DE102017115094A1 - Camshaft adjuster with a non-return valve plate arranged between a locking cover and a locking plate - Google Patents
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- F01L2001/34479—Sealing of phaser devices
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller (1) für den Einsatz in einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Stator (2) und einem radial innerhalb dazu, unter Ausbildung einer Flügelzelle (3) angeordneten Rotor (4) sowie mit einem axial zur Flügelzelle (3) versetzten Verriegelungsdeckel (5), zu dem axial versetzt an die Flügelzelle (3) angrenzend eine Verriegelungsplatte (6) angeordnet ist, wobei durch den Verriegelungsdeckel (5) und die Verriegelungsplatte (6) hindurch eine Hydraulikmittelkommunikation zwischen einem Hydraulikreservoir und der Flügelzelle ermöglicht ist, wobei in Axialrichtung zwischen dem Verriegelungsdeckel (5) und der Verriegelungsplatte (6) eine Rückschlagventilplatte (7) angeordnet ist, um die Hydraulikmittelkommunikation zu steuern.The invention relates to a camshaft adjuster (1) for use in an internal combustion engine, comprising a stator (2) and a rotor (4) arranged radially inwardly therewith to form a vane cell (3) and with a locking cover offset axially relative to the vane cell (3) (5) to which axially offset to the vane (3) adjacent a locking plate (6) is arranged, through the locking cover (5) and the locking plate (6) through a hydraulic fluid communication between a hydraulic reservoir and the vane is made possible, wherein Axial direction between the locking cover (5) and the locking plate (6) a check valve plate (7) is arranged to control the hydraulic fluid communication.
Description
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für den Einsatz in einer Verbrennungskraftmaschine, etwa für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, mit einem Stator und einem radial innerhalb dazu, unter Ausbildung einer Flügelzelle angeordneten Rotor sowie mit einem axial zur Flügelzelle versetzten Verriegelungsdeckel, zu dem axial versetzt an die Flügelzelle angrenzend eine Verriegelungsplatte angeordnet ist. Durch den Verriegelungsdeckel und die Verriegelungsplatte hindurch ist eine Hydraulikmittelkommunikation zwischen einem Hydraulikreservoir und der Flügelzelle ermöglicht.The invention relates to a camshaft adjuster for use in an internal combustion engine, such as for use in a motor vehicle, with a stator and a radially inside thereof, to form a vane rotor arranged and with an axially offset to the wing cell locking lid, to which axially offset to the Wing cell adjacent a locking plate is arranged. Through the locking lid and the locking plate through a hydraulic fluid communication between a hydraulic reservoir and the vane cell is made possible.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Nockenwellenversteller bekannt, die mittels einer Hydraulikkommunikation eine Relativverstellung des Stators zum Rotor ermöglichen, um eine auf den Betriebszustand angepasste Verstellung der Nockenwelle und somit des Ventilöffnungswinkels, zu realisieren.Various camshaft adjusters are known from the prior art, which allow a relative displacement of the stator to the rotor by means of a hydraulic communication in order to realize an adjustment of the camshaft, and thus of the valve opening angle, adapted to the operating state.
Grundsätzlich greifen Nockenwellenversteller auf eine mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelte Hydraulikmittel-/ Ölpumpe zurück, um das Hydraulikmittel derart zu fördern, dass eine Nockenwellenverstellung vorgenommen wird. Jener Verstellmechanismus wird als öldruckaktiviert oder englisch als Oil Pressure Activated, OPA, beschrieben.In principle, camshaft adjusters engage with a hydraulic fluid / oil pump coupled to the internal combustion engine in order to convey the hydraulic fluid such that a camshaft adjustment is undertaken. That adjustment mechanism is described as oil pressure activated or English as Oil Pressure Activated, OPA.
