EP1943412A1 - Camshaft adjuster with a locking system - Google Patents
Camshaft adjuster with a locking systemInfo
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- EP1943412A1 EP1943412A1 EP06807153A EP06807153A EP1943412A1 EP 1943412 A1 EP1943412 A1 EP 1943412A1 EP 06807153 A EP06807153 A EP 06807153A EP 06807153 A EP06807153 A EP 06807153A EP 1943412 A1 EP1943412 A1 EP 1943412A1
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- EP
- European Patent Office
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- opening
- locking bolt
- adjusting
- angle
- contour
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
Definitions
- Such a generic device for adjusting the rotational angle is known from DE 196 23 818 A1.
- the rotor has wings and the rotation element corresponding recesses, so that by means of hydraulic pressure fluid, which is pressed between the wings and the rotation member on one side, a D rehwinke I adjustment can take place in one direction while a pressure load on the opposite side causes a rotation angle adjustment in the other direction of rotation.
- a locking device In order to determine the rotor relative to the rotation element, for example in the end position, a locking device is provided with a locking pin in the one component and an opening in the other component, wherein the force of a spring pushes the locking pin in the opening, while hydraulic fluid to the locking pin shifts out of the opening.
- spring force and hydraulic force to the locking bolt is advantageous in the proposed device, it is not absolutely necessary, so that, if necessary, hydraulic force can push the locking bolt into the opening while the force of a spring retracts it.
- both the cooperating with the opening portion of the locking bolt and the opening are formed conically matching each other.
- the object of the invention is therefore to design or improve a device for adjusting the rotational angle in such a way that the problems described above are remedied and that a quasi-zero lashing game can be achieved.
- the object of the invention is achieved in that the contact region of the locking bolt which is in operative connection with the opening has an outwardly curved contour.
- the contact area has in particular a ball-barrel contour.
- This configuration ensures that the angular position of the locking bolt has only a minor significance, since the contact of the locking bolt on the curved contour or ball-barrel contour is substantially annular. This is initially independent of the shape or contour of the opening, if it is ensured that the dimensions between the opening cross-section and the curved or ball-barrel contour is selected so that the locking bolt reaches a sufficient depth in the opening. As a result, the manufacturing tolerance and dimensional accuracy can be increased.
- the contact area of the locking bolt which comes into operative connection with the opening, has the shape of a spherical zone. It is intended to a form in which the center of the ball, from which originates the zone, is displaced in the direction of storage of the locking bolt, so that the radius at the end of the Bolts towards the opening is smaller than the radius at the opposite end of the contact area.
- the contour of the locking bolt can also be designed as Drehparaboloid- section. It is possible to choose the section so that it has a flatter or a steeper course, depending on the configuration of the parabola.
- a transition radius is provided at the free end of the locking bolt, which is relatively large and is preferably greater than 0.5 mm. This ensures that only low edge tensions and edge pressures occur when the locking pin is not fully inserted into the opening.
- the opening in a device in which the opening is arranged in a cover of the rotary element, it is proposed that the opening has a frusto-conical contour in its depth which is remote from the locking bolt, and that the running-in phase likewise has a large transition radius, which preferably greater than 0.5 mm.
- an opening in the lid with a conical contour is known in the generic device, this is in operative connection with a locking bolt, which also has a conical end.
- the conical or conical contour of the opening is in operative connection with the curved or spherical-barrel-shaped contour or with the spherical zone or with the rotary paraboloid section, so that completely different relationships and other mechanisms of action result.
- the contour of the opening in the lid can also be curved inwards or have the contour of a Drehhyperboloid section.
- both the respective locking bolt portion and the contour of the opening each have a mutually inclined contour, so that a large manufacturing tolerance for the locking bolt and the bore or the storage of Verrieglungsbolzens is possible without tilting, increased surface pressures or a increased rotational play arises. If such a rather, if locking pins are pressed into the opening, it is readily apparent that a quasi-zero locking clearance is created.
- Both the opening or the cover and the locking bolt can be made inexpensively by forming process, whereby a sufficient dimensional accuracy is achieved.
