provided, interlocking and rotatable are combined. This includes the coupling piece 54 also on the rotor 68 facing side of its boundary wall 58 four dividers 60 and a ring cylindrical bottom part 56 , There are two each on different sides of the boundary wall 58 arranged dividers 60 of the coupling piece 54 arranged in alignment. The free ends of the rotor 68 facing dividers 60 and the associated floor part 56 of the coupling piece 54 lie sealingly on an annular boundary wall 70 of the rotor 68 at. At the same time, the free ends of four (parallel with respect to the axis of rotation 50 the camshaft 28 aligned) separating webs 72 of the rotor 68 sealing on the side facing the boundary wall 56 of the coupling piece 54 on, so that the coupling piece 54 and the rotor 68 in combination with the housing 62 of the phaser 36 also each four first pressure chambers 64 and four second pressure chambers 66 of the second phaser 42 limit, each between two adjacent dividers 72 of the rotor 68 a first pressure chamber 64 and a second pressure chamber 66 are arranged, by means of a divider 60 of the coupling piece 54 are separated from each other.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die als Bestandteile des Kupplungsstücks 54 beschriebenen Bodenteile 56 Bestandteil des Stators 44 und/oder des Rotors 68 sind, auf dem die dem jeweiligen Bodenteil 56 zugeordneten Trennstege 60 des Kupplungsstücks 54 beweglich geführt sind.Alternatively, it is also possible that the bottom parts described as components of the coupling piece 54 56 Part of the stator 44 and / or the rotor 68 are on which the the respective bottom part 56 assigned dividers 60 of the coupling piece 54 are movably guided.

In sämtliche ersten Druckkammern 64 des ersten Stellers 40 und des zweiten Stellers 42 mündet in einem möglichst geringen Abstand (in Umfangsrichtung) zu dem jeweils zu dem Stator 44 oder dem Rotor 54 gehörigen Trennsteg 52, 72 eine in die Begrenzungswand 46, 70 des Stators 44 oder des Rotors 68 integrierte Anschlussöffnung 74, über die die ersten Druckkammern 64 an eine externe Fluidversorgung 76 (vgl. 1), die ein Fluidreservoir 78 sowie eine hinsichtlich der Förderleistung ansteuerbare Fördervorrichtung 80 umfassen kann, anschließbar ist. Weiterhin sind in die Begrenzungswand 58 des Kupplungsstücks 54 insgesamt vier Überströmöffnungen 82 integriert, durch die jeweils eine zweite Druckkammer 66 des ersten Stellers 40 und eine zweite Druckkammer 66 des zweiten Stellers 42 fluidleitend verbunden sind. Dabei sind die Überströmöffnungen 82 ebenfalls in einem möglichst geringen Abstand (in Umfangsrichtung) zu dem die jeweiligen zweiten Druckkammern 66 begrenzenden Trennsteg 60 des Kupplungsstücks 54 angeordnet.In all first pressure chambers 64 of the first author 40 and the second author 42 opens at the smallest possible distance (in the circumferential direction) to each of the stator 44 or the rotor 54 associated divider 52 . 72 one in the boundary wall 46 . 70 of the stator 44 or the rotor 68 integrated connection opening 74 about which the first pressure chambers 64 to an external fluid supply 76 (see. 1 ), which is a fluid reservoir 78 as well as a conveying device which can be controlled with respect to the delivery rate 80 may include, is connectable. Furthermore, in the boundary wall 58 of the coupling piece 54 a total of four overflow openings 82 integrated, through each of which a second pressure chamber 66 of the first author 40 and a second pressure chamber 66 of the second author 42 fluidly connected. Here are the overflow 82 also in the smallest possible distance (in the circumferential direction) to the respective second pressure chambers 66 limiting divider 60 of the coupling piece 54 arranged.

Für ein Verdrehen der Nockenwelle 28 (relativ zu dem Antriebsrad 38) von beispielsweise der in der 3 dargestellten Endstellung in eine der in den 4 und 5 dargestellten Stellungen ist vorgesehen, mittels der Fluidversorgung 76 ein Fluid (insbesondere eine Flüssigkeit, z.B. ein Öl) mit einem definierten Überdruck in die ersten Druckkammern 64 des ersten Stellers 40 einzubringen, wodurch sich diese ersten Druckkammern 64 vergrößern. Dies führt zu einer proportionalen Verkleinerung der von dem ersten Steller 40 ausgebildeten zweiten Druckkammern 66, wobei in diesen zweiten Druckkammern 66 des ersten Stellers 40 enthaltenes Fluid über die Überströmöffnungen 82 in die jeweils mit diesen fluidleitend verbunden zweiten Druckkammern 66 des zweiten Stellers 42 überströmt, wodurch sich diese zweiten Druckkammern 66 des zweiten Stellers 42, proportional zu der Verkleinerung der zweiten Druckkammern 66 des ersten Stellers 40, vergrößern. Diese Vergrößerung der zweiten Druckkammern 66 des zweiten Stellers 42 führt wiederum zu einer proportionalen Verkleinerung der ersten Druckkammern 64 des zweiten Stellers 42, wobei in diesen ersten Druckkammern 64 des zweiten Stellers 42 vorhandenes Fluid über die dazugehörigen Anschlussöffnungen 74 abgeführt wird. For a rotation of the camshaft 28 (relative to the drive wheel 38 ) of, for example, in the 3 end position shown in one of the 4 and 5 shown positions is provided by means of the fluid supply 76 a fluid (in particular a liquid, eg an oil) with a defined overpressure into the first pressure chambers 64 of the first author 40 introduce, which creates these first pressure chambers 64 enlarge. This results in a proportional reduction of that of the first actuator 40 trained second pressure chambers 66 , wherein in these second pressure chambers 66 of the first author 40 contained fluid via the overflow openings 82 in each case with these fluidly connected second pressure chambers 66 of the second author 42 overflowed, causing these second pressure chambers 66 of the second author 42 , proportional to the reduction of the second pressure chambers 66 of the first author 40 , enlarge. This enlargement of the second pressure chambers 66 of the second author 42 in turn leads to a proportional reduction of the first pressure chambers 64 of the second author 42 , wherein in these first pressure chambers 64 of the second author 42 existing fluid is discharged via the associated connection openings 74.

Diese Funktionalität des erfindungsgemäßen Phasenstellers 36 ist insgesamt mit einer maximal erreichbaren Drehung des Rotors 68 und der mit dem Rotor 68 drehfest verbundenen Nockenwelle 28 relativ zu dem Stator 44 und damit relativ zu dem Antriebsrad 38 verbunden, die der Addition der beiden maximal erreichbaren Verstellwinkel der beiden einzelnen Steller 40, 42 entspricht, wobei der maximal erreichbare Verstellwinkel der beiden einzelnen Steller 40, 42 durch den Winkel der größtmöglichen (kreissegmentförmig verlaufenden) Verschiebebewegung der Trennstege 60 des Kupplungsstücks 54 jeweils innerhalb von zwei benachbarten Trennstegen 52, 72 des Stators 44 und des Rotors 68 begrenzt ist. Insgesamt kann somit für die Nockenwelle 28 ein nahezu doppelt so großer Verstellwinkel für die zugeordnete Nockenwelle 28 realisiert werden, wie dies durch die Verwendung eines einzelnen Stellers mit einem Aufbau gemäß den beiden Stellern 40, 42 des erfindungsgemäßen Phasenstellers 36 möglich wäre. Dabei ist infolge der auch fluidtechnischen Koppelung der beiden Steller 40, 42 die für das gekoppelte Verstellen der beiden Steller 40, 42 erforderliche Fördermenge an Fluid nicht größer, als sie für das Verstellen eines einzelnen Stellers 40, 42 wäre.This functionality of the phaser according to the invention 36 is in total with a maximum achievable rotation of the rotor 68 and the one with the rotor 68 rotatably connected camshaft 28 relative to the stator 44 and thus relative to the drive wheel 38 connected, the addition of the two maximum achievable adjustment of the two individual actuator 40 . 42 corresponds to the maximum achievable adjustment angle of the two individual actuator 40 . 42 by the angle of the largest possible (circular segment) sliding movement of the dividers 60 of the coupling piece 54 each within two adjacent dividers 52 . 72 of the stator 44 and the rotor 68 is limited. Overall, thus, for the camshaft 28 an almost twice as large adjustment angle for the assigned camshaft 28 be realized, as by the use of a single actuator with a structure according to the two writers 40 . 42 the phaser according to the invention 36 it is possible. This is due to the fluidic coupling of the two controllers 40 . 42 for the coupled adjustment of the two controllers 40 . 42 required flow rate of fluid not larger than they are for the adjustment of a single actuator 40 . 42 would.

Bei der beschriebenen Koppelung der beiden Steller 40, 42 dient das Kupplungsstück 54 als Rotor für die durch den ersten Steller 40 bewirkte Verstellung und gleichzeitig als Stator für die durch den zweiten Steller 42 bewirkte Verstellung, wobei das Kupplungsstück 54 dabei nicht stillstehend ist, sondern als dasjenige Element des zweiten Stellers 42 wirkt, gegenüber dem sich der Rotor 68 dreht.In the described coupling of the two controllers 40 . 42 serves the coupling piece 54 as a rotor for the first steller 40 effected adjustment and at the same time as a stator for by the second actuator 42 effected adjustment, wherein the coupling piece 54 not resting, but as that element of the second actuator 42 acts against which the rotor 68 rotates.

Für ein Zurückdrehen der Nockenwelle 28 ausgehend von einer der in den 4 und 5 dargestellten Stellungen in Richtung der in der 3 dargestellte Endstellung kann vorgesehen sein, durch ein Umschalten der Fluidversorgung 76, wozu diese ein entsprechendes Umschaltventil 84 aufweisen kann, die ersten Druckkammern 64 des zweiten Stellers 42 mit dem Fluid zu beaufschlagen, was zu einer Vergrößerung dieser ersten Druckkammern 64 des zweiten Stellers 42 und, aufgrund der beschriebenen fluidtechnischen Koppelung der beiden Steller 40, 42, daraus folgend zu einer Verkleinerung der ersten Druckkammern 64 des ersten Stellers 40 führt, wobei in diesen ersten Druckkammern 64 des ersten Stellers 40 enthaltenes Fluid teilweise über die dazugehörigen Anschlussöffnungen 74 abgeführt wird.For turning back the camshaft 28 starting from one of the in the 4 and 5 represented positions in the direction of in the 3 shown end position can be provided by switching the fluid supply 76 why they have a corresponding changeover valve 84 may have, the first pressure chambers 64 of the second author 42 to pressurize the fluid, resulting in an enlargement of these first pressure chambers 64 of the second author 42 and, due to the described fluidic coupling of the two actuators 40 . 42 , resulting in a reduction of the first pressure chambers 64 of the first author 40 leads, wherein in these first pressure chambers 64 of the first author 40 contained fluid partially via the associated connection openings 74 is dissipated.

Ergänzend oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein Zurückdrehen der Nockenwelle mittels eines Federelements, das beim zuvor erfolgten Verdrehen zunehmend vorgespannt worden ist, bewirkt wird.Additionally or alternatively, it may also be provided that a reverse rotation of the camshaft by means of a spring element, which has been increasingly biased in the previous twisting, is effected.

Alternativ zu der anhand der 2 bis 5 beschriebenen Verwendung und Ausgestaltung des Phasenstellers 36 kann auch vorgesehen sein, ein Antriebsrad mit dem zuvor als Rotor bezeichneten Bauteil 68 drehfest zu verbinden, wodurch dieses als Stator des Phasenstellers dient, während das zuvor als Stator bezeichnete Bauteil 44 als Rotor dient, der für die drehfeste oder zumindest drehungsübertragene Verbindung mit einer Nockenwelle vorgesehen ist. Bei dieser Nockenwelle kann es sich beispielsweise um eine Außenwelle einer doppelten Nockenwelle handeln, die in Grenzen drehbar auf einer Innenwelle gelagert ist, wobei diese Innenwelle vorzugsweise mit dem nunmehr als Stator genutzten Bauteil 68 drehfest verbunden sein kann.Alternatively to the basis of the 2 to 5 described use and design of the phaser 36 can also be provided, a drive wheel with the previously designated as a rotor component 68 rotatably connecting, whereby this serves as a stator of the phaser, while the previously designated as a stator component 44 serves as a rotor which is provided for the non-rotatable or at least rotationally transmitted connection with a camshaft. This camshaft may, for example, be an outer shaft of a double camshaft, which is rotatably mounted within limits on an inner shaft, said inner shaft preferably with the now used as a stator component 68 can be connected rotatably.

Ergänzend oder alternativ kann auch vorgesehen sein, das mit dem nunmehr als Rotor genutzten Bauteil 44 ein Zahnrad des Zahnradgetriebes 32 der Brennkraftmaschine 10 gemäß der 1 verbunden ist, wodurch dieses als Rotor wirkende Bauteil 44 drehungsübertragend mit der zweiten Nockenwelle der Brennkraftmaschine 10 verbunden wäre, so dass durch eine Verstellung des Phasenstellers 36 der Phasenwinkel der zweiten Nockenwelle mittels des der ersten Nockenwelle 28 zugeordneten und als Antriebsrad 38 ein Getrieberad des Steuertriebs 24 nutzenden Phasenstellers 36 realisiert werden kann.Additionally or alternatively, it can also be provided that with the now used as a rotor component 44 a gear of the gear transmission 32 the internal combustion engine 10 according to the 1 is connected, whereby this acting as a rotor component 44 rotationally transmitting with the second camshaft of the internal combustion engine 10 would be connected, so that by an adjustment of the phaser 36 the phase angle of the second camshaft by means of the first camshaft 28 assigned and as a drive wheel 38 a gear wheel of the timing drive 24 using phase phasor 36 can be realized.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1212
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
1414
Zylinderkurbelgehäusecylinder crankcase
1616
Zylindercylinder
1818
Kolbenpiston
2020
Pleuelpleuel
2222
Kurbelwellecrankshaft
2424
SteuertriebTiming
2626
ZylinderkopfgehäuseCylinder head housing
2828
erste Nockenwellefirst camshaft
3030
Einlassventilintake valve
3232
Zahnradgetriebegear transmission
3434
Injektorinjector
3636
Phasenstellerphaser
3838
Antriebsraddrive wheel
4040
erster Stellerfirst starter
4242
zweiter Stellersecond adjuster
4444
Statorstator
4646
Begrenzungswand des StatorsBoundary wall of the stator
4848
Anschlussstutzen des StatorsConnecting piece of the stator
5050
Längs- und Rotationsachse der NockenwelleLongitudinal and rotational axis of the camshaft
5252
Trennsteg des StatorsDivider of the stator
5454
Kupplungsstückcoupling
5656
Bodenteil des KupplungsstücksBottom part of the coupling piece
5858
Begrenzungswand des KupplungsstücksBoundary wall of the coupling piece
6060
Trennsteg des KupplungsstücksDivider of the coupling piece
6262
Gehäuse des PhasenstellersHousing of the phaser
6464
erste Druckkammerfirst pressure chamber
6666
zweite Druckkammersecond pressure chamber
6868
Rotorrotor
7070
Begrenzungswand des RotorsBoundary wall of the rotor
7272
Trennsteg des RotorsDivider of the rotor
7474
Anschlussöffnungport opening
7676
Fluidversorgungfluid supply
7878
Fluidreservoirfluid reservoir
8080
Fördervorrichtungconveyor
8282
Überströmöffnungoverflow
8484
Umschaltventilswitching valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7841311 B2 [0005, 0006]US 7841311 B2 [0005, 0006]
  • DE 10201111630 A1 [0007]DE 10201111630 A1 [0007]

Claims (10)

Phasensteller (36) für eine Nockenwelle (28) einer Brennkraftmaschine (10) mit einem Antriebsrad (38) und einem Anschlussstück zur drehungsübertragenden Verbindung mit der Nockenwelle (28), gekennzeichnet durch einen ersten Steller (40) und einen zweiten Steller (40), wobei die Steller (40, 42) derart miteinander gekoppelt sind, dass die durch die einzelnen Steller (40, 42) einstellbaren Verstellwinkel additiv auf das Anschlussstück übertragen werden.Phase adjuster (36) for a camshaft (28) of an internal combustion engine (10) with a drive wheel (38) and a connection piece for the rotationally transmitting connection to the camshaft (28), characterized by a first actuator (40) and a second actuator (40), wherein the actuators (40, 42) are coupled to one another in such a way that the adjusting angles which can be set by the individual actuators (40, 42) are transmitted additively to the connection piece. Phasensteller (36) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellung des ersten Stellers (40) gemäß einer Verstellrichtung zu einem Verdrehen des Anschlussstücks sowie des zweiten Stellers (42) relativ zu dem Antriebsrad (38) in einer Drehrichtung und eine Verstellung des zweiten Stellers (42) in der Verstellrichtung zu einem Verdrehen des Anschlussstücks relativ zu dem Antriebsrad (38) in der Drehrichtung führt.Phase adjuster (36) according to Claim 1 , characterized in that an adjustment of the first actuator (40) according to an adjustment direction to a rotation of the connecting piece and the second actuator (42) relative to the drive wheel (38) in a rotational direction and an adjustment of the second actuator (42) in the adjustment leads to a rotation of the connecting piece relative to the drive wheel (38) in the direction of rotation. Phasensteller (36) gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen drehfest mit dem Antriebsrad (38) verbundenen Stator (44), einen drehungsübertragend mit dem Anschlussstück verbundenen Rotor (68) und ein Kupplungsstück (54), wobei der Stator (44), der Rotor (68) und das Kupplungsstück (54) derart miteinander gekoppelt sind, dass infolge der Verstellung des ersten Stellers (40) der Stator (44) nicht und das Kupplungsstück (54) relativ zu dem Antriebsrad (38) gedreht wird und infolge der Verstellung des zweiten Stellers (42) das Kupplungsstück (54) nicht und der Rotor (68) relativ zu dem Antriebsrad (38) gedreht wird.Phase adjuster (36) according to Claim 2 characterized by a rotatably connected to the drive wheel (38) connected to the stator (44), a rotatably connected to the connector connected rotor (68) and a coupling piece (54), wherein the stator (44), the rotor (68) and the coupling piece ( 54) are coupled together such that due to the adjustment of the first actuator (40) the stator (44) is not and the coupling piece (54) is rotated relative to the drive wheel (38) and due to the adjustment of the second actuator (42) the coupling piece (54) and the rotor (68) is rotated relative to the drive wheel (38). Phasensteller (36) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (44) mit dem Kupplungsstück (54) und das Kupplungsstück (54) mit dem Rotor (68) jeweils mindestens eine Druckkammer (64, 66) begrenzt, deren Größen durch die Zu- und Abfuhr eines Fluids veränderlich sind.Phase adjuster (36) according to Claim 3 , characterized in that the stator (44) with the coupling piece (54) and the coupling piece (54) with the rotor (68) each at least one pressure chamber (64, 66) limited, the sizes of which by the supply and discharge of a fluid variable are. Phasensteller (36) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (44) mit dem Kupplungsstück (54) und das Kupplungsstück (54) mit dem Rotor (68) jeweils mindestens eine erste Druckkammer (64) und mindestens eine zweite Druckkammer (66) begrenzt, wobei die ersten Druckkammern (64) mit einer Fluidversorgung (76) verbindbar sind und die zweiten Druckkammern (66) fluidleitend miteinander verbunden sind.Phase adjuster (36) according to Claim 4 , characterized in that the stator (44) with the coupling piece (54) and the coupling piece (54) with the rotor (68) each at least a first pressure chamber (64) and at least one second pressure chamber (66) limited, wherein the first pressure chambers (64) with a fluid supply (76) are connectable and the second pressure chambers (66) are fluid-conductively connected to each other. Phasensteller (36) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (44) mit dem Kupplungsstück (54) und das Kupplungsstück (54) mit dem Rotor (68) jeweils drei, vier, fünf oder mehr Druckkammern (64, 66) begrenzt.Phase adjuster (36) according to Claim 4 , characterized in that the stator (44) with the coupling piece (54) and the coupling piece (54) with the rotor (68) in each case three, four, five or more pressure chambers (64, 66) limited. Phasensteller (36) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (44) mit dem Kupplungsstück (54) und das Kupplungsstück (54) mit dem Rotor (68) jeweils drei, vier, fünf oder mehr erste Druckkammern (64) und drei, vier, fünf oder mehr zweite Druckkammern (66) begrenzt.Phase adjuster (36) according to Claim 5 , characterized in that the stator (44) with the coupling piece (54) and the coupling piece (54) with the rotor (68) in each case three, four, five or more first pressure chambers (64) and three, four, five or more second Pressure chambers (66) limited. Kombination eines Phasenstellers (36) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einer drehungsübertragend mit dem Anschlussstück des Phasenstellers (36) verbundenen Nockenwelle (28).Combination of a phaser (36) according to one of the preceding claims and a camshaft (28) connected in rotation with the connecting piece of the phaser (36). Brennkraftmaschine (10) mit einem mindestens eine Kombination gemäß Anspruch 8 umfassenden Ventiltrieb.Internal combustion engine (10) with at least one combination according to Claim 8 comprehensive valvetrain. Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (10) gemäß Anspruch 9.Motor vehicle with an internal combustion engine (10) according to Claim 9 ,
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009016872A1 (en) 2008-04-15 2010-02-25 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Simultaneous coupled phase position with variable overlap
US7841311B2 (en) 2008-01-04 2010-11-30 Hilite International Inc. Variable valve timing device
DE102011001301A1 (en) 2011-03-16 2012-09-20 Hydraulik-Ring Gmbh Schwenkmotorversteller
DE102011116130A1 (en) 2011-10-15 2013-04-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Valve train for an internal combustion engine
DE102012206562A1 (en) 2012-04-20 2013-10-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vane type hydraulic camshaft adjuster for use in internal combustion engine to vary e.g. control times of combustion chamber valves, has chambers in power flow from drive element to output element connected into or disconnected from flow

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7841311B2 (en) 2008-01-04 2010-11-30 Hilite International Inc. Variable valve timing device
DE102009016872A1 (en) 2008-04-15 2010-02-25 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Simultaneous coupled phase position with variable overlap
DE102011001301A1 (en) 2011-03-16 2012-09-20 Hydraulik-Ring Gmbh Schwenkmotorversteller
DE102011116130A1 (en) 2011-10-15 2013-04-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Valve train for an internal combustion engine
DE102012206562A1 (en) 2012-04-20 2013-10-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vane type hydraulic camshaft adjuster for use in internal combustion engine to vary e.g. control times of combustion chamber valves, has chambers in power flow from drive element to output element connected into or disconnected from flow

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