DE102019132228B3 - Nockenwellenversteller - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einem Stator (2), einem relativ zu dem Stator (2) verdrehbar angeordneten Rotor (3), zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) ausgebildeten Arbeitskammern (4), die jeweils durch einen radial abstehenden Flügel (5) des Rotors (3) in zwei Teilkammern unterteilt sind, sowie einem mit den Teilkammern verbundenen Reservoir (6) zur Bevorratung von Hydraulikmittel, um bei Vorhandensein eines Unterdrucks in einer der Teilkammern dieser Teilkammer zur Verstellung des Rotors (3) relativ zu dem Stator (2) Hydraulikmittel aus dem Reservoir (6) zuzuführen, wobei die Teilkammern je nach Schaltstellung eines Steuerventils (7) des Nockenwellenverstellers (1) mit einer Pumpe (8) oder einem Tank (9) verbindbar sind, wobei das Steuerventil (7) eine Schaltstellung besitzt, in der eine erste Teilkammer der beiden Teilkammern mit dem Tank (9) verbunden ist und eine zweite Teilkammer der beiden Teilkammern von der Pumpe (8) getrennt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang. Der Nockenwellenversteller weist einen mit der Kurbelwelle drehgekoppelten Stator und einen mit der Nockenwelle drehgekoppelten, vorzugsweise radial innerhalb des Stators und relativ zu dem Stator verdrehbar angeordneten Rotor auf. Der Nockenwellenversteller besitzt zwischen dem Stator und dem Rotor ausgebildete Arbeitskammern, die jeweils durch einen radial abstehenden Flügel des Rotors in zwei Teilkammern, die auch als A-Kammer und als B-Kammer bezeichnet werden, unterteilt sind. Die Teilkammern sind zur Verstellung des Rotors relativ zu dem Stator mit Hydraulikmittel druckbeaufschlagbar. Die Teilkammern wirken jeweils in entgegengesetzte Richtungen. Das heißt, dass der Rotor relativ zu dem Stator durch Druckbeaufschlagen der einen Teilkammer in Richtung Spät verstellbar ist und durch Druckbeaufschlagen der anderen Teilkammer in Richtung Früh verstellbar ist. Bei Druckbeaufschlagung einer Teilkammer wird das Hydraulikmittel aus der jeweils anderen Teilkammer verdrängt. Der Nockenwellenversteller weist ein mit den Teilkammern verbundenes Reservoir zur Bevorratung von Hydraulikmittel auf, um bei Vorhandensein eines Unterdrucks in einer der Teilkammern dieser Teilkammer Hydraulikmittel aus dem Reservoir zuzuführen. Das Reservoir ist vorzugsweise über jeweils ein Rückschlagventil mit den Teilkammern verbunden.
- Aus dem Stand der Technik sind bereits solche Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps bekannt. Zur Verstellung des Drehwinkels der Nockenwelle können die auf die Nockenwelle wirkenden Wechselmomente genutzt werden, was auch als nockenwellenmomentbetätigte Verstellung (camshaft torque actuated (CTA)) bezeichnet wird. Dabei wird das Hydraulikmittel aus einer Teilkammer durch die auf die Nockenwelle wirkenden Wechselmomente über einen Bypass in die jeweils andere Teilkammer geleitet. Alternativ oder zusätzlich kann zur Verstellung des Drehwinkels der Nockenwelle eine externe Hydraulikmittelzufuhr, wie eine Pumpe, genutzt werden, was auch als öldruckbetätigte Verstellung (oil pressure actuated (OPA)) bezeichnet wird. Dabei wird die eine Teilkammer durch die Hydraulikmittelzufuhr druckbeaufschlagt und die andere Teilkammer mit einem drucklosen Tank/Reservoir zur Hydraulikmittelabfuhr verbunden.
- Ein solcher Nockenwellenversteller ist beispielsweise aus der
DE 10 2010 005 604 A1 bekannt. Diese offenbart eine druckmittelbetätigte Nockenwellenverstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei entgegengesetzt wirkenden Arbeitskammern, einer Druckmittelpumpe, einem Druckmittelreservoir und einem Mehrwegeventil umfassend ein Gehäuse mit mehreren den Arbeitskammern, der Druckmittelpumpe und dem Druckmittelreservoir zugeordneten Öffnungen, durch die eine Zu- und/oder Abströmung eines Druckmittels ermöglicht ist, einem Ventilkörper, der in dem Gehäuse zwischen zwei Endstellungen verschiebbar geführt ist, und in Abhängigkeit von der Stellung mit an dem Gehäuse anliegenden Steuerkanten den Durchfluss des Druckmittels durch die Öffnungen in dem Gehäuse sperrt oder ermöglicht, und einem in dem Ventilkörper angeordneten einen Durchfluss des Druckmittels in zwei unterschiedliche Richtungen ermöglichenden Doppelrückschlagventil, wobei die Steuerkanten derart angeordnet sind, dass in den Endstellungen des Ventilkörpers der Durchfluss des Druckmittels von der Druckmittelpumpe und zu einer ersten Arbeitskammer, und durch das Doppelrückschlagventil ein Durchfluss des Druckmittels von einer zu der ersten Arbeitskammer entgegengesetzt wirkenden zweiten Arbeitskammer zu der ersten Arbeitskammer ermöglicht ist. - Es ist also die Aufgabe der Erfindung, einen Nockenwellenversteller bereit zu stellen, der die beiden Verstellungsprinzipien in besonders effizienter Weise miteinander kombiniert. Zudem soll der Nockenwellenversteller möglichst energiesparend und bauraumsparend ausgebildet sein.
- Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Steuerventil eine (erste) zusätzliche Schaltstellung besitzt, in der eine erste Teilkammer der beiden Teilkammern mit dem Tank verbunden ist und eine zweite Teilkammer der beiden Teilkammern von der Pumpe getrennt ist. Mit anderen Worten besteht die erfinderische Lösung der Aufgabe in der Verwendung eines als sogenanntem Smartphaser ausgebildeten Nockenwellenversteller, bei dem ein spezielles Ventil verwendet wird, um ein OPA- und ein CTA-Verstellungsprinzip getrennt/unabhängig voneinander realisieren zu können.
- Dies hat den Vorteil, dass dadurch ermöglicht wird, die Verstellung nur mit der Verwendung von Nockenwellenmomenten zu realisieren, ohne dass Hydraulikmittel von der Pumpe bereitgestellt werden muss. Zum anderen kann dann, wenn der Arbeitspunkt des Motors keine ausreichend großen Nockenwellenmomente für die Verstellung bietet, wie etwa bei einer Zylinderabschaltung, einer Ventilhubverkleinerung, einer Ventilausschaltung oder einer geänderten Last der Hochdruckpumpe, die Verstellung über das OPA-Prinzip oder eine Kombination des OPA- und des CTA-Prinzips realisiert werden.
- Erfindungsgemäß kann das Steuerventil eine (zweite) zusätzliche Schaltstellung besitzen, in der die erste Teilkammer von der Pumpe getrennt ist und die zweite Teilkammer mit dem Tank verbunden ist. Das heißt, dass sowohl die A-Kammer als auch die B-Kammer durch die zwei zusätzlichen Schaltstellung bei blockierter Pumpe zum Tank hin entleert werden können. Dadurch ist beidseitig eine reine CTA-Verstellung ermöglicht.
- Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Steuerventil als ein 4/5-Wegeventil ausgebildet sein, das einen mit der ersten Teilkammer verbundenen A-Anschluss, einen mit der zweiten Teilkammer verbundenen B-Anschluss, einen mit der Pumpe verbundenen P-Anschluss und einen mit dem Tank verbundenen T-Anschluss besitzt. Das heißt also, dass das erfindungsgemäße Steuerventil zwei zusätzliche Schaltstellungen im Vergleich zu einem bisher verwendeten 4/3-Wegeventil besitzt. In diesen zwei zusätzlichen Schaltstellung ist demnach der P-Anschluss/P-Port, also die Ölversorgung eines Ventilkolbens des Steuerventils von der Pumpe, blockiert und nur die Teilkammer, die verkleinert, also druckentlastet, werden soll, mit dem Tank verbunden.
- Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann das Steuerventil fünf Schaltstellungen besitzen, die in Abhängigkeit eines PWM-Signals eines Steuergeräts schaltbar sind. Mit anderen Worten wird nur durch das PWM-Signal definiert, ob eine Verstellung mit dem CTA-Verstellungsprinzip oder mit einer Kombination des CTA- und des OPA-Verstellungsprinzips erfolgt. Das heißt also, dass die Entscheidung, welches Verstellungsprinzip angewendet wird, vom Steuergerät gemacht wird.
- Bevorzugt ist es, wenn in der ersten zusätzlichen Schaltstellung und/oder in der zweiten zusätzlichen Schaltstellung ein druckbeaufschlagter Hydraulikmittelstrom/Durchfluss gesperrt ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn in den anderen Schaltstellungen, d.h. einer Mittellage und den Endlagen, der gleiche Durchfluss wie in einem bekannten als ausgebildeten Smartphaser Nockenwellenversteller erreicht wird.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Steuerventil eine Ventilhülse und einen in der Ventilhülse axial verschieblich angeordneten Kolben besitzen, wobei der Kolben vier Stege besitzt. Dabei sind zwei Stege in der Mitte positioniert und zwei Stege außen.
- Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann ein Abstand zwischen zwei axial benachbarten Stege der Stege des Kolbens, insbesondere der zwei mittleren Stege, im Wesentlichen so groß wie eine mit der Pumpe verbundene Öffnung der Ventilhülse, d.h. der P-Anschluss, sein. Dadurch kann der P-Anschluss schnellstmöglich geschlossen werden, so dass ein einfaches Schalten zwischen den Schaltstellung ermöglicht ist.
- Ferner ist es zweckmäßig, wenn eine Breite einer mit der Pumpe verbundenen Öffnung der Ventilhülse im Wesentlichen so groß wie eine Überlappung von Steuerkanten des Kolbens mit einer mit einer der beiden Teilkammern verbundene Öffnung der Ventilhülse ist. Das heißt, dass die P-Öffnung in der Ventilhülse im Wesentlichen so groß wie die Überlappung der Steuerkanten des Kolbens mit der A-Öffnung bzw. mit der B-Öffnung ist. Somit kann die P-Öffnung, wenn der Kolben aus der geregelten Position bewegt wird, schnell geschlossen werden und die A-Öffnung bzw. die B-Öffnung mit dem Tank verbunden werden. So wird eine Ablaufsteuerung umgesetzt.
- In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Nockenwellenversteller einen Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Rotors relativ zu dem Stator, insbesondere in einer Mittenposition, besitzen, wobei der Verriegelungsmechanismus in einer Endstellung des Steuerventils, insbesondere bei einem PWM-Signal von 100%, entriegelt ist. Somit kann ein Starten aus der Mittenposition gewährleistet werden.
- Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers in einer ersten Schaltstellung, -
2 eine schematische Darstellung des Nockenwellenverstellers in einer zweiten Schaltstellung, -
3 eine schematische Darstellung des Nockenwellenverstellers in einer dritten Schaltstellung, -
4 eine schematische Darstellung des Nockenwellenverstellers in einer vierten Schaltstellung, -
5 eine schematische Darstellung des Nockenwellenverstellers in einer fünften Schaltstellung, und -
6 einen Graphen, der einen Zusammenhang zwischen einem Hydraulikmittelstrom und den Schaltstellungen darstellt. - Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
- In den
1 bis5 ist ein erfindungsgemäßer Nockenwellenversteller1 lediglich schematisch dargestellt. Der Nockenwellenversteller1 ist ein Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang. Der Nockenwellenversteller1 dient zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle. Der Nockenwellenversteller1 weist einen mit der Kurbelwelle drehgekoppelten Stator2 und einen mit der Nockenwelle drehgekoppelten Rotor3 auf. Der Rotor3 ist radial innerhalb des Stators2 angeordnet. Der Stator2 und der Rotor3 sind in einem begrenzten Winkelbereich zueinander verdrehbar. Der Nockenwellenversteller1 besitzt zwischen dem Stator2 und dem Rotor3 ausgebildete Arbeitskammern4 . - Die Arbeitskammern
4 sind jeweils durch einen radial abstehenden Flügel5 des Rotors3 in zwei Teilkammern, die auch als A-Kammer und als B-Kammer bezeichnet werden, unterteilt. Die Teilkammern sind zur Verstellung des Rotors3 relativ zu dem Stator2 mit Hydraulikmittel druckbeaufschlagbar. Die Teilkammern wirken jeweils in entgegengesetzte Richtungen. Das heißt, dass der Rotor3 relativ zu dem Stator2 durch Druckbeaufschlagen der einen Teilkammer, beispielsweise der A-Kammer, in Richtung Spät verstellbar ist und durch Druckbeaufschlagen der anderen Teilkammer, beispielsweise der B-Kammer, in Richtung Früh verstellbar ist. Bei Druckbeaufschlagung einer Teilkammer wird das Hydraulikmittel aus der jeweils anderen Teilkammer verdrängt. - Der Nockenwellenversteller
1 weist ein mit den Teilkammern verbundenes Reservoir6 zur Bevorratung von Hydraulikmittel auf, um bei Vorhandensein eines Unterdrucks in einer der Teilkammern dieser Teilkammer Hydraulikmittel aus dem Reservoir6 zuzuführen. - Der Nockenwellenversteller
1 weist ein Steuerventil7 zur Steuerung des Hydraulikmittelstroms auf. Je nach Schaltstellung des Steuerventils7 sind die A-Kammer und die B-Kammer mit einer Pumpe8 oder einem Tank9 verbindbar. Das Reservoir6 ist mit dem Tank9 verbunden, so dass überflüssiges Hydraulikmittel abfließen kann. Das Reservoir6 ist über jeweils ein Rückschlagventil10 mit der A-Kammer und mit der B-Kammer verbunden. - Das Reservoir
6 wird über das Steuerventil7 mit Hydraulikmittel versorgt. Erfindungsgemäß besitzt das Steuerventil7 eine Schaltstellung, in der eine erste Teilkammer der beiden Teilkammern mit dem Tank9 verbunden ist und eine zweite Teilkammer der beiden Teilkammern von der Pumpe8 getrennt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Steuerventil7 auch eine Schaltstellung, in der die zweite Teilkammer mit dem Tank9 verbunden ist und die erste Teilkammer von der Pumpe8 getrennt ist. Erfindungsgemäß gibt es also zwei zusätzliche Schaltstellungen in dem Steuerventil7 , bei denen die Pumpe8 blockiert ist und die Kommunikation zum Tank9 mit der zu verkleinernden Teilkammer erstellt ist. - Das Steuerventil
7 ist als ein 4/5-Wegeventil 11 ausgebildet. Das Steuerventil7 weist einen mit der A-Kammer verbundenen A-Anschluss, einen mit der B-Kammer verbundenen B-Anschluss, einen mit der Pumpe8 verbundenen P-Anschluss und einen mit dem Tank9 verbundenen T-Anschluss auf. Das Steuerventil7 wird durch ein PWM-Signal zwischen fünf Schaltstellungen gesteuert. -
1 zeigt den Nockenwellenversteller1 in einer ersten Schaltstellung des Steuerventils7 . In der ersten Schaltstellung ist die Pumpe8 mit der B-Kammer verbunden und die A-Kammer mit dem Tank9 verbunden. In der ersten Schaltstellung ist der Nockenwellenversteller im Smart-Betrieb, in dem die Verstellung über eine Kombination der Nockenwellenmomente (CTA-Prinzip) und den Hydraulikmitteldruck (OPA-Prinzip) erfolgt. Das PWM-Signal ist auf 0 %. -
2 zeigt den Nockenwellenversteller1 in einer zweiten Schaltstellung des Steuerventils7 . In der zweiten Schaltstellung sind der P-Anschluss und der B-Anschluss blockiert und die A-Kammer mit dem Tank9 verbunden. In der zweiten Schaltstellung ist der Nockenwellenversteller1 im reinen CTA-Betrieb, in dem die Verstellung nur über die Nockenwellenmomente erfolgt. Das PWM-Signal ist auf 25 %. -
3 zeigt den Nockenwellenversteller1 in einer dritten Schaltstellung des Steuerventils7 . In der dritten Schaltstellung findet eine Mittellagekompensation statt. Dadurch kann die Leckage vom Nockenwellenversteller1 kompensiert werden. Das heißt, dass die Verbindung zwischen der Pumpe8 und der A-Kammer und die Verbindung zwischen der Pumpe8 und der B-Kammer leicht geöffnet ist. Eine Verbindung zwischen der A-Kammer und dem Tank9 und eine Verbindung zwischen der B-Kammer und dem Tank9 ist blockiert. In der dritten Schaltstellung ist der Nockenwellenversteller1 im geregelten Betrieb. Das PWM-Signal ist auf 50 %. -
4 zeigt den Nockenwellenversteller1 in einer vierten Schaltstellung des Steuerventils7 . In der vierten Schaltstellung sind der P-Anschluss und der A-Anschluss blockiert und die B-Kammer mit dem Tank9 verbunden. In der vierten Schaltstellung ist der Nockenwellenversteller1 im reinen CTA-Betrieb, in dem die Verstellung nur über die Nockenwellenmomente erfolgt. Das PWM-Signal ist auf 75 %. -
5 zeigt den Nockenwellenversteller1 in einer fünften Schaltstellung des Steuerventils7 . In der fünften Schaltstellung ist die Pumpe8 mit der A-Kammer verbunden und die B-Kammer mit dem Tank9 verbunden. In der fünften Schaltstellung ist der Nockenwellenversteller im Smart-Betrieb, in dem die Verstellung über eine Kombination der Nockenwellenmomente (CTA-Prinzip) und den Hydraulikmitteldruck (OPA-Prinzip) erfolgt. Das PWM-Signal ist auf 100 %. - Zur Entriegelung des Nockenwellenverstellers
1 soll das PWM-Signal auf 100 % eingestellt werden. Das Steuerventil7 befindet sich dann also in einer Endstellung, hier der fünften Schaltstellung. Dann ist die A-Kammer mit dem P-Anschluss verbunden und eine Entriegelung findet statt. - In
1 bis5 ist das Steuerventil7 schematisch dargestellt. Das Steuerventil7 weist eine Ventilhülse und einen in der Ventilhülse verschieblich angeordneten Ventilkolben/Kolben12 auf. Der Kolben12 ist so konzipiert, dass eine Ablaufsteuerung vorhanden ist. Die Ventilhülse weist mit der Pumpe8 verbundene P-Öffnungen auf, die den P-Anschluss bilden. Die Ventilhülse weist mit dem Tank9 verbundene T-Öffnungen auf, die den T-Anschluss bilden. Die Ventilhülse weist mit der A-Kammer verbundene A-Öffnungen auf, die den A-Anschluss bilden. Die Ventilhülse weist mit der B-Kammer verbundene B-Öffnungen auf, die den B-Anschluss bilden. - Der Kolben
12 weist vier Stege13 auf. In der ersten Schaltstellung sind die B-Öffnungen zwischen einem ersten äußeren Steg14 und einem ersten mittleren Steg15 angeordnet, die P-Öffnungen zwischen einem zweiten mittleren Steg16 und einem zweiten äußeren Steg17 angeordnet und die A-Öffnungen distal des zweiten äußeren Stegs17 angeordnet. Der Abstand zwischen dem ersten mittleren Steg15 und dem zweiten mittleren Steg16 entspricht im Wesentlichen der Breite der P-Öffnungen. Die Breite der P-Öffnungen entspricht im Wesentlichen einer Überdeckung der durch die äußeren Stege14 ,17 gebildeten Steuerkanten des Kolbens12 mit den A-Öffnungen bzw. mit den B-Öffnungen. Somit wird der P-Anschluss geschlossen, bevor der A-Anschluss bzw. der B-Anschluss (je nach Verstellrichtung) mit dem Tank9 bzw. dem Reservoir6 verbunden ist. Somit kann die P-Öffnung mit dem Kolben12 blockiert werden und die A-Öffnung bzw. B-Öffnung geöffnet werden, wenn von dem geregelten Zustand (50%) auf 25% oder 75% geschaltet wird. -
6 zeigt einen Durchfluss18 des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers1 im Vergleich zu einem Durchfluss19 eines bekannten (Smartphaser) Nockenwellenverstellers. In der ersten, dritten und fünften Schaltstellung sind die Durchflüsse18 ,19 gleich groß. In der zweiten und der vierten Schaltstellung ist die Pumpe8 blockiert, so dass der Durchfluss18 des Nockenwellenverstellers1 gleich null ist. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Nockenwellenversteller
- 2
- Stator
- 3
- Rotor
- 4
- Arbeitskammer
- 5
- Flügel
- 6
- Reservoir
- 7
- Steuerventil
- 8
- Pumpe
- 9
- Tank
- 10
- Rückschlagventil
- 11
- 4/5-Wegeventil
- 12
- Kolben
- 13
- Steg
- 14
- erster äußerer Steg
- 15
- erster mittlerer Steg
- 16
- zweiter mittleren Steg
- 17
- zweiter äußerer Steg
- 18
- Durchfluss
- 19
- Durchfluss
Claims (9)
- Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einem Stator (2), einem relativ zu dem Stator (2) verdrehbar angeordneten Rotor (3), zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) ausgebildeten Arbeitskammern (4), die jeweils durch einen radial abstehenden Flügel (5) des Rotors (3) in zwei Teilkammern unterteilt sind, sowie einem mit den Teilkammern verbundenen Reservoir (6) zur Bevorratung von Hydraulikmittel, um bei Vorhandensein eines Unterdrucks in einer der Teilkammern dieser Teilkammer zur Verstellung des Rotors (3) relativ zu dem Stator (2) Hydraulikmittel aus dem Reservoir (6) zuzuführen, wobei die Teilkammern je nach Schaltstellung eines Steuerventils (7) des Nockenwellenverstellers (1) mit einer Pumpe (8) oder einem Tank (9) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (7) eine erste zusätzliche Schaltstellung besitzt, in der die erste Teilkammer der beiden Teilkammern mit dem Tank (9) verbunden ist und die zweite Teilkammer der beiden Teilkammern von der Pumpe (8) getrennt ist, wobei das Steuerventil (7) eine zweite zusätzliche Schaltstellung besitzt, in der die erste Teilkammer von der Pumpe (8) getrennt ist und die zweite Teilkammer mit dem Tank (9) verbunden ist.
- Nockenwellenversteller (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (7) als ein 4/5-Wegeventil (11) ausgebildet ist, das einen mit der ersten Teilkammer verbundenen A-Anschluss, einen mit der zweiten Teilkammer verbundenen B-Anschluss, einen mit der Pumpe (8) verbundenen P-Anschluss und einen mit dem Tank (9) verbundenen T-Anschluss besitzt. - Nockenwellenversteller (1) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (7) fünf Schaltstellungen besitzt, die in Abhängigkeit eines PWM-Signals schaltbar sind. - Nockenwellenversteller (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten zusätzlichen Schaltstellung und/oder in der zweiten zusätzlichen Schaltstellung ein druckbeaufschlagter Hydraulikmittelstrom gesperrt ist. - Nockenwellenversteller (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (7) eine Ventilhülse und einen in der Ventilhülse axial verschieblich angeordneten Kolben (12) besitzt, wobei der Kolben (12) vier Stege (13) besitzt. - Nockenwellenversteller (1) nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen zwei axial benachbarten Stegen (15, 16) der Stege (13) des Kolbens (12) im Wesentlichen so groß wie eine mit der Pumpe (8) verbundene Öffnung der Ventilhülse ist. - Nockenwellenversteller (1) nach
Anspruch 5 oder6 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite einer mit der Pumpe (8) verbundenen Öffnung der Ventilhülse im Wesentlichen so groß wie eine Überlappung von Steuerkanten des Kolbens (12) mit einer mit einer der beiden Teilkammern verbundenen Öffnung der Ventilhülse ist. - Nockenwellenversteller (1) nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (12) so ausgebildet ist, dass er eine Ablaufsteuerung besitzt. - Nockenwellenversteller (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenwellenversteller (1) einen Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Rotors (3) relativ zu dem Stator (2) besitzt, wobei der Verriegelungsmechanismus in einer Endstellung des Steuerventils (7) entriegelt ist.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080115751A1 (en) * | 2004-08-17 | 2008-05-22 | Hydraulik-Ring Gmbh | Camshaft Adjusting Device |
DE102010005604A1 (de) * | 2010-01-25 | 2011-07-28 | Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 | Druckmittelbetätigte Nockenwellenverstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine |
JP2013068308A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 油圧制御弁及びスプール弁体作動状態検出装置 |
US20130233261A1 (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-12 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Valve timing control device of internal combustion engine |
DE102016204973A1 (de) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Steuerventil für einen Nockenwellenversteller |
DE102017115725A1 (de) * | 2017-07-13 | 2018-05-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hydraulischer Nockenwellenversteller |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3930157A1 (de) * | 1989-09-09 | 1991-03-21 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zur verstellung der drehwinkelzuordnung einer nockenwelle zu ihrem antriebselement |
DE102010022896B4 (de) * | 2010-06-07 | 2021-11-11 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Druckmittelbetätigbare Nockenwellenverstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine |
DE102011077586A1 (de) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Nockenwellenversteller |
DE102011077587A1 (de) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Nockenwellenversteller |
US10156164B2 (en) * | 2012-02-02 | 2018-12-18 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Arrangement of a volume accumulator in a camshaft adjuster |
JP6003439B2 (ja) * | 2012-09-18 | 2016-10-05 | アイシン精機株式会社 | 弁開閉時期制御装置 |
DE102013207616B4 (de) * | 2013-04-26 | 2022-03-24 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Nockenwellenverstelleinrichtung mit Mittenverriegelungseinrichtung |
US11131220B2 (en) * | 2015-11-26 | 2021-09-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Camshaft adjuster |
DE102016218448A1 (de) * | 2016-09-26 | 2018-03-29 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hydraulischer Nockenwellenversteller |
DE102018109182A1 (de) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Nockenwellenverstellsystem |
US11396831B2 (en) * | 2021-04-30 | 2022-07-26 | Borgwarner, Inc. | Advance locked spool valve pump phaser with hydraulic detent valve |
-
2019
- 2019-11-28 DE DE102019132228.6A patent/DE102019132228B3/de active Active
-
2020
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- 2020-09-02 WO PCT/DE2020/100767 patent/WO2021104557A1/de active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080115751A1 (en) * | 2004-08-17 | 2008-05-22 | Hydraulik-Ring Gmbh | Camshaft Adjusting Device |
DE102010005604A1 (de) * | 2010-01-25 | 2011-07-28 | Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 | Druckmittelbetätigte Nockenwellenverstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine |
JP2013068308A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 油圧制御弁及びスプール弁体作動状態検出装置 |
US20130233261A1 (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-12 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Valve timing control device of internal combustion engine |
DE102016204973A1 (de) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Steuerventil für einen Nockenwellenversteller |
DE102017115725A1 (de) * | 2017-07-13 | 2018-05-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hydraulischer Nockenwellenversteller |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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US20220412234A1 (en) | 2022-12-29 |
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