- FIG. 1 shows a perspective view of a device for adjusting the angle of rotation with a partial section through the device
- Figure 2 a perspective view of a locking bolt
- FIG. 3 an external view of a locking bolt
- FIGS. 4 to 8 show a sketch of a lid with an opening with a conical contour and a ball-barrel-shaped end of the locking bolt in various positions;
- FIGS. 9-11 a sketch of an opening of a lid, which is curved, with spherical-barrel-shaped locking release bolt and
- Figures 12 u. 13 the contact area between the locking bolt and the opening on an enlarged scale.
- 1 denotes a rotation angle adjusting device which has a rotation element 2 with a cover 3, in which an opening 4 is incorporated.
- the lid 3 is disposed within the rotary member 2, which, not shown, has chambers in which wings of a rotor designated 5 are arranged.
- the rotor 5 is, not shown, rotatably connected to a camshaft of a reciprocating internal combustion engine, while the rotary member 2 via a tooth, chain or toothed belt drive with a drive shaft of the reciprocating internal combustion engine, also not shown, is in operative connection.
- a designated 6 locking bolt is mounted, which is biased by a compression spring 7 in the direction of the opening 4 and, not in detail, can be pulled out of the opening by means of hydraulic pressure.
- the locking pin 6 is, in particular Figure 2, provided with a cavity 8 in which the compression spring 7 is partially inserted.
- the locking bolt 6 has a cylindrical portion in which it is guided and supported in the bore of the rotor.
- the cylindrical region is adjoined by a radius and a contact region 9 with which the locking bolt 6 can enter into operative connection with the opening 4.
- the contact area 9 has an outwardly curved contour, which is formed in a spherical-barrel-shaped manner.
- the contact region 9 is adjoined by a transition radius designated by 10, which is chosen to be large.
- FIG. 4 shows the normal Läge, ie the desired position of the locking bolt with its contact area 9 in the opening. 4
- FIG. 5 shows an example in which the truncated cone angle is smaller than in the normal position. Nevertheless, there is a smooth engagement of the contact area 9 of the locking bolt 6 in the opening 4, due to the particular contour of the contact area. 9
- the truncated cone angle is greater than in the normal position, wherein it is also shown there that there is a problem-free support of the locking bolt 6 in the opening 4 due to the spherical-barrel-shaped contour of the contact region 9.
- FIGS. 7 and 8, which are formed in accordance with FIGS. 4 to 6, show that angular errors in the guidance of the locking bolt 6 can also be absorbed without problems within certain tolerances.
- the spherical-barrel-shaped contour of the contact region 9 is embodied unchanged with respect to FIGS. 2 to 8, the contour of the opening 4 being curved inwards, with a large transition radius at the edge of the opening 4 facing the locking bolt 6 is provided.
- FIGS. 12 and 13 the contact area 9 of the locking bolt 6 is shown on an enlarged scale, it being understood that this area is designed corresponding to a rotary paraboloid section.
- the corresponding region of the opening 4 corresponds to a Drehhyperboloid- section.
- the dimensions are chosen so that the locking pin 6 has not penetrated so far into the opening 4, while in Figure 13, a shallower angle in the contact transition between the locking pin 6 and the opening 4 is formed.
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Abstract
Device for adjusting the angle of rotation between two rotating shafts, in particular between a drive shaft of a reciprocating-piston internal combustion engine and a camshaft for actuating gas exchange valves, with a rotation element which is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft, with a rotor which is connected in a rotationally fixed manner to the camshaft, with an angle of rotation adjusting system and with a locking device which has at least one locking bolt, which is mounted movably in one of the components, and at least one corresponding opening in the other component, wherein the locking bolt can be displaced into and out of the opening by means of spring and/or hydraulic force.
Description
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Eine derartige gattungsbildende Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung ist aus der DE- 196 23 818 A1 bekannt. Bei dieser Drehwinkelverstellvorrichtung weist der Rotor Flügel auf und das Rotationselement entsprechende Aussparungen, so dass mittels hydraulischer Druckflüssigkeit, die zwischen den Flügeln und dem Rotationselement auf der einen Seite gedrückt wird, eine D rehwinke I Verstellung in der einen Richtung erfolgen kann, während eine Druckbelastung auf der gegenüberliegenden Seite eine Drehwinkelverstellung in die andere Dreh- richtung bewirkt.Such a generic device for adjusting the rotational angle is known from DE 196 23 818 A1. In this Drehwinkelverstellvorrichtung the rotor has wings and the rotation element corresponding recesses, so that by means of hydraulic pressure fluid, which is pressed between the wings and the rotation member on one side, a D rehwinke I adjustment can take place in one direction while a pressure load on the opposite side causes a rotation angle adjustment in the other direction of rotation.
Um den Rotor gegenüber dem Rotationselement, beispielsweise in der Endstellung, feststellen zu können, ist eine Verriegelungsvorrichtung mit einem Verriegelungsbolzen in dem einen Bauteil und eine Öffnung im anderen Bauteil vorgesehen, wobei die Kraft einer Feder den Verriegelungsbolzen in die Öffnung drückt, während Hydraulikflüssigkeit den Verriegelungsbolzen aus der Öffnung verschiebt. Diese Zuordnung von Federkraft und Hydraulikkraft zum Verriegelungsbolzen ist in der vorgeschlagenen Vorrichtung zwar vorteilhaft, nicht aber zwingend notwendig, so dass ggf. auch Hydraulikkraft den Verriegelungsbolzen in die Öffnung schieben kann, während die Kraft einer Feder ihn zurückzieht. Bei der gattungsbildenden Ausgestaltung sind sowohl der mit der Öffnung zusammenwirkende Bereich des Verriegelungsbolzens als auch die Öffnung konisch passend zueinander ausgebildet.In order to determine the rotor relative to the rotation element, for example in the end position, a locking device is provided with a locking pin in the one component and an opening in the other component, wherein the force of a spring pushes the locking pin in the opening, while hydraulic fluid to the locking pin shifts out of the opening. Although this assignment of spring force and hydraulic force to the locking bolt is advantageous in the proposed device, it is not absolutely necessary, so that, if necessary, hydraulic force can push the locking bolt into the opening while the force of a spring retracts it. In the generic embodiment, both the cooperating with the opening portion of the locking bolt and the opening are formed conically matching each other.
Dabei besteht das Problem, dass der Verriegelungsbolzen exakt zur Öffnung ausgerichtet sein muss, damit der Verriegelungsbolzen in die Öffnung passt und dort eine entsprechende Anlage hat. Ist dies nicht der Fall, so ist eine Kantenpressung zwischen Öffnung und Verriegelungsbolzen zu befürchten. Diese Kantenpressung tritt auch bei Winkelabweichungen zwischen den Achsen der Öffnung und des Verriegelungsbolzens auf. Weiterhin besteht das Problem, dass es schwierig ist, den Verriegelungsbolzen wieder aus der Öffnung zu lö- sen, wenn ein kleiner Konuswinkel gewählt wird und gute Passung vorliegt. Ist der Konuswinkel groß gewählt, so kann der Verriegelungsbolzen durch Drehkraft aus der Öffnung geschoben werden. Darüber hinaus besteht das Problem, dass es aus den vorgenannten und aus Toleranzgründen praktisch unmöglich
ist, ein Spiel einzustellen, das hinreichend klein ist und vorzugsweise unter 0,2 Grad Winkel liegt, so dass ein unerwünschter Einstellfehler entsteht und Schwingungen, insbesondere Drehschwingungen, auftreten können.There is the problem that the locking pin must be aligned exactly to the opening so that the locking pin fits into the opening and there has a corresponding facility. If this is not the case, then an edge pressure between opening and locking bolt is to be feared. This edge stress also occurs with angular deviations between the axes of the opening and the locking bolt. Furthermore, there is the problem that it is difficult to release the locking bolt from the opening again, if a small cone angle is selected and good fit exists. If the cone angle is chosen to be large, then the locking bolt can be pushed by rotational force out of the opening. In addition, there is a problem that it is practically impossible for the above and for tolerance reasons is to set a game that is sufficiently small and is preferably less than 0.2 degrees angle, so that an undesirable Einstellfehler arises and vibrations, in particular torsional vibrations occur.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung so auszugestalten bzw. zu verbessern, dass die zuvor beschriebenen Probleme behoben werden und dass ein Quasi-Null-Verhegelungsspiel erreichbar ist.The object of the invention is therefore to design or improve a device for adjusting the rotational angle in such a way that the problems described above are remedied and that a quasi-zero lashing game can be achieved.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der mit der Öffnung in Wirkverbindung stehende Berührungsbereich des Verriegelungsbolzens eine nach außen gewölbte Kontur aufweist. Der Berührungsbereich weist insbesondere eine Kugel-Tonnen-Kontur auf. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Winkellage des Ver- riegelungsbolzens nur eine untergeordnete Bedeutung hat, da die Anlage des Verriegelungsbolzens über die gewölbte Kontur bzw. Kugel-Tonnen-Kontur im wesentlichen ringförmig erfolgt. Dies ist zunächst unabhängig von der Form bzw. Kontur der Öffnung, wenn sichergestellt ist, dass die Abmessungen zwischen dem Öffnungsquerschnitt und der gewölbten bzw. Kugel-Tonnen-Kontur so gewählt ist, dass der Verriegelungsbolzen eine hinreichende Tiefe in der Öffnung erreicht. Dadurch kann auch die Fertigungstoleranz und Maßhaltigkeit vergrößert werden.The object of the invention is achieved in that the contact region of the locking bolt which is in operative connection with the opening has an outwardly curved contour. The contact area has in particular a ball-barrel contour. This configuration ensures that the angular position of the locking bolt has only a minor significance, since the contact of the locking bolt on the curved contour or ball-barrel contour is substantially annular. This is initially independent of the shape or contour of the opening, if it is ensured that the dimensions between the opening cross-section and the curved or ball-barrel contour is selected so that the locking bolt reaches a sufficient depth in the opening. As a result, the manufacturing tolerance and dimensional accuracy can be increased.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Berüh- rungsbereich des Verriegelungsbolzens, der mit der Öffnung in Wirkverbindung tritt, die Form einer Kugelzone aufweist. Dabei ist an eine Form gedacht, bei der der Mittelpunkt der Kugel, von der die Zone stammt, in Richtung der Lagerung des Verriegelungsbolzens verschoben ist, so dass der Radius am Ende des
Bolzens in Richtung zur Öffnung kleiner ist als der Radius am gegenüberliegenden Ende des Berührungsbereichs.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the contact area of the locking bolt, which comes into operative connection with the opening, has the shape of a spherical zone. It is intended to a form in which the center of the ball, from which originates the zone, is displaced in the direction of storage of the locking bolt, so that the radius at the end of the Bolts towards the opening is smaller than the radius at the opposite end of the contact area.
Die Kontur des Verriegelungsbolzens kann aber auch als Drehparaboloid- Abschnitt ausgeführt sein. Dabei besteht die Möglichkeit, den Abschnitt so zu wählen, dass er einen flacheren oder einen steileren Verlauf, je nach Ausgestaltung der Parabel, hat.The contour of the locking bolt can also be designed as Drehparaboloid- section. It is possible to choose the section so that it has a flatter or a steeper course, depending on the configuration of the parabola.
Weiterhin ist es wichtig, dass am freien Ende des Verriegelungsbolzens ein Übergangsradius vorgesehen ist, der verhältnismäßig groß ist und vor- zugsweise größer als 0,5 mm ist. Dadurch wird erreicht, dass nur geringe Kantenspannungen und Kantenpressungen auftreten, wenn der Verriegelungsbolzen nicht vollständig in die Öffnung eingeschoben ist.Furthermore, it is important that a transition radius is provided at the free end of the locking bolt, which is relatively large and is preferably greater than 0.5 mm. This ensures that only low edge tensions and edge pressures occur when the locking pin is not fully inserted into the opening.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird bei einer Vorrichtung, bei der die Öffnung in einem Deckel des Rotationselements angeordnet ist, vorgeschlagen, dass die Öffnung in ihrer vom Verriegelungsbolzen sich entfernenden Tiefe eine kegelstumpfförmige Kontur aufweist und dass die Einlaufphase ebenfalls einen großen Übergangsradius aufweist, der vorzugsweise größer als 0,5 mm ist. Zwar ist bei der gattungsbildenden Vorrichtung eine Öffnung im Deckel mit ko- nischer Kontur bekannt, diese steht allerdings mit einem Verriegelungsbolzen in Wirkverbindung, der ebenfalls ein konisches Ende hat. Im vorliegenden Fall steht die konische bzw. kegelförmige Kontur der Öffnung mit der gewölbten bzw. kugel-tonnenförmigen Kontur oder mit der Kugelzone oder mit dem Dreh- paraboloid-Abschnitt in Wirkverbindung, so dass sich ganz andere Zusammen- hänge und andere Wirkmechanismen ergeben.In a further embodiment of the invention, in a device in which the opening is arranged in a cover of the rotary element, it is proposed that the opening has a frusto-conical contour in its depth which is remote from the locking bolt, and that the running-in phase likewise has a large transition radius, which preferably greater than 0.5 mm. Although an opening in the lid with a conical contour is known in the generic device, this is in operative connection with a locking bolt, which also has a conical end. In the present case, the conical or conical contour of the opening is in operative connection with the curved or spherical-barrel-shaped contour or with the spherical zone or with the rotary paraboloid section, so that completely different relationships and other mechanisms of action result.
Die Kontur der Öffnung im Deckel kann aber auch nach innen gewölbt ausgeführt sein oder die Kontur eines Drehhyperboloid-Abschnitts aufweisen. Dadurch hat sowohl der betreffende Verriegelungsbolzen-Abschnitt als auch die Kontur der Öffnung eine je zueinander geneigte Kontur, so dass eine große Fertigungstoleranz für den Verriegelungsbolzen und die Bohrung bzw. auch die Lagerung des Verrieglungsbolzens möglich ist, ohne dass ein Verkanten, erhöhte Flächenpressungen oder ein erhöhtes Drehspiel entsteht. Wird ein sol-
eher Verriegelungsbolzen in die Öffnung gedrückt, so ist ohne weiteres ersichtlich, dass ein Quasi-Null-Verriegelungsspiel entsteht.The contour of the opening in the lid can also be curved inwards or have the contour of a Drehhyperboloid section. As a result, both the respective locking bolt portion and the contour of the opening each have a mutually inclined contour, so that a large manufacturing tolerance for the locking bolt and the bore or the storage of Verrieglungsbolzens is possible without tilting, increased surface pressures or a increased rotational play arises. If such a rather, if locking pins are pressed into the opening, it is readily apparent that a quasi-zero locking clearance is created.
Sowohl die Öffnung bzw. der Deckel als auch der Verriegelungsbolzen können mittels Umformverfahren preisgünstig hergestellt sein, wodurch eine genügende Maßgenauigkeit erreicht wird.Both the opening or the cover and the locking bolt can be made inexpensively by forming process, whereby a sufficient dimensional accuracy is achieved.
Um sowohl in der Öffnung als auch am Verriegelungsbolzen eine möglichst hohe Festigkeit zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass diese mittels selbst ab- schreckenden Härteverfahren, z.B. Plasmahärten, Laserhärten und dergleichen, verfestigt sind.In order to achieve the highest possible strength both in the opening and on the locking bolt, it is proposed that these be provided by means of self-quenching hardening methods, e.g. Plasma hardening, laser hardening and the like are solidified.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:For further explanation of the invention reference is made to the drawings, in which embodiments of the invention are shown in simplified form. Show it:
Figur 1 : eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung mit Teilschnitt durch die Vorrichtung,FIG. 1 shows a perspective view of a device for adjusting the angle of rotation with a partial section through the device,
Figur 2: eine perspektivische Darstellung eines Verriegelungsbolzens mitFigure 2: a perspective view of a locking bolt with
Schnitt durch denselben,Cut through it,
Figur 3: eine Außenansicht eines Verriegelungsbolzens,FIG. 3: an external view of a locking bolt,
Figuren 4 - 8:eine skizzierte Darstellung eines Deckels mit Öffnung mit kegelförmiger Kontur und kugel-tonnenförmig ausgebildetem En- de des Verriegelungsbolzens in verschiedenen Stellungen,FIGS. 4 to 8 show a sketch of a lid with an opening with a conical contour and a ball-barrel-shaped end of the locking bolt in various positions;
Figuren 9 - 1 1 : eine skizzierte Darstellung einer Öffnung eines Deckels, die gewölbt ausgeführt ist, mit kugel-tonnenförmigem Verriege-
lungsbolzen undFIGS. 9-11: a sketch of an opening of a lid, which is curved, with spherical-barrel-shaped locking release bolt and
Figuren 12 u. 13: den Berührungsbereich zwischen dem Verriegelungsbolzen und der Öffnung in vergrößertem Maßstab.Figures 12 u. 13: the contact area between the locking bolt and the opening on an enlarged scale.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
In den Figuren 1 bis 1 1 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Drehwin- kelverstelleinrichtung bezeichnet, die ein Rotationselement 2 mit einem Deckel 3 aufweist, in dem eine Öffnung 4 eingearbeitet ist. Der Deckel 3 ist innerhalb des Rotationselements 2 angeordnet, das, nicht dargestellt, Kammern aufweist, in denen Flügel eines mit 5 bezeichneten Rotors angeordnet sind. Der Rotor 5 ist, nicht dargestellt, mit einer Nockenwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine drehfest verbunden, während das Rotationselement 2 über einen Zahn-, Ketten- oder Zahnriementrieb mit einer Antriebswelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine, ebenfalls nicht dargestellt, in Wirkverbindung steht. In einer Bohrung des Rotors 5 ist ein mit 6 bezeichneter Verriegelungsbolzen gelagert, der mittels einer Druckfeder 7 in Richtung zur Öffnung 4 vorgespannt ist und, im Ein- zelnen nicht darstellt, mittels Hydraulikdruck aus der Öffnung herausgezogen werden kann. Der Verriegelungsbolzen 6 ist, siehe insbesondere Figur 2, mit einem Hohlraum 8 versehen, in dem die Druckfeder 7 teilweise eingesetzt ist. Der Verriegelungsbolzen 6 hat einen zylindrischen Bereich, in dem er in der Bohrung des Rotors geführt und gelagert ist. An den zylindrischen Bereich schließt sich ein Radius an, sowie ein Berührungsbereich 9, mit dem der Verriegelungsbolzen 6 mit der Öffnung 4 in Wirkverbindung treten kann. Der Berührungsbereich 9 weist eine nach außen gewölbte Kontur auf, die kugel- tonnenförmig ausgebildet ist. An den Berührungsbereich 9 schließt sich ein mit 10 bezeichneter Übergangsradius an, der groß gewählt ist.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIGS. 1 to 11, as far as shown in detail, 1 denotes a rotation angle adjusting device which has a rotation element 2 with a cover 3, in which an opening 4 is incorporated. The lid 3 is disposed within the rotary member 2, which, not shown, has chambers in which wings of a rotor designated 5 are arranged. The rotor 5 is, not shown, rotatably connected to a camshaft of a reciprocating internal combustion engine, while the rotary member 2 via a tooth, chain or toothed belt drive with a drive shaft of the reciprocating internal combustion engine, also not shown, is in operative connection. In a bore of the rotor 5 a designated 6 locking bolt is mounted, which is biased by a compression spring 7 in the direction of the opening 4 and, not in detail, can be pulled out of the opening by means of hydraulic pressure. The locking pin 6 is, in particular Figure 2, provided with a cavity 8 in which the compression spring 7 is partially inserted. The locking bolt 6 has a cylindrical portion in which it is guided and supported in the bore of the rotor. The cylindrical region is adjoined by a radius and a contact region 9 with which the locking bolt 6 can enter into operative connection with the opening 4. The contact area 9 has an outwardly curved contour, which is formed in a spherical-barrel-shaped manner. The contact region 9 is adjoined by a transition radius designated by 10, which is chosen to be large.
In den Ausschnittsdarstellungen der Figuren 4 bis 8 ist die Kontur der Öffnung 4 kegelstumpfförmig ausgeführt. Der Verriegelungsbolzen ist im Berührungsbereich 9 in allen Fällen kugel-tonnenförmig ausgebildet. Figur 4 zeigt die Normal-
läge, d.h. die gewünschte Lage des Verriegelungsbolzens mit seinem Berührungsbereich 9 in der Öffnung 4.In the sectional views of Figures 4 to 8, the contour of the opening 4 is frusto-conical. The locking bolt is formed in the contact region 9 in all cases spherical-barrel-shaped. FIG. 4 shows the normal Läge, ie the desired position of the locking bolt with its contact area 9 in the opening. 4
Figur 5 zeigt ein Beispiel, bei dem der Kegelstumpfwinkel kleiner als in der Normallage ausgeführt ist. Trotzdem ergibt sich ein problemloser Eingriff des Berührungsbereichs 9 des Verriegelungsbolzens 6 in der Öffnung 4, aufgrund der besonderen Kontur des Berührungsbereichs 9.FIG. 5 shows an example in which the truncated cone angle is smaller than in the normal position. Nevertheless, there is a smooth engagement of the contact area 9 of the locking bolt 6 in the opening 4, due to the particular contour of the contact area. 9
In Figur 6 ist der Kegelstumpfwinkel größer als in der Normallage ausgeführt, wobei sich auch dort zeigt, dass eine problemlose Abstützung des Verriege- lungsbolzens 6 in der Öffnung 4 aufgrund der kugel-tonnenförmigen Kontur des Berührungsbereichs 9 gegeben ist.In FIG. 6, the truncated cone angle is greater than in the normal position, wherein it is also shown there that there is a problem-free support of the locking bolt 6 in the opening 4 due to the spherical-barrel-shaped contour of the contact region 9.