In jüngerer Zeit ist zu jenen OPA-Mechanismen das so genannte Smart-Phasing hinzugekommen. Hierbei wird zusätzlich zur Ölpumpe auf die im Nockenwellenantrieb vorhandenen Drehmomente zurückgegriffen, um ein verbessertes Verstellverhalten / eine verbesserte Verstellperformance zu erreichen. Jener Verstellmechanismus wird als nockendrehmomentaktiviert oder englisch als Cam Torque Activated, CTA, beschrieben und ist etwa in der Offenlegungsschrift
Weitere Nockenwellenversteller mit einer Smart-Phasing-Technologie sind in den Dokumenten
Aus der Hydraulikmittelkommunikation / Hydraulikverstellung der Nockenwelle resultiert zwangsläufig die Frage, wie sich der Stator relativ zum Rotor verhält, wenn die Verbrennungskraftmaschine / der Motor gerade erst gestartet worden ist und der gewünschte Hydraulikdruck noch nicht in der Flügelzelle anliegt. Um den beiden Komponenten Stator und Rotor in einem solchen Zustand eine Position zuzuweisen, werden Verriegelungsmechanismen eingesetzt. Diese können im Wesentlichen drei Positionen des Stators zum Rotor bewirken: den Frühanschlag, die Mittenverriegelung oder den Spätanschlag. Aus Gründen, wie sie etwa in der
Bei aktuellen Smart-Phasern liegt die Rückschlagventilplatte auf dem Stator auf / an dem Stator an. Entsprechende Klappen / Laschen der Rückschlagventile ragen demnach bei einer Hydraulikmittelversorgung der Flügelzelle aus dem Reservoir in die Flügelzelle hinein. Damit es bei jenem Hineinragen nicht zu einem Verkeilen zwischen der Rückschlagventilplatte und dem Rotor kommt, sind entsprechende Taschen im Rotor ausgebildet, welche tangential zur Verstellerdrehrichtung auf den Rotor zu zeigen.With current smart phasers, the check valve plate rests on the stator on / at the stator. Corresponding flaps / tabs of the non-return valves therefore protrude from the reservoir into the wing cell when the hydraulic fluid supply of the winged cell is present. In order to prevent jamming between the non-return valve plate and the rotor during that protrusion, corresponding pockets are formed in the rotor which point tangentially to the direction of adjustment of the rotor.
Jene Taschen bewirken, dass die Dichtlängen der Flügel gemindert werden bzw. dass durch eine in Umfangsrichtung breitere Bauweise des Rotors ein niedriger Verstellwinkel erzwungen wird. Weiterhin fällt die Unterstützung des Anschlags der Laschen auf dem Rotor bei entsprechender Rotorstellung weg. Aus diesem Grund sind die Laschen im Stand der Technik auch bei maximalem Unterdruck im Bereich der elastischen Durchbiegung zu halten, da sie ansonsten in einem Sperrfall undicht wären. Dies setzt wiederum ein entsprechend dickes Rückschlagventilblech bzw. eine geringe Durchbiegung des Rückschlagventilblechs voraus, was allerdings den Durchfluss bei geringem Unterdruck verringert und somit das Verhalten des Nockenwellenverstellers insgesamt verschlechtert.These pockets cause the sealing lengths of the wings are reduced or that a lower displacement angle is forced by a circumferentially wider construction of the rotor. Furthermore, the support of the attack of the tabs on the rotor falls away with the appropriate rotor position. For this reason, the tabs in the prior art are to be kept in the range of elastic deflection even at maximum negative pressure, since they would otherwise be leaking in a blocking case. This in turn requires a correspondingly thick check valve plate or a small deflection of the check valve plate, which, however, reduces the flow at a low negative pressure and thus worsens the behavior of the camshaft adjuster overall.
