DE102017112472B3

DE102017112472B3 - Hydraulic camshaft adjuster and a method for controlling the same

Info

Publication number: DE102017112472B3
Application number: DE102017112472.1A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Weber
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2037-06-08
Also published as: WO2018224075A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller (1) zur Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors, mit einem Stator (2), welcher synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist, und einem verdrehbar zum Stator (2) angeordneten Rotor (3), welcher synchron mit einer Nockenwelle drehbar ist, wobei an dem Stator (2) mehrere Stege (8, 9, 10) vorgesehen sind, welche einen Ringraum (11) zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) in eine Mehrzahl von Druckräumen (12, 13, 14) unterteilen, wobei der Rotor (3) eine Rotornabe (4) und eine Mehrzahl von sich aus der Rotornabe (3) radial nach außen erstreckender Flügel (5, 6, 7) aufweist, welche die Druckräume (12, 13, 14) in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckmittelkreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitskammern (15, 16, 17, 18, 19, 20) mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen, sowie mit einer Mittenverriegelungsvorrichtung (21) zur Verriegelung des Rotors (3) in einer Mittenverriegelungsposition gegenüber dem Stator (2), wobei zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) eine Bandfeder (24) angeordnet ist, wobei die Bandfeder (24) in der Mittenposition des Rotors (3) eine minimale Vorspannkraft aufweist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines solchen hydraulischen Nockenwellenverstellers (1), wobei der Rotor (3) bei einem Motorstart aus einer beliebigen Position in eine Mittenverriegelungsposition gedreht wird.

The invention relates to a hydraulic camshaft adjuster (1) for adjusting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, with a stator (2) which is rotatable synchronously with a crankshaft of the internal combustion engine, and a rotor (3) arranged rotatably relative to the stator (2) is rotatable synchronously with a camshaft, wherein on the stator (2) a plurality of webs (8, 9, 10) are provided which an annular space (11) between the stator (2) and the rotor (3) in a plurality of pressure chambers ( 12, 13, 14), the rotor (3) having a rotor hub (4) and a plurality of blades (5, 6, 7) extending radially outward from the rotor hub (3), which hold the pressure chambers (12, 12, 13). 13, 14) subdivide into two groups of working chambers (15, 16, 17, 18, 19, 20) which can each be acted upon by a pressure medium flowing in or out of a pressure medium circuit, with a different effective direction, and with a center locking device g (21) for locking the rotor (3) in a center locking position relative to the stator (2), wherein between the stator (2) and the rotor (3) a band spring (24) is arranged, wherein the band spring (24) in the Center position of the rotor (3) has a minimum biasing force.
The invention further relates to a method for controlling such a hydraulic camshaft adjuster (1), wherein the rotor (3) is rotated at an engine start from an arbitrary position to a center locking position.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller sowie ein Verfahren zur Ansteuerung eines hydraulischen Nockenwellenverstellers gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a hydraulic camshaft adjuster and a method for controlling a hydraulic camshaft adjuster according to the preamble of the independent claims.

Hydraulische Nockenwellenversteller werden bei Verbrennungsmotoren eingesetzt, um einen Lastzustand des Verbrennungsmotors anzupassen und somit die Effizienz des Verbrennungsmotors zu steigern. Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Nockenwellenversteller bekannt, welche nach dem Flügelzellenprinzip arbeiten. Diese Nockenwellenversteller weisen im Allgemeinen in ihrem Grundaufbau einen von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine antreibbaren Stator und einen drehfest mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Rotor auf. Zwischen dem Stator und dem Rotor ist ein Ringraum vorgesehen, welcher durch drehfest mit dem Stator verbundene, radial nach innen ragende Vorsprünge in eine Mehrzahl von Arbeitskammern unterteilt ist, die jeweils durch einen radial von dem Rotor nach außen abragenden Flügel in zwei Druckkammern unterteilt sind. Je nach der Beaufschlagung der Druckkammern mit einem hydraulischen Druckmittel kann die Lage des Rotors gegenüber dem Stator und damit auch die Lage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle in Richtung „früh“ oder „spät“ verstellt werden. Es sind hydraulische Nockenwellenversteller mit einer Mittenverriegelung bekannt, bei denen der Rotor neben den jeweiligen Endpositionen auch in einer mittleren Position verriegelt werden kann, um insbesondere einen Motorstart zu erleichtern. In Ausnahmefällen, beispielsweise bei einem Abwürgen des Verbrennungsmotors ist es aber möglich, dass die Verriegelungseinrichtung den Rotor nicht bestimmungsgemäß verriegelt, und der Nockenwellenversteller in der sich anschließenden Startphase mit unverriegeltem Rotor betrieben werden muss. Da manche Verbrennungsmotoren jedoch ein sehr schlechtes Startverhalten haben, wenn der Rotor nicht in der Mittenposition verriegelt ist, muss der Rotor dann in der Startphase selbstständig in die Mittenverrieglungsposition verdreht und anschließend verriegelt werden.Hydraulic camshaft adjusters are used in internal combustion engines to adjust a load state of the internal combustion engine and thus to increase the efficiency of the internal combustion engine. Hydraulic camshaft adjusters are known from the prior art, which operate on the vane principle. These camshaft adjusters generally have, in their basic construction, a stator which can be driven by a crankshaft of an internal combustion engine and a rotor connected in a rotationally fixed manner to the camshaft of the internal combustion engine. Between the stator and the rotor, an annular space is provided, which is divided by non-rotatably connected to the stator, radially inwardly projecting projections in a plurality of working chambers, which are each divided by a radially projecting from the rotor outwardly wing in two pressure chambers. Depending on the action of the pressure chambers with a hydraulic pressure medium, the position of the rotor relative to the stator and thus also the position of the camshaft with respect to the crankshaft in the direction of "early" or "late" can be adjusted. There are known hydraulic camshaft adjuster with a central locking, in which the rotor can be locked next to the respective end positions in a middle position, in particular to facilitate an engine start. In exceptional cases, for example in a stalling of the internal combustion engine, it is possible that the locking device does not lock the rotor as intended, and the camshaft adjuster must be operated in the subsequent starting phase with unlocked rotor. However, since some internal combustion engines have a very poor starting behavior when the rotor is not locked in the center position, the rotor must then be automatically rotated in the start phase in the center locked position and then locked.

Eine solche selbstständige Verdrehung und Verriegelung des Rotors gegenüber dem Stator ist aus der DE 10 2008 011 915 A1 bekannt. Die dort beschriebene Verriegelungseinrichtung umfasst eine Mehrzahl von federbelasteten Verriegelungsstiften, welche bei einer Verdrehung des Rotors sukzessiv in an einem Dichtdeckel oder dem Stator des Nockenwellenverstellers vorgesehene Verriegelungskulisse verriegeln und dabei vor dem Erreichen der Mittenverrieglungsposition jeweils eine Verdrehung des Rotors in Richtung der Mittenverriegelungsposition zulassen, aber eine Verdrehung des Rotors in entgegengesetzte Richtung blockieren. Nach dem Warmlaufen des Verbrennungsmotors und/oder dem vollständigen Befüllen des hydraulischen Nockenwellenverstellers mit Druckmittel werden die Verriegelungsstifte druckmittelbetätigt aus den Verriegelungskulissen verdrängt, sodass der Rotor anschließend bestimmungsgemäß zur Verstellung der Drehwinkellage der Nockenwelle gegenüber dem Stator verdreht werden kann.Such independent rotation and locking of the rotor relative to the stator is out of the DE 10 2008 011 915 A1 known. The locking device described therein comprises a plurality of spring-loaded locking pins, which lock successively in a rotation of the rotor in provided on a sealing cover or the stator of the camshaft adjuster locking slot and allow before reaching the Mittenverrieglungsposition each rotation of the rotor in the direction of the center locking position, but a Block the rotation of the rotor in the opposite direction. After warming up of the internal combustion engine and / or the complete filling of the hydraulic camshaft adjuster with pressure medium, the locking pins are displaced by pressure medium actuated from the locking cams, so that the rotor can then be rotated as intended for adjusting the rotational angle position of the camshaft relative to the stator.

Zur Verriegelung des Rotors gegenüber dem Stator muss das Druckmittel zuerst aus der Verriegelungskulisse in das Druckmittelreservoir abfließen, damit die Verriegelungsstifte in der Kulisse eingreifen können. Ferner bleibt nach dem Abstellen des Verbrennungsmotors in der Regel nur ein Zeitraum von ca. 0,4 - 0,6 Sekunden bis zum endgültigen Motorstillstand. Die Verriegelung des Rotors muss damit in einer möglichst kurzen Zeitspanne vollzogen sein, was insbesondere bei einer eingeschränkten Fließfähigkeit des Druckmittels, insbesondere bei tiefen Temperaturen und/oder nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors, problematisch sein kann. Ferner wird der Druckmittelstrom mittels eines Ventils mit einem begrenzten Magnethub, welches nur einen relativ kleinen Spalt freigibt, durch den das Druckmittel fließen kann. Bei einer eingeschränkten Fließfähigkeit des Druckmittels kann der Druckmittelstrom durch den in dem Spalt erzeugten Widerstand aber soweit gesenkt werden, dass das Druckmittel nicht schnell genug aus der Verriegelungskulisse entweichen kann.To lock the rotor relative to the stator, the pressure medium must first flow out of the locking slot into the pressure medium reservoir, so that the locking pins can engage in the gate. Furthermore, after stopping the internal combustion engine usually only a period of about 0.4 - 0.6 seconds remains until the final engine standstill. The locking of the rotor must therefore be completed in as short a time as possible, which can be problematic especially in the case of limited fluidity of the pressure medium, in particular at low temperatures and / or after a cold start of the internal combustion engine. Further, the pressure medium flow by means of a valve with a limited Magnetethub, which only releases a relatively small gap through which the pressure medium can flow. At a limited flowability of the pressure medium of the pressure medium flow can be reduced by the resistance generated in the gap but so far that the pressure medium can not escape quickly enough from the locking link.

Aus der EP 2 041 403 B1 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller mit einer Mittenverriegelung bekannt, wobei der Rotor relativ zum Stator in einer mittleren Phasenlage zwischen der maximalen Frühposition und der maximalen Spätposition mechanisch verriegelt werden kann. Dabei ist ein sicheres Verriegeln bei einem Stopp des Verbrennungsmotors gewährleistet. Dabei wird der Rotor hydraulisch nach dem Prinzip einer hydraulischen Ratsche aus einer Verstellposition in die Mittenverrieglungsposition gedreht.From the EP 2 041 403 B1 a hydraulic camshaft adjuster is known with a center lock, wherein the rotor can be mechanically locked relative to the stator in a middle phase position between the maximum early position and the maximum retarded position. In this case, a secure locking is ensured at a stop of the engine. In this case, the rotor is rotated hydraulically according to the principle of a hydraulic ratchet from an adjustment position in the center locked position.

Aus der EP 0 857 859 A1 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller mit einem Stator und einem Rotor bekannt, wobei der Rotor in einer Mittenposition mechanisch verriegelt werden kann. Zur Entriegelung des Rotors sind zusätzliche hydraulische Bohrungen vorgesehen, mit welchen der Verriegelungsstift aus der verriegelten Stellung in eine nicht verriegelte Stellung gebracht werden kann. Durch die Entriegelung kann der Rotor gegenüber dem Stator verdreht werden, um eine Anpassung der Ventilöffnungszeiten des Verbrennungsmotors in Richtung „früh“ oder „spät“ zu bewirken.From the EP 0 857 859 A1 is a hydraulic camshaft adjuster with a stator and a Rotor is known, wherein the rotor can be mechanically locked in a central position. For unlocking the rotor additional hydraulic bores are provided, with which the locking pin can be brought from the locked position to an unlocked position. By unlocking the rotor can be rotated relative to the stator to effect an adjustment of the valve opening times of the internal combustion engine in the direction of "early" or "late".

Aus der EP 2 154 338 A1 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller mit einem Stator und einem Rotor bekannt, wobei der Rotor in einer Mittenposition mechanisch verriegelbar ist. An dem Nockenwellenversteller ist eine Torsionsfeder vorgesehen, mit welcher der Rotor aus einer „Spät-Verstellung“ in eine Mittenposition gedreht werden kann, wobei die Federkraft mit zunehmender Verstellung in Richtung „spät“ zunimmt. Dabei ist die Torsionsfeder mit einem Ende in einer Ausnehmung des Stators und mit ihrem anderen Ende an dem Rotor fixiert. Nachteilig an einem solchen Nockenwellenversteller ist jedoch, dass zusätzlicher Bauraum im Rotor notwendig ist. Dadurch wird der hydraulische Nockenwellenversteller größer, schwerer und teurer. Zudem ist die Funktion der Mittenverriegelung von den Fertigungstoleranzen des Federkörpers abhängig, wodurch eine sehr exakte und teure Bearbeitung dieses Federkörpers notwendig ist.From the EP 2 154 338 A1 a hydraulic phaser having a stator and a rotor is known, wherein the rotor is mechanically lockable in a central position. On the camshaft adjuster, a torsion spring is provided, with which the rotor can be rotated from a "late-adjustment" in a central position, wherein the spring force increases with increasing displacement in the "late" direction. In this case, the torsion spring is fixed with one end in a recess of the stator and with its other end to the rotor. A disadvantage of such a camshaft adjuster, however, is that additional space in the rotor is necessary. This makes the hydraulic camshaft adjuster larger, heavier and more expensive. In addition, the function of the central locking of the manufacturing tolerances of the spring body is dependent, whereby a very accurate and expensive processing of this spring body is necessary.

Aus der DE 10 2015 217 261 B3 ist ein weiterer hydraulischer Nockenwellenversteller mit einer Mittenverriegelung bekannt. Nachteilig an der in der DE 10 2015 217 261 B3 vorgeschlagenen Lösung ist jedoch, dass das Erreichen der Mittenposition des Rotors von den Fertigungstoleranzen des Federkörpers abhängig ist. Eine Fertigung mit engen Toleranzen ist jedoch sehr teuer, da die Rückfederung des Drahtmaterials beim Biegen sehr groß ist und hier zu einer erheblichen Streuung führt. Dies führt zu einem erhöhten Ausschuss in der Fertigung. Die engen Toleranzen sind jedoch notwendig, um eine funktionssichere Verriegelung des Verriegelungsstiftes in der Verriegelungskulisse zu gewährleisten.From the DE 10 2015 217 261 B3 is another hydraulic camshaft adjuster with a center lock known. A disadvantage of the in the DE 10 2015 217 261 B3 proposed solution is, however, that the achievement of the center position of the rotor is dependent on the manufacturing tolerances of the spring body. However, a production with tight tolerances is very expensive, since the springback of the wire material during bending is very large and leads here to a considerable dispersion. This leads to increased rejects in production. However, the tight tolerances are necessary to ensure a functionally reliable locking of the locking pin in the locking link.

Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass nicht aus jeder Verstelllage ein sicheres Zurückdrehen des Rotors in die Mittenposition gewährleistet ist. Zudem ist bei den bekannten Lösungen ein zusätzlicher Ölkanal zur Entriegelung der Verriegelungsstifte notwendig, welche den Rotor in der Mittenposition verriegeln.A disadvantage of the known solutions, however, is that a safe turning back of the rotor is not guaranteed in the center position of each adjustment. In addition, in the known solutions, an additional oil channel for unlocking the locking pins is necessary, which lock the rotor in the center position.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Nockenwellenversteller mit einer Mittenverriegelung bereitzustellen, welcher die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen überwindet und die Zuverlässigkeit eines Verstellens in die Mittenposition sowie einer Verriegelung in der Mittenposition erhöht, sowie die Abhängigkeit der Funktion von der Ölviskosität reduziert.The object of the invention is to provide a hydraulic camshaft adjuster with a central locking, which overcomes the disadvantages of the known from the prior art solutions and increases the reliability of adjustment to the center position and a lock in the center position, as well as the function of the function of the oil viscosity reduced.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen hydraulischen Nockenwellenversteller zur Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors mit einem Stator, welcher synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist, und einem verdrehbar zum Stator angeordneten Rotor, welcher synchron mit einer Nockenwelle drehbar ist, gelöst. Dabei sind an dem Stator mehrere Stege vorgesehen, welche einen Ringraum zwischen dem Stator und dem Rotor in eine Mehrzahl von Druckräumen unterteilen. Der Rotor weist eine Rotornabe und eine Mehrzahl von sich aus der Rotornabe radial nach außen erstreckender Flügel auf, welche die Druckräume in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckmittelkreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitskammern mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen. Ferner ist an dem hydraulischen Nockenwellenversteller eine Mittenverriegelungsvorrichtung zur Verriegelung des Rotors in einer Mittenverriegelungsposition gegenüber dem Stator vorgesehen. Zwischen dem Stator oder einem mit dem Stator drehfest verbundenen Deckel und dem Rotor ist eine Bandfeder angeordnet, wobei die Bandfeder in der Mittenposition des Rotors eine minimale Vorspannkraft aufweist. Dabei wird der Rotor durch die Feder in die Mittenposition gedrängt, wobei jede Instabilität in Richtung „früh“ oder „spät“ zu einer Steigerung der Vorspannkraft führt und die Bandfeder den Rotor entgegen dieser zusätzlichen Kraft in die stabile Lage in der Mittenposition drängt. Dadurch ist die Lösung im Wesentlichen frei von Toleranzen bei der Herstellung der Bandfeder sowie unabhängig von der Temperatur, insbesondere von der Viskosität des Druckmittels für den hydraulischen Nockenwellenversteller und von der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors. Somit befindet sich der Rotor in der Mittenposition in einer stabilen Lage und kann in dieser Mittenposition einfach und sicher verriegelt werden.According to the invention, the object is achieved by a hydraulic camshaft adjuster for adjusting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine having a stator which is rotatable synchronously with a crankshaft of the internal combustion engine, and a rotatably arranged to the stator rotor, which is rotatable synchronously with a camshaft. In this case, a plurality of webs are provided on the stator, which divide an annulus between the stator and the rotor in a plurality of pressure chambers. The rotor has a rotor hub and a plurality of vanes extending radially outward from the rotor hub, which subdivide the pressure chambers into two groups of working chambers, each of which is acted upon by a pressure medium flowing or flowing in a pressure medium circuit, with a different effective direction. Furthermore, a center locking device for locking the rotor in a center locking position relative to the stator is provided on the hydraulic camshaft adjuster. Between the stator or a lid rotatably connected to the stator and the rotor, a band spring is arranged, wherein the band spring has a minimum biasing force in the central position of the rotor. In this case, the rotor is urged by the spring in the center position, with any instability in the direction "early" or "late" leads to an increase in the biasing force and the band spring urging the rotor against this additional force in the stable position in the center position. As a result, the solution is substantially free of tolerances in the manufacture of the band spring and regardless of the temperature, in particular of the viscosity of the pressure medium for the hydraulic phaser and of the engine speed of the internal combustion engine. Thus, the rotor is in a stable position in the center position and can be easily and securely locked in this center position.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen dem Stator und dem Rotor oder zwischen einem mit dem Stator drehfest verbundenen Deckel und dem Rotor zwei Einstellscheiben angeordnet sind, welche mit der Bandfeder in Wirkverbindung stehen. Dabei wird das Prinzip einer asymptotischen Stabilität durch die Federkraft der Bandfeder und eine Hubbegrenzung beziehungsweise Drehbegrenzung der beiden Einstellscheiben in Referenz zur Mittenposition des Rotors im Stator realisiert, sodass im stabilen Endzustand, d.h. in der Mittenposition des Rotors, die Vorspannkraft der Bandfeder minimal ist.According to the invention it is provided that between the stator and the rotor or between a rotatably connected to the stator cover and the rotor two shims are arranged, which are in operative connection with the band spring. The principle of an asymptotic stability is realized by the spring force of the band spring and a stroke limitation or rotation limitation of the two shims in reference to the center position of the rotor in the stator, so that in the stable final state, i. in the center position of the rotor, the biasing force of the band spring is minimal.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen hydraulischen Nockenwellenverstellers möglich.The features listed in the dependent claims advantageous improvements and developments of the independent claim specified hydraulic camshaft adjuster are possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bandfeder in der Mittenposition des Rotors eine definierte, von Null verschiedene, Vorspannung aufweist. Um eine zur Verstellung des Rotors notwendige Kraft aufzubringen, ist es vorteilhaft, wenn die Bandfeder unter einer entsprechenden Vorspannung verbaut ist, sodass größere Rückstellkräfte zur Verfügung stehen, um den Rotor in die Mittenposition zu drehen. Dadurch ist eine rein mechanische Drehung des Rotors möglich und das Zurückdrehen des Rotors muss nicht zusätzlich hydraulisch unterstützt werden. Dabei kann auf einen zusätzlichen Kanal zur hydraulischen Entriegelung des Verriegelungsstiftes für die Mittenverriegelung verzichtet werden, wodurch sich die Fertigung des Rotors vereinfacht und kostengünstiger wird. Dabei kann ein aus dem Stand der Technik bekanntes Zentralventil zur Ansteuerung der Druckkammern des hydraulischen Nockenwellenverstellers genutzt werden, wodurch keine zusätzlichen Kosten bei der Herstellung oder Montage entstehen.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the band spring in the center position of the rotor has a defined, different from zero, bias. In order to apply a force necessary for adjusting the rotor, it is advantageous if the band spring is installed under a corresponding bias, so that larger restoring forces are available to rotate the rotor in the center position. This is a purely mechanical rotation of the Rotor possible and the turning back of the rotor does not need to be additionally supported hydraulically. In this case, can be dispensed with an additional channel for hydraulic unlocking of the locking pin for the center locking, whereby the production of the rotor is simplified and cheaper. In this case, known from the prior art central valve for controlling the pressure chambers of the hydraulic camshaft adjuster can be used, whereby no additional costs incurred during manufacture or assembly.

Bevorzugt ist dabei, wenn die Bandfeder an zumindest einer der Einstellscheiben fixiert ist. Durch eine drehfeste Fixierung der Bandfeder, insbesondere durch die formschlüssige Aufnahme eines Federendes der Bandfeder an einem Federdom der Einstellscheibe, wird eine Verdrehung der Bandfeder gegenüber der Einstellscheibe verhindert. Die Bandfeder ist dabei an zwei zueinander axial versetzten Einstellscheiben eingehängt, welche frei zueinander drehbar sind. Die Verdrehung der Einstellscheiben ist jedoch in beide Drehrichtungen jeweils durch einen Anschlag begrenzt.It is preferred if the band spring is fixed to at least one of the shims. By a rotationally fixed fixation of the band spring, in particular by the positive reception of a spring end of the band spring on a spring dome of the dial, a rotation of the band spring relative to the shim is prevented. The band spring is mounted on two axially offset shims, which are freely rotatable to each other. However, the rotation of the shims is limited in both directions by a stop.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Bandfeder mit einem ersten Ende an einer Federaufnahme der ersten Einstellscheibe und mit einem zweiten Ende an einer Federaufnahme der zweiten Einstellscheibe fixiert ist. Durch entsprechende Anschläge für die Einstellscheiben kann damit erreicht werden, dass die Einstellscheiben derart zueinander verdreht und vorgespannt sind, dass jede Verdrehung ein Rückstellmoment in die Ausgangsposition erzeugt. Durch eine formschlüssige Verbindung der zweiten Einstellscheibe mit dem Rotor kann dieser Effekt genutzt werden, um den Rotor aus einer beliebigen Position in die Mittenposition zu drehen und dort zu verriegeln.Particularly preferred is an embodiment of the invention in which the band spring is fixed with a first end to a spring receptacle of the first adjusting disk and with a second end to a spring receptacle of the second adjusting disk. By appropriate stops for the shims can thus be achieved that the shims are rotated and biased to each other such that each rotation generates a restoring moment in the starting position. By a positive connection of the second shim with the rotor, this effect can be used to rotate the rotor from any position to the center position and lock there.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Rotor Anschlagstifte ausgebildet sind, durch welche eine Verdrehung der Einstellscheiben begrenzt ist. Die Bandfeder ist dabei an zwei zueinander axial versetzten Einstellscheiben eingehängt, welche frei zueinander drehbar sind. Die Verdrehung der Einstellscheiben ist jedoch in beide Drehrichtungen jeweils durch einen Anschlagstift begrenzt. Dabei ist die Drehung der ersten Einstellscheibe vorzugsweise durch einen ersten Anschlagstift begrenzt, welcher drehfest mit dem Rotor verbunden ist und in axialer Richtung über eine Stirnfläche des Rotors hinaussteht. In die entgegengesetzte Drehrichtung ist die Verdrehung der ersten Einstellscheibe vorzugsweise durch einen an dem Stator fixierten Anschlagstift oder einen an einem mit dem Stator drehfest verbundenen Deckel fixierten Anschlagstift begrenzt. Die Verdrehung der zweiten Einstellscheibe ist vorzugsweise durch den Anschlagstift am Stator bzw. an einem mit dem Stator drehfest verbundener Deckel in die eine Drehrichtung und durch einen weiteren Anschlagstift am Rotor in die andere Drehrichtung begrenzt. Die Bandfeder verdreht die beiden Einstellscheiben zur Abstützung an dem mit dem Stator oder Deckel verbundenen Stift oder Schraubenende gegenseitig, sodass sie durch Abstützung am Stator, Deckel oder Schraubenende den Rotor in die Mittenposition zurückdrehen. Dabei verdreht sich die erste Einstellscheibe im Uhrzeigersinn und die zweite Einstellscheibe entgegen des Uhrzeigersinns.In a preferred embodiment of the invention it is provided that stop pins are formed on the rotor, by which a rotation of the shims is limited. The band spring is mounted on two axially offset shims, which are freely rotatable to each other. However, the rotation of the shims is limited in both directions by a respective stop pin. The rotation of the first shim is preferably limited by a first stop pin, which is rotatably connected to the rotor and protrudes in the axial direction over an end face of the rotor. In the opposite direction of rotation, the rotation of the first shim is preferably limited by a stop pin fixed to the stator or a stop pin fixed to a cover non-rotatably connected to the stator. The rotation of the second shim is preferably limited by the stop pin on the stator or on a non-rotatably connected to the stator cover in the one direction of rotation and by another stop pin on the rotor in the other direction. The band spring rotates the two shims for support on the connected to the stator or cover pin or screw end each other so that they rotate back by supporting the stator, cover or end of the screw rotor in the center position. The first dial turns clockwise and the second dial counterclockwise.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des hydraulischen Nockenwellenverstellers ist vorgesehen, dass an mindestens einer der Einstellscheiben ein axialer Abstandshalter ausgebildet ist. Durch den Abstandshalter, welche vorzugsweise durch ein einfaches Umformen der Einstellscheiben ausgebildet werden, wird die Kontaktfläche zwischen den Einstellscheiben bzw. zwischen einer der Einstellscheiben und dem Deckel minimiert, sodass die Reibung zwischen den Einstellscheiben bzw. zwischen der ersten Einstellscheibe und dem Stator bzw. Deckel reduziert wird. Durch die Abstandshalter entsteht zudem zwischen den beiden Einstellscheiben bzw. zwischen der ersten Einstellscheibe und dem Deckel ein Schmierspalt, welcher bei einer entsprechenden Schmierung die Reibung weiter reduzieren kann.According to a further preferred embodiment of the hydraulic camshaft adjuster, it is provided that an axial spacer is formed on at least one of the shims. By the spacer, which are preferably formed by a simple forming of the shims, the contact surface between the shims or between one of the shims and the cover is minimized, so that the friction between the shims or between the first shim and the stator or cover is reduced. By the spacers also arises between the two shims or between the first shim and the lid, a lubricating gap, which can further reduce the friction at a corresponding lubrication.

In einer bevorzugten Ausführungsform des hydraulischen Nockenwellenverstellers ist vorgesehen, dass der Stator einen Deckel umfasst, wobei an dem Deckel ein weiterer Anschlag für eine der Einstellscheiben ausgebildet ist. Durch den Anschlag an dem Deckel kann auf einfache Art und Weise ein Widerlager für die erste Einstellscheibe geschaffen werden, wodurch die Verdrehung begrenzt werden kann.In a preferred embodiment of the hydraulic camshaft adjuster, it is provided that the stator comprises a cover, wherein a further stop for one of the shims is formed on the cover. By the stop on the lid, an abutment for the first shim can be created in a simple manner, whereby the rotation can be limited.

Vorzugsweise werden die Einstellscheiben bei der Montage durch die Anschlagstifte an dem Rotor sowie gegebenenfalls durch einen weiteren Spann- oder Zentrierstift vorzentriert, um die Montage des hydraulischen Nockenwellenverstellers zu erleichtern. Dabei erfolgt die Zentrierung nach der Montage vorzugsweise durch den Innendurchmesser des Deckels.Preferably, the shims are pre-centered during assembly by the stop pins on the rotor and optionally by another clamping or centering pin to facilitate the assembly of the hydraulic camshaft adjuster. The centering is preferably carried out after assembly by the inner diameter of the lid.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, das an dem Rotor eine Y-förmige Ventilanordnung ausgebildet ist, welche drei Rückschlagventile umfasst, mit denen eine Entriegelung eines Verriegelungsstiftes zur Mittenverriegelung des Rotors in einer Verriegelungskulisse durch eine Druckbeaufschlagung einer der Arbeitskammern möglich ist. Dadurch können zusätzliche Ölkanäle in dem Rotor und/oder in dem Stator zur hydraulischen Entriegelung des Verriegelungsstiftes entfallen, wodurch der hydraulische Nockenwellenversteller kostengünstiger ausgeführt werden kann. Durch die Y-Form ist eine hydraulische Entriegelung des Verriegelungsstiftes über die Arbeitskammern des Nockenwellenverstellers möglich.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that on the rotor, a Y-shaped valve assembly is formed, which comprises three check valves, with which a release of a locking pin for locking the center of the rotor in a locking link by pressurizing one of the working chambers is possible. As a result, additional oil channels in the rotor and / or in the stator for hydraulic unlocking of the locking pin can be omitted, whereby the hydraulic camshaft adjuster can be made cheaper. Due to the Y-shape, a hydraulic unlocking of the locking pin on the working chambers of the camshaft adjuster is possible.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Steuerung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers vorgeschlagen, bei dem der Rotor bei einem Motorstart aus einer beliebigen Position durch die Federkraft der Bandfeder in eine Mittenverriegelungsposition gedreht wird. Durch eine entsprechende Verdrehung des Rotors in eine Mittenverriegelungsposition können bei einem Neustart und einer anschließenden Warmlaufphase des Verbrennungsmotors die Laufruhe und/oder die Emissionen des Verbrennungsmotors verbessert werden. Nach dieser Warmlaufphase, insbesondere wenn das Druckmittel einen definierten Schwellenwert der Viskosität unterschritten hat, kann der hydraulische Nockenwellenversteller dann bestimmungsgemäß die Ventilsteuerzeiten der Einlass- oder Auslassventile des Verbrennungsmotors verändern. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auf einfache Art und Weise mit einem erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller durchführen.According to the invention, a method for controlling a hydraulic camshaft adjuster according to the invention is proposed, in which the rotor is rotated at an engine start from an arbitrary position by the spring force of the band spring into a center locking position. By a corresponding rotation of the rotor in a center locking position, the smoothness and / or emissions of the internal combustion engine can be improved at a restart and a subsequent warm-up phase of the internal combustion engine. After this warm-up phase, in particular when the pressure medium has fallen below a defined threshold value of the viscosity, the hydraulic camshaft adjuster can then change the valve timing of the intake or exhaust valves of the internal combustion engine as intended. The inventive method can be carried out in a simple manner with a hydraulic camshaft adjuster according to the invention.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend an von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel und den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers in der Frontansicht;
2 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers bei abgenommenem Deckel auf der vorderen Stirnseite;
3 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers bei abgenommenem Deckel und entfernter Bandfeder;
4 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers bei abgenommenem Deckel, entfernter Bandfeder und abgenommener erster Einstellscheibe;
5 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers bei abgenommenem Deckel, entfernter Bandfeder und abgenommener erster und zweiter Einstellscheibe;
6 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller;
7 einen weiteren Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller, wobei die Schnittebene durch einen Flügel des Rotors verläuft;
8 einen weiteren Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller, wobei die Schnittebene durch eine Verschraubung der Nockenwellen verläuft;
9 einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller, bei dem der Rotor in die Verstellposition „spät“ gedreht ist;
10 einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller, bei dem sich der Rotor in der Mittenposition befindet;
11 einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller, bei dem der Rotor in die Verstellposition „früh“ gedreht ist;
12 die erste (vordere) Einstellscheibe eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers mit einem axialen Abstandshalter;
13 die erste (vordere) Einstellscheibe eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers in einer Frontansicht und einer Rückansicht;
14 die zweite (hintere) Einstellscheibe eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers in einer Frontansicht und einer Rückansicht.

The invention will be explained in more detail below by a preferred embodiment and the accompanying drawings. Show it:

1 an embodiment of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention in the front view;
2 a further illustration of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention with the cover removed on the front end side;
3 a further illustration of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention with the cover removed and removed strip spring;
4 a further illustration of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention with the cover removed, removed strip spring and removed first shim;
5 a further illustration of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention with the cover removed, removed strip spring and removed first and second shim;
6 a section through a camshaft adjuster according to the invention;
7 a further section through a camshaft adjuster according to the invention, wherein the cutting plane passes through a wing of the rotor;
8th a further section through a camshaft adjuster according to the invention, wherein the cutting plane extends through a screw connection of the camshaft;
9 a hydraulic camshaft adjuster according to the invention, in which the rotor is rotated in the adjustment position "late";
10 a hydraulic phaser according to the invention, in which the rotor is in the center position;
11 a hydraulic phaser according to the invention, in which the rotor is rotated in the adjustment position "early";
12 the first (front) shim of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention with an axial spacer;
13 the first (front) shim of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention in a front view and a rear view;
14 the second (rear) shim of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention in a front view and a rear view.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 zum Verstellen der Ventilsteuerzeiten eines Verbrennungsmotors dargestellt. Der in 1 in einer Frontansicht dargestellte hydraulische Nockenwellenversteller 1 weist einen Stator 2 und ein Deckel 42 auf, welcher drehfest mit dem Stator 2 verbunden ist. An dem Stator 2 ist eine Antriebsverzahnung 36 ausgebildet, mit welcher der Stator 2 über einen Antriebsriemen, insbesondere einen Zahnriemen oder eine Steuerkette mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar ist und durch diese angetrieben werden kann. Der hydraulische Nockenwellenversteller 1 umfasst ferner einen Rotor 3, an welchem ein erster Anschlagstift 27, ein zweiter Anschlagstift 28 sowie ein Spann- oder Zentrierstift 29 zur Führung der Bandfeder 24 ausgebildet ist. In der Mitte des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 ist eine Zentralbohrung 37 ausgebildet, über welche der hydraulische Nockenwellenversteller 1 mit einem nicht dargestellten Zentralventil in bekannter Weise mit Druckmittel versorgt werden kann.In 1 an embodiment of a hydraulic camshaft adjuster 1 according to the invention for adjusting the valve timing of an internal combustion engine is shown. The in 1 in a front view shown hydraulic camshaft adjuster 1 has a stator 2 and a lid 42 on which rotatably with the stator 2 connected is. At the stator 2 is a drive toothing 36 formed, with which the stator 2 can be connected via a drive belt, in particular a toothed belt or a timing chain with a crankshaft of an internal combustion engine and can be driven by this. The hydraulic phaser 1 further comprises a rotor 3 at which a first stop pin 27 , a second stop pin 28 as well as a clamping or centering pin 29 is designed to guide the band spring 24. In the middle of the hydraulic camshaft adjuster 1 is a central hole 37 formed, via which the hydraulic camshaft adjuster 1 can be supplied with a central valve, not shown, in a known manner with pressure medium.

In 2 ist der hydraulische Nockenwellenversteller 1 in einer weiteren Frontansicht dargestellt, wobei der Deckel 42 abgenommen ist. Dabei sind zwischen dem Deckel 42 und dem Rotor 3 eine Bandfeder 24 sowie zwei Einstellscheiben 25, 26 angeordnet. Die Bandfeder 24 ist mit einem ersten Ende 39 an einer ersten Federaufnahme 30 an der ersten Einstellscheibe 25 fixiert. Die Bandfeder 24 weist ferner ein zweites Ende 40 auf, welches an einer zweiten Federaufnahme 31 geführt ist.In 2 is the hydraulic camshaft adjuster 1 shown in a further front view, wherein the lid 42 is removed. There are between the lid 42 and the rotor 3 a ribbon spring 24 and two shims 25 . 26 arranged. The band spring 24 is with a first end 39 on a first spring retainer 30 on the first dial 25 fixed. The band spring 24 also has a second end 40 which engages a second spring retainer 31 is guided.

In 3 ist eine weitere Frontansicht des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 dargestellt, wobei zusätzlich zu der Darstellung in 2 die Bandfeder 24 entfernt ist. Dabei ist bei der Frontansicht auf die erste, vordere Einstellscheibe 25 zu erkennen, dass an der Einstellscheibe 25 eine erste Federaufnahme 30 in Form eines Federdoms ausgebildet ist. Ferner ist zu erkennen, dass die erste Einstellscheibe 25 einen ersten Anschlag 44 aufweist, welcher die Drehung der ersten Einstellscheibe 25 durch ein Anliegen an dem zweiten Anschlagstift 28 begrenzt. Die erste Einstellscheibe 25 weist ein Langloch 32 auf, durch welches ein weiterer Anschlagstift 46 geführt ist, welche ebenfalls die Drehung der ersten Einstellscheibe 25 begrenzt.In 3 is another front view of the hydraulic camshaft adjuster 1 in addition to the illustration in FIG 2 the band spring 24 is removed. It is in the front view on the first, front shim 25 to recognize that on the dial 25 a first spring retainer 30 is formed in the form of a spring dome. It can also be seen that the first adjusting disk 25 a first stop 44 which shows the rotation of the first shim 25 by a concern with the second stop pin 28 limited. The first shim 25 has a slot 32 on, through which another stop pin 46 is guided, which also the rotation of the first shim 25 limited.

In 4 ist eine weitere Frontansicht des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 dargestellt, wobei zusätzlich zu der Darstellung in 3 die erste Einstellscheibe 25 entfernt ist. Bei der Frontansicht auf die zweite Einstellscheibe 26 fällt auf, das der erste Anschlagstift 27 des Rotors 3 an dem Anschlag 45 der zweiten Einstellscheibe 26 anliegt. Ferner weist die zweite Einstellscheibe 26 ebenfalls ein Langloch 32 auf, durch den ein weiterer Anschlagstift 46 geführt wird, wobei der weitere Anschlagstift 46 an dem entgegengesetzten Ende des Langlochs 32 anliegt, an der er bei der ersten Einstellscheibe 25 anliegt.In 4 is another front view of the hydraulic camshaft adjuster 1 in addition to the illustration in FIG 3 the first shim 25 is removed. In the front view on the second shim 26 it stands out, that is the first stop pin 27 of the rotor 3 at the stop 45 the second shim 26 is applied. Furthermore, the second shim 26 also a slot 32 on, through which another stop pin 46 is guided, with the further stop pin 46 at the opposite end of the slot 32 at which he is at the first shim 25 is applied.

In 5 ist eine weitere Frontansicht des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 dargestellt, wobei zusätzlich die zweite Einstellscheibe 26 entfernt ist und die Frontansicht des Rotors 3 dargestellt ist. Der Rotor 3 ist drehbar in dem Stator 2 gelagert, wobei durch eine Verdrehung des Rotors 2 relativ zum Stator 2 die Öffnungszeiten oder Schließzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors angepasst werden können.In 5 is another front view of the hydraulic camshaft adjuster 1 shown, in addition, the second shim 26 is removed and the front view of the rotor 3 is shown. The rotor 3 is rotatable in the stator 2 stored, wherein by a rotation of the rotor 2 relative to the stator 2 the opening times or closing times of gas exchange valves of an internal combustion engine can be adjusted.

In 6 ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 nach dem Flügelzellenprinzip dargestellt, wobei die Schnittebene durch den Rotor 3 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 verläuft. Der hydraulische Nockenwellenversteller 1 weist einen über einen Riementrieb oder eine Kette und eine Antriebsverzahnung antreibbaren Stator 2 auf, welcher synchron mit einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors rotiert. Der hydraulische Nockenwellenversteller 1 weist ferner einen Rotor 3 mit einer Rotornabe 4 auf, welcher drehbar und konzentrisch zu dem Stator 2 angeordnet ist, und welcher synchron mit einer Nockenwelle drehbar ist. Der Stator 2 weist mehrere Stege 8, 9, 10 auf, welche einen Ringraum 11 zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 in eine Mehrzahl von Druckräumen 12, 13, 14 unterteilen. Der Rotor 3 weist mehrere Flügel 5, 6, 7 auf, welche sich von der Rotornabe 4 radial nach außen erstrecken und die Druckräume 12, 13, 14 in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckmittelkreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20 mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen. Der Rotor 3 weist ferner eine Mittenverriegelungseinrichtung 21 auf, welche einen Verriegelungsstift 23 und eine in 7 dargestellt Verriegelungskulisse 22 umfasst. Die Verriegelungskulisse 22 kann sowohl im Stator 2 selbst, als auch in einem mit dem Stator 2 drehfest verbundenen Deckel 42 angeordnet sein. Zur Entriegelung des Verriegelungsstiftes 23 ist eine Ventilanordnung 41 vorgesehen, welche drei Rückschlagventile 33, 34, 35 umfasst. Die drei Rückschlagventile 33, 34, 35 sind Y-förmig um den Verriegelungsstift 23 platziert. Dabei ist das erste Rückschlagventil 33 hydraulisch mit einer ersten Arbeitskammer 15 und das zweite Rückschlagventil 34 mit einer in entgegengesetzter Wirkrichtung arbeitenden zweiten Arbeitskammer 18 verbunden. Durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung der Arbeitskammern 15, 18 kann der Verriegelungsstift 23 aus der Verriegelungskulisse 22 entriegelt werden, wodurch der Rotor 3 relativ zum Stator 2 verdrehbar ist.In 6 is a section through a hydraulic camshaft adjuster 1 according to the invention shown according to the vane principle, wherein the sectional plane through the rotor 3 of the hydraulic camshaft adjuster 1 runs. The hydraulic camshaft adjuster 1 has a drivable via a belt drive or a chain and a drive gear stator 2 which rotates synchronously with a camshaft of an internal combustion engine. The hydraulic camshaft adjuster 1 also has a rotor 3 with a rotor hub 4 which is rotatable and concentric with the stator 2 is arranged, and which is rotatable in synchronism with a camshaft. The stator 2 has several bars 8th . 9 . 10 on which an annulus 11 between the stator 2 and the rotor 3 into a plurality of pressure chambers 12 . 13 . 14 divide. The rotor 3 has several wings 5 . 6 . 7 which is different from the rotor hub 4 extend radially outward and the pressure chambers 12 . 13 . 14 in two groups of each acted upon by a pressure medium in a pressure fluid circuit or flowing out pressure medium working chambers 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 subdivide with a different effective direction. The rotor 3 also has a center locking device 21 on which a locking pin 23 and one in 7 illustrated locking link 22 includes. The locking mechanism 22 can both in the stator 2 itself, as well as in one with the stator 2 rotatably connected lid 42 be arranged. For unlocking the locking pin 23 is a valve assembly 41 provided, which three check valves 33 . 34 . 35 includes. The three check valves 33 . 34 . 35 are Y-shaped around the locking pin 23 placed. In this case, the first check valve 33 is hydraulically connected to a first working chamber 15 and the second check valve 34 is connected to a second working chamber 18 operating in the opposite direction of action. By a corresponding pressurization of the working chambers 15, 18 of the locking pin 23 from the locking frame 22 be unlocked, causing the rotor 3 relative to the stator 2 is rotatable.

Grundsätzlich wird der Drehwinkel der Nockenwelle zur Kurbelwelle im Normalbetrieb des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 dadurch verstellt, dass eine erste Gruppe von Arbeitskammern 15, 16, 17 mit Druckmittel beaufschlagt werden und dadurch ihr Volumen vergrößern, während gleichzeitig das Druckmittel aus einer zweite Gruppe von Arbeitskammern 18, 19, 20 verdrängt und deren Volumen verringert wird. Die Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20, deren Volumen bei dieser Verstellbewegung jeweils gruppenweise vergrößert wird, werden im Sinne der Erfindung als Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20 einer Wirkrichtung bezeichnet, während die Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20, deren Volumen gleichzeitig verkleinert wird, als Arbeitskammern der entgegengesetzten Wirkrichtung bezeichnet werden. Die Volumenvergrößerung der Arbeitskammern 15, 16, 17 führt dazu, dass der Rotor 3 gegenüber dem Stator 2 in Richtung „früh“ verdreht wird. Die entsprechende Druckmittelversorgung der Arbeitskammern 15, 16, 17, erfolgt durch eine nicht dargestellte Druckmittelpumpe.In principle, the angle of rotation of the camshaft to the crankshaft in normal operation of the hydraulic camshaft adjuster 1 thereby displaced by having a first group of working chambers 15 . 16 . 17 be acted upon with pressure medium and thereby increase their volume, while at the same time the pressure medium from a second group of working chambers 18 . 19 . 20 displaced and their volume is reduced. The working chambers 15, 16, 17, 18, 19, 20, the volume of which is increased in groups in this adjustment, are referred to in the context of the invention as working chambers 15, 16, 17, 18, 19, 20 a direction of action, while the working chambers 15th , 16, 17, 18, 19, 20, whose volume is simultaneously reduced, are referred to as working chambers of the opposite direction of action. The increase in volume of the working chambers 15 . 16 . 17 causes the rotor 3 opposite the stator 2 is twisted in the direction of "early". The corresponding pressure medium supply of the working chambers 15 . 16 . 17 , Is effected by a pressure medium pump, not shown.

In 7 ist ein Schnitt entlang einer Schnittebene A - A durch den Rotor 2 des Nockenwellenverstellers 1 dargestellt. Dabei sind an dem Rotor 3 Bohrungen zu erkennen, über welche die Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20 des hydraulischen Nockenwellenverstellers mittels eines nicht dargestellten Zentralventils mit Druckmittel versorgt werden. Ferner ist in 7 zu erkennen, dass der Verriegelungsstift 23 in einer Verriegelungskulisse 22 einrastet, welche in einem mit dem Stator 2 drehfest verbundenen Deckel 42 ausgebildet ist. Der Deckel 42 ist, wie in 8 dargestellt, mittels Schrauben 47 oder Bolzen mit dem Stator 2 verbunden.In 7 is a section along a sectional plane A - A through the rotor 2 of the camshaft adjuster 1 shown. Here are on the rotor 3 To identify holes through which the working chambers 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 of the hydraulic camshaft adjuster are supplied by means of a central valve, not shown, with pressure medium. Furthermore, in 7 to realize that the locking pin 23 in a locking frame 22 engages, which in one with the stator 2 rotatably connected lid 42 is trained. The lid 42 is how in 8th represented by means of screws 47 or bolts with the stator 2 connected.

In 8 ist ein weiterer Schnitt durch den hydraulischen Nockenwellenversteller 1 entlang einer Schnittebene B - B dargestellt, welche die Verschraubung des Deckels 42 mit dem Stator 2 zeigt. Ferner ist zu erkennen, dass die beiden Einstellscheiben 25, 26 durch die drei Stifte 27, 28, 29 des Rotors 3 zentriert werden. Ferner sind die Langlöcher 32 an den beiden Einstellscheiben 25, 26 an einem in den Frontdeckel eingepressten weiteren Anschlagstift 46 abgestützt. Alternativ können die Einstellscheiben 25, 26 an einem zylindrischen Teil der Schrauben 47 abgestützt werden.In 8th is another cut through the hydraulic camshaft adjuster 1 along a sectional plane B - B shown, which the screw connection of the lid 42 with the stator 2 shows. It can also be seen that the two shims 25 . 26 through the three pins 27 . 28 . 29 of the rotor 3 be centered. Furthermore, the slots 32 on the two shims 25 . 26 on a further stop pin pressed into the front cover 46 supported. Alternatively, the shims 25 . 26 on a cylindrical part of the screws 47 be supported.

In 9 ist ein erfindungsgemäßer hydraulischer Nockenwellenversteller 1 dargestellt, bei dem der Rotor 3 gegenüber dem Stator 2 in Richtung „spät“ verdreht ist. Das Federmoment der Bandfeder 24 wirkt über die Winkelabstützung der ersten Einstellscheibe 25 am zweiten Anschlagstift 28 in der Zehn-Uhr-Position in Richtung Mitte. Durch die Verdrehung des Rotors 3 in Richtung „spät“ wird die Bandfeder 24 gespannt, wodurch sich ein Rückstellmoment in Richtung Mittenposition einstellt. Die zweite Einstellscheibe 26 stützt sich in der Zwölf-Uhr-Position an dem weiteren Anschlagstift 46 an einem in einen Frontdeckel eingepressten weiteren Anschlagstift 46 beziehungsweise an einer der Schrauben 47 ab. Ein Anschlag 44 der ersten Einstellscheibe 25 liegt dabei an dem zweiten Anschlagstift 28 des Rotors 3 an, sodass eine weitere Verdrehung in Richtung „spät“ unmöglich ist und eine Verstellung in Richtung Mittenposition frei ist.In 9 is an inventive hydraulic phaser 1 shown in which the rotor 3 opposite the stator 2 is twisted in the direction of "late". The spring moment of the band spring 24 acts on the angular support of the first shim 25 on the second stop pin 28 in the ten o'clock position towards the center. By the rotation of the rotor 3 in the direction of "late" is the band spring 24 curious, which sets a restoring moment in the center position. The second dial 26 is supported in the twelve o'clock position on the further stop pin 46 on a pressed into a front cover further stop pin 46 or on one of the screws 47 from. An attack 44 the first shim 25 lies on the second stop pin 28 of the rotor 3 on, so that a further rotation in the direction of "late" is impossible and an adjustment towards the center position is free.

In 10 ist ein erfindungsgemäßer hydraulischer Nockenwellenversteller 1 dargestellt, bei dem sich der Rotor 3 in der Mittenposition befindet. Das Federmoment der Bandfeder 24 wird über die beiden Einstellscheiben 25, 26 an dem weiteren Anschlagstift 46 beziehungsweise an der Schraube 47 in der Zwölf-Uhr-Position abgestützt. Die axialen Anschläge 44, 45 an den beiden Einstellscheiben 25, 26 drängen den Rotor 3 über die beiden Anschlagstifte 27, 28 in die Mittenposition. Dabei stützt sich die zweite Einstellscheibe 26 in der Zwölf-Uhr-Position ab. Der axiale Anschlag 45 in der Vier-Uhr-Position begrenzt die Drehung des Rotors 3 in Richtung „früh“. Die erste Einstellscheibe 25 stützt sich ebenfalls an dem weiteren Anschlagstift 46 in der Zwölf-Uhr-Position ab. Der Anschlag 44 in der Elf-Uhr-Position begrenzt die Drehung des Rotors 3 in Richtung „spät“.In 10 is an inventive hydraulic phaser 1 represented, in which the rotor 3 located in the center position. The spring moment of the band spring 24 is over the two shims 25 . 26 on the further stop pin 46 or on the screw 47 supported in the twelve o'clock position. The axial stops 44 . 45 on the two shims 25 . 26 push the rotor 3 over the two stop pins 27 . 28 in the middle position. The second shim is supported 26 in the twelve o'clock position. The axial stop 45 in the four o'clock position limits the rotation of the rotor 3 in the direction of "early". The first dial 25 also relies on the further stop pin 46 in the twelve o'clock position. The stop 44 in the eleven o'clock position limits the rotation of the rotor 3 in the direction of "late".

In 11 ist ein erfindungsgemäßer hydraulischer Nockenwellenversteller 1 dargestellt, bei dem der Rotor 3 gegenüber dem Stator 2 in Richtung „früh“ verdreht ist. Das Federmoment der Bandfeder 24 wirkt über die Winkelabstützung der zweiten Einstellscheibe 26 am ersten Anschlagstift 27 in der Fünf-Uhr-Position in Richtung Mitte. Durch die Verdrehung des Rotors 3 in Richtung „früh“ wird die Bandfeder 24 gespannt, wodurch sich ein Rückstellmoment in Richtung Mittenposition einstellt. Die zweite Einstellscheibe 26 liegt an dem Anschlagstift 27 in der Fünf-Uhr-Position an. Eine Verdrehung in Richtung Mittenposition ist frei. Die erste Einstellscheibe 25 stützt sich in der Zwölf-Uhr-Position an dem weiteren Anschlagstift 46 oder durch die Schraube 47 in dem Langloch 32 ab.In 11 is an inventive hydraulic phaser 1 shown in which the rotor 3 opposite the stator 2 is twisted towards "early". The spring moment of the band spring 24 acts on the angular support of the second shim 26 on the first stop pin 27 in the five o'clock position towards the center. By the rotation of the rotor 3 in the direction of "early" is the band spring 24 curious, which sets a restoring moment in the center position. The second dial 26 is at the stop pin 27 in the five o'clock position. A twist towards the center position is free. The first dial 25 rests in the twelve o'clock position on the further stop pin 46 or by the screw 47 in the slot 32 from.

In 12 ist die erste Einstellscheibe 25 in weiteren Darstellungen gezeigt. Die erste Einstellscheibe 25 weist mindestens einen axialen Abstandshalter 38, vorzugsweise wie dargestellt drei, in gleichmäßigen Abständen zu je 120° über den Umfang verteilte axiale Abstandshalter 38, auf, welche(r) vorzugsweise durch einen Umformprozess hergestellt ist/sind. Die axialen Abstandshalter 38 dienen zur Reduzierung der Kontaktfläche zwischen den Einstellscheiben 25, 26 beziehungsweise zwischen der ersten Einstellscheibe 25 und dem Deckel 42 und damit auch zur Reduzierung der Reibung zwischen den beiden Einstellscheiben 25, 26 und dem Deckel 42. Die Abstandshalter 38 sind in dieser oder ähnlicher Form auch an der zweiten Einstellscheibe 26 ausgeführt.In 12 is the first dial 25 shown in further illustrations. The first shim 25 has at least one axial spacer 38 , preferably three as shown, at regular intervals of 120 ° circumferentially distributed axial spacers 38 which is preferably produced by a forming process. The axial spacers 38 serve to reduce the contact surface between the shims 25 . 26 or between the first shim 25 and the lid 42 and thus also to reduce the friction between the two shims 25 . 26 and the lid 42 , The spacers 38 are also formed on the second shim 26 in this or similar form.

In 13 ist eine Frontansicht und eine Rückansicht einer ersten Einstellscheibe 25 eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 dargestellt. Wie zu erkennen ist, weist die erste Einstellscheibe an ihrem Außendurchmesser eine Ausnehmung 48 als Positionierhilfe in der Montage auf. 14 zeigt die zweite Einstellscheibe 26 auch jeweils in einer Frontansicht und einer Rückansicht.In 13 is a front view and a rear view of a first shim 25 a hydraulic camshaft adjuster according to the invention 1 shown. As can be seen, the first dial on its outer diameter on a recess 48 as a positioning aid in the assembly. 14 shows the second dial 26 also in a front view and a rear view, respectively.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: hydraulischer Nockenwellenverstellerhydraulic camshaft adjuster
22: Statorstator
33: Rotorrotor
44: Rotornaberotor hub
55: Flügelwing
66: Flügelwing
77: Flügelwing
88th: Stegweb
99: Stegweb
1010: Stegweb
1111: Ringraumannulus
1212: Druckraumpressure chamber
1313: Druckraumpressure chamber
1414: Druckraumpressure chamber
1515: Arbeitskammerworking chamber
1616: Arbeitskammerworking chamber
1717: Arbeitskammerworking chamber
1818: Arbeitskammerworking chamber
1919: Arbeitskammerworking chamber
2020: Arbeitskammerworking chamber
2121: MittenverriegelungseinrichtungCenter locking device
2222: Verriegelungskulisselocking link
2323: Verriegelungsstiftlocking pin
2424: Bandfederband spring
2525: erste Einstellscheibefirst shim
2626: zweite Anstellscheibesecond adjusting disk
2727: erster Anschlagstiftfirst stop pin
2828: zweiter Anschlagstiftsecond stop pin
2929: Spannstiftdowel pin
3030: erste Federaufnahmefirst spring retainer
3131: zweite Federaufnahmesecond spring retainer
3232: LanglochLong hole
3333: erstes Rückschlagventilfirst check valve
3434: zweites Rückschlagventilsecond check valve
3535: drittes Rückschlagventilthird check valve
3636: Antriebsverzahnungdriving teeth
3737: Zentralbohrungcentral bore
3838: Abstandshalterspacer
3939: erstes Ende (der Bandfeder)first end (the band spring)
4040: zweites Ende (der Bandfeder)second end (the band spring)
4141: Ventilanordnungvalve assembly
4242: Deckelcover
4343: Mittelachsecentral axis
4444: Anschlagattack
4545: Anschlagattack
4646: weiterer Anschlagstiftanother stop pin
4747: Schraubescrew
4848: Ausnehmungrecess

Claims

Hydraulic camshaft adjuster (1) for adjusting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, comprising - a stator (2) which is rotatable in synchronism with a crankshaft of the internal combustion engine, and - a rotatable to the stator (2) arranged rotor (3) which synchronously with a camshaft is rotatable, wherein - on the stator (2) a plurality of webs (8, 9, 10) are provided which an annular space (11) between the stator (2) and the rotor (3) in a plurality of pressure chambers (12 , 13, 14), wherein - the rotor (3) has a rotor hub (4) and a plurality of radially outwardly extending from the rotor hub (4) wings (5, 6, 7), which the pressure chambers (12, 13, 14) subdivide into two groups of working chambers (15, 16, 17, 18, 19, 20) which can each be acted upon by a pressure medium flowing in or out of a pressure medium circuit, with a different effective direction, and - a center locking device (21) for locking the rotor (3) in a center locking position relative to the stator (2), wherein - between the stator (2) or with the stator (2) rotatably connected cover (42) and the rotor (3) a band spring (24) is arranged in which - the band spring (24) in the central position of the rotor (3) has a minimal biasing force, characterized in that - between the stator (2) and the rotor (3) two shims (25, 26) are arranged, which with the band spring (24) are in operative connection.

Hydraulic camshaft adjuster (1) to Claim 1 , characterized in that the band spring (24) in the central position of the rotor (3) has a defined, non-zero, bias.

Hydraulic camshaft adjuster (1) to Claim 2 , characterized in that the band spring (24) is fixed to at least one of the shims (25, 26).

Hydraulic camshaft adjuster (1) to Claim 2 or 3 , characterized in that the band spring (24) with a first end (39) on a spring receptacle (30) of the first shim (25) and with a second end (40) fixed to a spring receptacle (31) of the second shim (26) is.

Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of Claims 2 to 4 , characterized in that on the rotor (3) stop pins (27, 28) are formed, by which a rotation of the shims (25, 26) is limited.

Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of Claims 2 to 5 , characterized in that on at least one of the shims (25, 26) an axial spacer (38) is formed.

Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the stator (2) comprises the cover (42), wherein on the cover (42), a further stop for one of the shims (25, 26) is formed.

Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that on the rotor (3) a Y-shaped valve arrangement (41) is formed, which comprises three check valves (33, 34, 35), with which an unlocking of a locking pin (23) for locking the center of the rotor (3) in a locking link (22) by pressurizing one of the working chambers (15, 16, 17, 18, 19, 20) is possible.

Method for controlling a hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that at an engine start the rotor (3) is rotated from an arbitrary position by the spring force of the band spring (24) into a center locking position.