Die Figuren 7 und 8, die entsprechend den Figuren 4 bis 6 ausgebildet sind, zeigen, dass auch Winkelfehler in der Führung des Verriegelungsbolzens 6 innerhalb bestimmter Toleranzen ohne Probleme aufgefangen werden können.FIGS. 7 and 8, which are formed in accordance with FIGS. 4 to 6, show that angular errors in the guidance of the locking bolt 6 can also be absorbed without problems within certain tolerances.
In den Figuren 9 bis 11 ist die kugel-tonnenförmige Kontur des Berührungsbereichs 9 unverändert gegenüber den Figuren 2 bis 8 ausgeführt, wobei die Kontur der Öffnung 4 nach innen gewölbt ausgebildet ist, wobei ein großer Übergangsradius an dem dem Verriegelungsbolzen 6 zugewandten Rand der Öffnung 4 vorgesehen ist.In FIGS. 9 to 11, the spherical-barrel-shaped contour of the contact region 9 is embodied unchanged with respect to FIGS. 2 to 8, the contour of the opening 4 being curved inwards, with a large transition radius at the edge of the opening 4 facing the locking bolt 6 is provided.
Den Figuren 9 bis 1 1 ist zu entnehmen, dass von der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung auch große Fehler aufgenommen werden können.Figures 9 to 1 1 it can be seen that also large errors can be absorbed by the locking device according to the invention.
In den Figuren 12 und 13 ist der Berührungsbereich 9 des Verriegelungs- bolzens 6 in vergrößertem Maßstab dargestellt, wobei ersichtlich ist, dass dieser Bereich entsprechend eines Drehparaboloid-Abschnitts ausgeführt ist. Der korrespondierende Bereich der Öffnung 4 entspricht einem Drehhyperboloid- Abschnitt. In Figur 12 sind die Abmessungen so gewählt, dass der Verriegelungsbolzen 6 nicht so weit in die Öffnung 4 eingedrungen ist, während in Figur 13 ein flacherer Winkel im Berührungsübergang zwischen dem Verriegelungsbolzen 6 und der Öffnung 4 entsteht.
BezugszeichenlisteIn FIGS. 12 and 13, the contact area 9 of the locking bolt 6 is shown on an enlarged scale, it being understood that this area is designed corresponding to a rotary paraboloid section. The corresponding region of the opening 4 corresponds to a Drehhyperboloid- section. In Figure 12, the dimensions are chosen so that the locking pin 6 has not penetrated so far into the opening 4, while in Figure 13, a shallower angle in the contact transition between the locking pin 6 and the opening 4 is formed. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Drehwinkelverstelleinrichtung 2 Rotationselement1 Drehwinkelverstelleinrichtung 2 rotation element
3 Deckel3 lids
4 Öffnung4 opening
5 Rotor5 rotor
6 Verriegelungsbolzen 7 Druckfeder6 locking bolt 7 compression spring
8 Hohlraum8 cavity
9 Berührungsbereich9 touch area
10 Übergangsradius
10 transition radius
Claims
1. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung zwischen zwei sich drehenden Wellen, insbesondere zwischen einer Antriebswelle einer Hubkolbenbrenn- kraftmaschine und einer Nockenwelle zum Betätigen von Gaswechselventilen, mit einem Rotationselement (2), das mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist, mit einem Rotor (5), der mit der Nockenwelle drehfest verbunden ist, mit einer Drehwinkelverstelleinrichtung (1 ) und mit einer Verriegelungsvorrichtung, die zumindest einen in einem der Bauteile beweglich gelagerten Verriegelungsbolzen (6) und zumindest eine korrespondierende Öffnung (4) im anderen Bauteil aufweist, wobei der Verriegelungsbolzen (6) mittels Feder- (Druckfeder 7) und/oder Hydraulikkraft in und aus der Öffnung (4) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Öffnung (4) in Wirkverbindung tretende Berührungsbereich (9) des Verriegelungsbol- zens (6) eine nach außen gewölbte Kontur aufweist.1. A device for adjusting the rotational angle between two rotating shafts, in particular between a drive shaft of a Hubkolbenbrenn- engine and a camshaft for actuating gas exchange valves, with a rotary member (2) which is rotatably connected to the drive shaft, with a rotor (5), the is rotatably connected to the camshaft having a Drehwinkelverstelleinrichtung (1) and with a locking device having at least one movably mounted in one of the components locking bolt (6) and at least one corresponding opening (4) in the other component, wherein the locking bolt (6) by means of spring (compression spring 7) and / or hydraulic force in and out of the opening (4) is displaceable, characterized in that the contact with the opening (4) in operative connection (9) of the Verriegelungsbol- cens (6) to the outside has a curved contour.
2. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Berührungsbereich (9) des Verriegelungsbolzens (6) eine Kugel-Tonnen-Kontur aufweist.2. Device for adjusting the angle of rotation according to claim 1, characterized in that the contact region (9) of the locking bolt (6) has a ball-barrel contour.
3. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Berührungsbereich (9) des Verriegelungsbolzens (6) die Form einer Kugelzone aufweist.3. Device for adjusting the angle of rotation according to claim 1, characterized in that the contact region (9) of the locking bolt (6) has the shape of a spherical zone.
4. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Verriegelungsbolzens (6) als Drehparaboloid-Abschnitt ausgeführt ist.4. A device for adjusting the angle of rotation according to claim 1, characterized in that the contour of the locking bolt (6) is designed as a rotary paraboloid section.
5. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende des Verriegelungsbolzens (6) ein Übergangsradius (10) vorgesehen ist, der größer als 0,5 mm ist. 5. A device for adjusting the rotational angle according to one of the preceding claims, characterized in that at the free end of the locking bolt (6) a transition radius (10) is provided, which is greater than 0.5 mm.
6. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Öffnung (4) in einem Deckel (3) des Rotationselements (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (4) in ihrer vom Verriegelungsbolzen (6) sich entfernenden Tiefe eine kegelstumpfför- mige Kontur aufweist und dass die Einlaufphase einen Übergangsradius (10) aufweist, der größer ist als 0,5 mm.6. A device for adjusting the angle of rotation according to one of the preceding claims, wherein the opening (4) in a cover (3) of the rotary member (2) is arranged, characterized in that the opening (4) in its from the locking bolt (6) is removed Depth has a frustoconical contour and that the break-in phase has a transition radius (10) which is greater than 0.5 mm.
7. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kontur der Öffnung (4) nach innen gewölbt und/oder ballig ausgeführt ist.7. A device for adjusting the angle of rotation according to claim 6, characterized in that the contour of the opening (4) is curved inward and / or convex.
8. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Öffnung (4) die Form eines Drehhyperboloid-Abschnitts aufweist.8. A device for adjusting the rotational angle according to one of claims 6 or 7, characterized in that the contour of the opening (4) has the shape of a Drehhyperboloid section.
9. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (4) und der Verriegelungsbolzen (6) mittels Umformverfahren hergestellt sind.9. A device for adjusting the angle of rotation according to one of the preceding claims, characterized in that the opening (4) and the locking bolt (6) are made by forming processes.
10. Vorrichtung zur Drehwinkelverstellung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen der Öffnung (4) und/oder des Verriegelungsbolzens (6) mittels selbst abschreckenden Härteverfahren, z.B. Plasmahärten, Laserhärten und dergleichen, verfestigt sind. A rotary angle adjustment device according to any one of the preceding claims, characterized in that the contours of the opening (4) and / or the locking bolt (6) are provided by means of self-deterrent hardening techniques, e.g. Plasma hardening, laser hardening and the like are solidified.
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