Zusätzlich kann es abhängig vom gewählten Werkstoff zum Verschleiß des Rückschlagventilblechs durch einen entsprechenden Verriegelungspin kommen, da dieser, insbesondere beim Entriegeln, auf die Kante des Bleches aufläuft.In addition, depending on the material selected, wear of the check valve plate may occur due to a corresponding locking pin, since it runs onto the edge of the sheet, in particular when unlocking.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben oder zumindest zu mildern, und insbesondere einen solchen Nockenwellenversteller bereitzustellen, der eine Smart-Lock Funktion bei vollständiger Abdichtung des Rotors relativ zum Stator realisiert. Weiterhin zielt die Erfindung darauf ab, der Rückschlagventilplatte definierte Anschläge bereitzustellen, die keine Relativbewegung dazu aufweisen, um so eine zuverlässige Hydraulikmittelkommunikation zu gewährleisten.Against this background, the object of the invention is to eliminate or at least mitigate the disadvantages of the prior art, and in particular to provide such a camshaft adjuster which realizes a smart-lock function with complete sealing of the rotor relative to the stator. Furthermore, the invention aims to provide the check valve plate defined attacks that no relative movement so as to ensure reliable hydraulic fluid communication.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in Axialrichtung zwischen dem Verriegelungsdeckel und der Verriegelungsplatte eine Rückschlagventilplatte angeordnet ist, um die Hydraulikmittelkommunikation zu steuern. Somit ist im Bereich der Flügelzelle selbst ein Hineinragen der Rückschlagventilplatte verhindert, wodurch in dem Rotor keine Taschen mehr auszuformen sind. Dies erhöht eine robuste Funktionalität des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers.This is inventively achieved in that in the axial direction between the locking cover and the locking plate, a check valve plate is arranged to control the hydraulic fluid communication. Thus, in the area of the vane itself, the check valve plate does not protrude, as a result of which pockets are no longer to be formed in the rotor. This increases a robust functionality of the camshaft adjuster according to the invention.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and are explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn die Verriegelungsplatte an ihrer dem Verriegelungsdeckel zugewandten Seite zumindest eine Einbuchtung / Kuhle / Tasche aufweist, die dazu vorbereitet ist, von der Rückschlagventilplatte ausgebildeten Rückschlagventillaschen / -klappen in einer ersten Betätigungsrichtung, nämlich in der Richtung, in Hydraulikfluid von dem Hydraulikreservoir in die Flügelzelle gefördert wird, einen Anschlag zu gewährleisten. Dieser Anschlag ist unabhängig von der Stellung des Rotors zum Stator, womit die Lasche / Klappe keiner Relativrotation ausgesetzt ist, was deren Lebensdauer aufgrund der abnehmenden Reibung verbessert.Thus, it is advantageous if the locking plate has on its side facing the locking cover at least one indentation / Kuhle / pocket, which is prepared by the check valve plate formed check valve flaps / flaps in a first direction of actuation, namely in the direction of hydraulic fluid of the hydraulic reservoir is conveyed into the wing cell, to ensure a stop. This stop is independent of the position of the rotor to the stator, so that the flap / flap is not exposed to relative rotation, which improves their life due to the decreasing friction.
Bevorzugt weist der Verriegelungsdeckel an seiner der Verriegelungsplatte zugewandten Seite zumindest eine Schulter auf, die dazu vorbereitet ist, den Rückschlagventillaschen /-klappen in einer weiteren, zweiten Betätigungsrichtung, nämlich in der Richtung, in der eine Hydraulikmittelkommunikation zwischen dem Hydraulikreservoir und der Flügelzelle gesperrt ist, einen Anschlag zu gewährleisten. Auch dieser Anschlag ist unabhängig von der Stellung des Rotors zum Stator, womit die Lasche / Klappe keiner Relativrotation ausgesetzt ist, was deren Lebensdauer aufgrund der abnehmenden Reibung verbessert. Die Schulter ist vorzugsweise flächig ausgestaltet, um ein ausreichendes Maß an Robustheit zu gewährleisten.Preferably, the locking lid has on its side facing the locking plate at least one shoulder, which is prepared to the non-return valve flaps / in another, second actuating direction, namely in the direction in which a hydraulic fluid communication between the hydraulic reservoir and the vane cell is locked to ensure a stop. Also, this stop is independent of the position of the rotor to the stator, so that the flap / flap is not exposed to relative rotation, which improves their life due to the decreasing friction. The shoulder is preferably designed flat in order to ensure a sufficient degree of robustness.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Verriegelungsplatte als vollständig gehärtetes Bauteil ausgestaltet. Da die Verriegelungsplatte der Relativbewegung zwischen Stator und Rotor ausgesetzt ist, ist sie somit in der Lage, auch bei zyklischer Belastung die gewünschte Festigkeit und Oberflächenbeschaffenheit vorzuweisen.In a further advantageous embodiment, the locking plate is designed as a fully cured component. Since the locking plate is exposed to the relative movement between the stator and the rotor, it is thus able to demonstrate the desired strength and surface quality even under cyclic loading.
In anderen Worten kann gesagt werden, dass die Rückschlagventilplatte / das Rückschlagventilblech erfindungsgemäß zwischen die beiden Bauteile Verriegelungsdeckel und Verriegelungsplatte gelegt ist. Die Rückschlagventilplatte hat somit keinen Kontakt mehr zum Rotor. Dies erlaubt eine einfache, schlanke Bauweise des Rotors und zusätzlich längere Dichtlängen. Die Freistellungen / Einbuchtungen für die Anschläge werden ausschließlich in die Verriegelungsplatte eingebracht. Dadurch ist auch bei maximalem Unterdruck immer eine Unterstützung der Laschen der Rückschlagventilplatte gegeben. Die Abstützung kann wegen der festen Lage zur Rückschlagventilklappe / -lasche außerdem flächig ausgeführt werden. Dies erlaubt mehr Freiheit bei der Wahl der Federkonstante der Rückschlagventilklappe / -lasche.In other words, it can be said that the check valve plate / the check valve plate according to the invention is placed between the two components locking cover and locking plate. The check valve plate thus has no contact with the rotor. This allows a simple, slim design of the rotor and also longer sealing lengths. The exemptions / indentations for the stops are introduced exclusively into the locking plate. As a result, a support of the tabs of the check valve plate is always given at maximum negative pressure. The support can also be made flat because of the fixed position to the check valve flap / flap. This allows more freedom in choosing the spring rate of the check valve flap / tab.
Die vorzugsweise durchgehärtete Verriegelungsplatte schützt zudem das Rückschlagventilblech vor Verschleiß. Die Erfindung erlaubt auch andere Ausrichtungen der Laschen/ Klappen, wenn dies z. B. bauraumbedingt notwendig ist. So wäre etwa auch eine radiale Ausrichtung der Laschen denkbar.The preferably through hardened locking plate also protects the check valve plate from wear. The invention also allows other orientations of the flaps / flaps, if this z. B. space is necessary. For example, a radial alignment of the tabs would also be conceivable.
Die beiden Deckel werden bei der Montage gegeneinander verdreht, um das Verriegelungsspiel einzustellen, wie es in der
So kann die Erfindung zusammenfassend derart beschrieben werden, dass das Rückschlagventilblech zwischen den Verriegelungsdeckel und die Verriegelungsplatte gelegt wird. Das Blech hat somit keinen Kontakt mehr zum Rotor. Dies erlaubt eine einfache, schlanke Bauweise des Rotors und längere Dichtlängen.Thus, the invention can be summarized as described, that the check valve plate between the locking cover and the locking plate is placed. The sheet thus has no contact with the rotor. This allows a simple, slim design of the rotor and longer sealing lengths.
Die Erfindung wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen perspektivischen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller; -
2 eine Ansicht von oben auf den teilgeschnittenen Nockenwellenversteller; und -
3 den BereichIII aus2 vergrößert dargestellt.
-
1 a perspective partial section through a camshaft adjuster according to the invention; -
2 a view from above of the partially cut camshaft adjuster; and -
3 the areaIII out2 shown enlarged.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
In
Wird Hydraulikmittel von dem Hydraulikreservoir durch den zumindest einen Hydraulikmittelkanal
In
In einem Zustand, in dem kein Fluid von dem Hydraulikreservoir
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- NockenwellenverstellerPhaser
- 22
- Statorstator
- 33
- Flügelzellevane
- 44
- Rotorrotor
- 55
- Verriegelungsdeckellocking cover
- 66
- Verriegelungsplattelocking plate
- 77
- RückschlagventilplatteCheck valve plate
- 88th
- RückschlagventillascheCheck valve flap
- 99
- HydraulikmittelöffnungHydraulic center opening
- 1010
- HydraulikmittelkanalHydraulic fluid channel
- 1111
- Einbuchtungindentation
- 1212
- Schultershoulder
- 1313
- AbdeckglockeAbdeckglocke
- 1414
- Hydraulikreservoirhydraulic reservoir
- 1515
- Flussrichtungflow direction
- 1616
- Hubstroke
- 1717
- Sperrrichtungreverse direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102012201558 A1 [0004]DE 102012201558 A1 [0004]
- DE 102012201566 A1 [0005]DE 102012201566 A1 [0005]
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- DE 102007004196 A1 [0006, 0018]DE 102007004196 A1 [0006, 0018]
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- 2017-07-06 DE DE102017115094.3A patent/DE102017115094A1/en not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |