EP2184450A1 - Rotationskolbenversteller mit Drehfeder - Google Patents
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- EP2184450A1 EP2184450A1 EP09172454A EP09172454A EP2184450A1 EP 2184450 A1 EP2184450 A1 EP 2184450A1 EP 09172454 A EP09172454 A EP 09172454A EP 09172454 A EP09172454 A EP 09172454A EP 2184450 A1 EP2184450 A1 EP 2184450A1
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- F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
- F01L2001/34483—Phaser return springs
Definitions
- the invention is in the technical field of internal combustion engines and relates, according to its type, to a rotary piston adjuster according to the preamble of patent claim 1.
- gas exchange valves are actuated by the cams of a camshaft driven by a crankshaft, wherein the arrangement and shape of the cam, the timing of the valves for a particular phase position between the crankshaft and camshaft are fixed. About a change in the phase angle between the crankshaft and camshaft, depending on the current operating state of the internal combustion engine influence on the timing of the valves are taken, whereby advantageous effects, such as a reduction of fuel consumption and pollutant production, can be achieved.
- camshaft adjuster is usually referred to as "camshaft adjuster".
- camshaft adjusters comprise a driving part which is drivingly connected to the crankshaft via a drive wheel and a camshaft-fixed driven part, as well as an adjusting mechanism connected between driving and driven part, which transmits the torque from the to the driven part and permits adjustment and fixing of the phase position between the two ,
- the drive part as an outer rotor and the driven part are designed as an inner rotor, wherein the outer and inner rotors are arranged to each other rotationally adjustable and concentric with respect to a common axis of rotation.
- the radial gap between the outer and inner rotor of at least one pressure chamber is formed by one of the two rotors, in which a wing connected to the other rotor wings extends, whereby the pressure space is divided into a pair of mutually acting pressure chambers.
- hydraulic rotary piston adjuster are equipped with a locking device for non-rotatable locking of the outer and inner rotor, wherein a lock in a base position called, takes place for the start of the engine thermodynamically favorable phase position.
- the choice of the base position depends on the specific design of the internal combustion engine and may be an early, late or intermediate position, wherein, based on the direction of rotation of the camshaft, the late position of a maximum adjustment of the inner rotor in the direction of trailing, the early position of a maximum adjustment of the inner rotor in the forward direction and the intermediate position of a rotational angle position between these two Endburnlagen corresponds.
- a rotational angle position of the inner rotor is referred to relative to the outer rotor, which is at least approximately in the middle between the early and the late position.
- retarding an adjustment of the inner rotor in the direction of the early position as an advance, a gegentechnische adjustment referred to as retarding.
- the locking device for non-rotatable locking of the outer and inner rotor in the base position typically includes one or more recorded in one of the two rotors latch, which can be brought into basic position in positive engagement with the other rotor and to release the rotational adjustability of the outer and inner rotor hydraulically unlocked.
- Hydraulic Rotationskolbenversteller with a locking device for non-rotatable locking of outer and inner rotor in basic position are, for example, in the publications DE 202005008264 U1 . EP 1596040 A2 . DE 102005013141 A1 . DE 19908934 A1 and WO 2006/039966 the applicant described in detail.
- the inner rotor automatically adjusts itself into the retarded position due to the friction torques of the camshaft, so that for a lock in a different base position from the late position special precautions are to take, by which the inner rotor is advanced relative to the outer rotor in the direction of base position.
- the adjustment speed differs in the two adjustment directions due to the friction moments acting in the direction "late”, so that an adjustment of the adjustment speeds is desirable.
- restoring or compensating springs are installed, which bias the inner rotor relative to the outer rotor in the "early" direction.
- German patents describe DE 10007200 A1 and DE 10215879 A1 each rotary piston adjuster with return springs, by which the inner rotor is biased relative to the outer rotor in an adjustment direction to reach the base position.
- the rotary piston adjuster 101 mounted on the front side of a camshaft 104 comprises an outer rotor 102 drivingly connected to a crankshaft (not shown) and an inner rotor 103 rotatably connected to the camshaft 104, wherein the outer and inner rotors are rotationally adjustable with respect to each other and concentric with a common axis of rotation 114 are arranged.
- a relative angular position of the outer and inner rotor can be changed or fixed by a hydraulic adjusting mechanism, not shown.
- a non-rotatable locking of the outer and inner rotor in a different position from the late position base position by a locking device also not shown is possible.
- the coil spring 105 which comprises a plurality of radial turns, is hooked to an inner hook 106 on a first suspension pin 108 projecting axially from the inner rotor 103, wherein the inner hook 106 is bent in a bending angle of approximately 180 ° with respect to a tangential course direction of the end of an inner coil 113. It is further hooked with an outer hook 107 on a second projecting from the outer rotor 102, second Einhlindit 109, wherein the outer hook 107 is bent with respect to a direction of an outer coil 112 in a bending angle of about 90 ° with respect to the coil spring 105 changing curvature direction.
- the first support pin 110 which has an approximately equal radial distance from the axis of rotation 114 of the camshaft 104 as the first Einh briefly 108
- the second support pin 111 the one in about Same radial distance from the axis of rotation 114 of the camshaft 104 has as the second Einh briefly 109
- the inner coil 113 and the outer coil 112 of the coil spring 105 are fixed in their respective position to prevent the entanglement of the inner hook 106 with the first Einhlindchanjanit 108 and those of the outer hook 107 with the second Einhnature Geneva 109 triggers.
- both the first hooking pin 108 and the first supporting pin 110 and the second hooking pin 109 and the second supporting pin 111 each have a circumferential angular distance of less than 90 °.
- Fig. 3A Disadvantageous in the Fig. 3A shown arrangement is in particular the fact that at a wrap angle of about 180 ° of the inner hook 106 of the radial space requirement is increased due to the double-laid inner coil 113.
- an unspecified center of rotation of the coil spring 105 is outside the common axis of rotation 114 of the arrangement, so that due to the consequent eccentricity of the coil spring 105 undesirably occurs imbalance.
- Fig. 3B a second variant of the arrangement of the coil spring 105 is shown. To avoid unnecessary repetition, only the differences to the first variant of Fig. 3A otherwise, reference is made to the above statements Fig. 3A is taken.
- a rotatably connected to the inner rotor 103 at least approximately symmetrical square 115 is provided, wherein an inner turn 113 of the coil spring 105 surrounds an outer surface of the square 115 on three sides, whereby a positive, rotationally fixed connection between the coil spring 105 and square 115 is formed.
- the square 115 is centered about the rotation axis 114 of the camshaft 104, so that the generation of imbalance is avoided.
- the square 115 undesirably increases the radial space requirement of the arrangement, and the higher material requirement for the coil spring 105 increases the manufacturing costs for the camshaft adjuster 101.
- a third variant of the arrangement of the coil spring 105 is shown.
- a rotatably connected to the inner rotor 103, cylindrical pin 116 is provided which is provided with an axial Einhnaturenut 117 to which the inner hook 106 is suspended.
- the inner turn 113 of the coil spring 105 is the journal 116 largely, creating a positive connection between the inner coil 113 and the pin 116 is created.
- the pin 116 is arranged coaxially with the camshaft 104, whereby imbalance is avoided.
- the formation of the pin 116 in industrial series production requires an additional manufacturing stage for turning or milling the inner rotor 103 or for attaching an additional component to the inner rotor 103, thereby increasing the manufacturing costs for the Rotationskolbenversteller 101.
- the component weight for the inner rotor 103 increases.
- the object of the present invention is to provide a generic Rotationskolbenversteller available by the above in connection with the Figures 3A-3C explained disadvantages of conventional rotary piston adjuster can be avoided.
- a hydraulic rotary piston adjuster for adjusting the phase position of the crankshaft and camshaft of an internal combustion engine is shown.
- the Rotationskolbenversteller comprises a with a crankshaft in drive connection (or crankshaft fixed) outer rotor and a camshaft rotatably connectable (or camshaft fixed) inner rotor, which is mounted in a concentric arrangement with respect to a common axis of rotation rotatably adjustable to the outer rotor and its angular position to Outer rotor by means of at least one counteracting pressure chamber pair comprising hydraulic adjusting mechanism is adjustable.
- the torsion spring is rotationally coupled to the outer and inner rotors so that the inner rotor is biased relative to the outer rotor in an adjustment direction to achieve a desired base position.
- the torsion spring is hooked with a hook-shaped, first end portion on a rotatably connected to the inner rotor, the first suspension element.
- the torsion spring is advantageously formed in the form of a spiral spring with a plurality of radial spring coils, wherein the spring plane is directed perpendicular to the common axis of rotation of the outer and inner rotor.
- the rotary piston adjuster comprises at least two first support elements for supporting the torsion spring, which are non-rotatably connected with the inner rotor and are each arranged at an angular distance in the angular range of 90 ° to 270 ° inclusive relative to the first suspension element.
- angular distance refers to a circumferentially dimensioned angular difference between radial connecting lines that connect respective elements (suspension or support elements) with the common axis of rotation.
- a first support member for supporting the torsion spring is at least approximately disposed at an angular distance of 180 ° to the first suspension element, whereby a release of the hook-shaped, first end portion from its entanglement with the first suspension element can be prevented in a particularly effective manner ,
- two first supporting elements are provided for supporting the torsion spring, which is particularly preferable when a first supporting element has an angular distance of more than 180 ° to the first suspension element in order to be thereon Way to ensure a sufficient support of the torsion spring even at high torques at relatively low production costs.
- a first support element at least approximately half the angular distance from the first suspension element as the other first support element, whereby a symmetrical support of the torsion spring can be achieved.
- the first support elements have an at least approximately the same radial distance from the common axis of rotation as the first suspension element, so that the torsion spring centered to the common axis of rotation of the outer and inner rotor can be arranged to unbalance in this way to avoid.
- the rotary piston adjuster it may be advantageous for the rotary piston adjuster to be provided with at least one second supporting element rotationally fixed to the outer rotor for supporting the torsion spring, thereby preventing the hook-shaped, second end section from becoming entangled with the second suspension element.
- the at least one second support element has an at least approximately the same radial distance from the common axis of rotation as the second suspension element in order to achieve a center axis of rotation of the outer and inner rotor centered orientation of the torsion spring in a simple manner.
- the hook-shaped, first end section of the torsion spring is bent with respect to a (tangential) course direction of a spring section immediately adjacent to the first end section at a maximum bending angle of 90 °.
- the torsion spring is arranged on a side facing away from the inner rotor side of a side plate for axially pressure tight sealing of the at least one pressure chamber pair.
- the suspension and / or support elements are each formed in a pin shape, for example, as axial extensions of fastening screws for fastening the side plate to a part of the outer rotor forming the at least one pressure chamber.
- the invention further extends to an internal combustion engine which is provided with at least one Rotationskolbenversteller as described above.
- FIG. 1 is a first embodiment of the invention
- Rotationskolbenverstellers 1 with early locking (locking in the early position or Forward direction as the base position) is shown schematically in a perspective axial view.
- the rotary piston adjuster 1 comprises an outer rotor 2 which is in drive connection with a crankshaft (not shown) via a sprocket 16 and a chain drive (not shown) and an inner rotor 3 rotatably connected to a camshaft 4, wherein the outer and inner rotors are concentric with respect to a common axis of rotation 15 the camshaft 4 and mutually rotatably adjustable.
- the rotary piston adjuster 1 is fastened to the end face of the camshaft 4, for example by means of a central screw.
- a plurality of pressure chambers are formed by the outer rotor 2, into each of which a wing connected to the inner rotor 3 extends, thereby dividing each pressure space into a pair of opposed pressure chambers.
- the outer rotor 2 in this case forms a pressure-tight housing for the Rotationskolbenversteller 1, wherein the pressure chambers by two frontally arranged side plates, of which only one side plate 17 in Fig. 1 can be seen, are sealed axially pressure-tight.
- the side plate 17 is attached by a plurality of circumferentially uniformly distributed, axial fastening screws 18 to a pressure forming the chambers, the sprocket 16 supporting the housing part 20. Furthermore, the side plate 17 is provided with an axis of rotation 15 of the camshaft 4 centered, circular opening 19, which releases the inner rotor 3 and a rotatably connected to the inner rotor 3 attachment.
- At least one (not shown) axial or radial locking pin is provided in a conventional manner, for example, received in the inner rotor 3 is urged by a helical compression spring in the axial or radial direction of its inclusion and can positively engage in a formed by the outer rotor 2 bolt backdrop.
- this can be applied to the front side with pressure medium and pushed back into its receptacle.
- the rotary piston adjuster 1 is further provided with a flat spiral spring 5, which is arranged with its spring plane perpendicular to the axial direction, on the side remote from the inner rotor 3 side of the side plate 17.
- the coil spring 5 is provided with a plurality of radial turns surrounding an imaginary axial extension of the camshaft 4.
- a hook-shaped, first end portion is formed as an outer hook 6 and a hook-shaped, second end portion as an inner hook 7.
- the inner hook 7 is suspended from a protruding from the inner rotor 3, the first Einhnaturex 8, wherein the inner hook 7 is shaped so that it surrounds the first Einhnaturex 8 partially positively.
- first spring portion 21 of the inner coil 14 is bent in a bending angle of about 90 in the direction of curvature of the coil spring 5 (corner), so that a positive connection between the inner hook 7 and the first Einhnaturex 8 descriptive wrap angle of about 90 ° results.
- the first support pin 10 and the second support pin 11 (or their radial connecting lines to the axis of rotation 15) arranged in an angular range of about 270 °, although viewed in the counterclockwise direction, starting at the first Einhnaturex 8.
- the first support pin 10 is at least approximately arranged in juxtaposition to the first Einhnaturex 8, corresponding to an angular distance A1 of about 180 ° between the first Einhnaturex 8 and the first support pin 10.
- the second support pin 11 is at an angular distance A2 of about 270 ° to the first hook 8 arranged.
- the outer hook 6 is mounted on a projecting from the outer rotor 2, designed as an axial extension of a fastening screw 18, second suspension pin 9, wherein the outer hook 6 is shaped so that it surrounds the second Einhssenx 9 partially positive manner.
- the outer hook 6 is bent with respect to a tangential course direction of the outer hook 6 immediately adjacent second spring portion 22 of the outer coil 13 in a bending angle of about 170 ° against the direction of curvature of the coil spring 5.
- coil spring 5 biases the inner rotor 3 relative to the outer rotor 2 in the direction "early” before, on the one hand to adjust the Verstell ausen in the two adjustment directions and on the other hand to adjust the inner rotor 3 to reach the base position accordingly "early”.
- the bending angle of about 90 ° relative to the direction the spiral spring 5 bent inner hook 7, the radial dimension of the rotary piston adjuster 1 relative to the in Fig. 3A shown conventional suspension of the coil spring 5 are reduced by the amount of material thickness of the coil spring 5.
- the coil spring 5 Due to the circumferentially uniform support of the coil spring 5 by means of three inner support points, given by the first Einhssenx 8, the first support pin 10 and the second support pin 11, the coil spring 5 is held centered to the common axis of rotation 15, so that an eccentric position of the coil spring fifth can be avoided. In particular, a spring hysteresis can thereby be reduced and the free movement to the camshaft 4 can be ensured.
- Fig. 2 is a second embodiment of the rotary piston adjuster 1 according to the invention with early locking (locking in the forward direction as the base position) shown schematically in an axial view.
- the rotary piston adjuster 1 is provided with a coil spring 5, which corresponds to one Fig. 1 different direction of rotation of the camshaft 4 has an opposite direction of winding their turns.
- the first Einhticianstatt 8, the first support pin 10 and the second support pin 11 (or radial connecting lines thereof with the axis of rotation 15) within an angular range of about 270 ° are arranged.
- the angular range begins at the first Einhticianx 8 and measured, in accordance with the radially increasing course of the coil spring 5 in the clockwise direction.
- the first support pin 10 is at least approximately arranged in juxtaposition to the first Einhticianstatt 8, corresponding to a rotational angle A1 of approximately 180 ° from the first Einhticianit 8.
- the second support pin 11 is at least approximately in the region of the bisector between the first Einhnaturex 8 and the first support pin 10 arranged, corresponding to a rotational angle distance A2 of about 90 ° from the first Einhnaturex 8, whereby a particularly reliable for low and high torques support of the coil spring 5 is achieved with respect to a hooking of the inner hook 7 with the first Einhnaturex 8.
- an inner support of the inner coil 14 of the coil spring 5 is illustrated by means of three support points, it is conceivable only two at least approximately opposite support points (ie a hooking of the inner hook 7 on the first Einhssenx 8 and one with a rotation angle of about 180 ° from first Einhssenit 8 arranged first support pin 10) or provide more than three inner support points, wherein from the point of view of manufacturing costs, three inner support points are preferred.
- a coil spring 5 may equally be another suitable for the rotational adjustment of outer and inner rotor torsion spring, for example, a torsion coil spring may be provided.
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Abstract
Description
- Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Brennkraftmaschinen und betrifft nach ihrer Gattung einen Rotationskolbenversteller gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
- In Brennkraftmaschinen mit mechanischer Ventilsteuerung werden Gaswechselventile durch die Nocken einer von einer Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle betätigt, wobei über Anordnung und Form der Nocken die Steuerzeiten der Ventile für eine bestimmte Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle festlegbar sind. Über eine Änderung der Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle kann in Abhängigkeit des momentanen Betriebszustands der Brennkraftmaschine Einfluss auf die Steuerzeiten der Ventile genommen werden, wodurch vorteilhafte Effekte, wie eine Verminderung von Kraftstoffverbrauch und Schadstofferzeugung, erreicht werden können. Hinlänglich bekannt ist der Einsatz spezieller Vorrichtungen zur wahlfreien Verstellung der Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle, welche meist als "Nockenwellenversteller" bezeichnet werden.
- Allgemein umfassen Nockenwellenversteller ein über ein Antriebsrad mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehendes Antriebsteil und ein nockenwellenfestes Abtriebsteil, sowie einen zwischen An- und Abtriebsteil geschalteten Stellmechanismus, welcher das Drehmoment vom An- auf das Abtriebsteil überträgt und eine Verstellung und Fixierung der Phasenlage zwischen diesen beiden ermöglicht.
- In einer gängigen Bauweise als hydraulischer Rotationskolbenversteller sind das Antriebsteil als Außenrotor und das Abtriebsteil als Innenrotor ausgebildet, wobei Außen- und Innenrotor zueinander drehverstellbar und konzentrisch bezüglich einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind. Im radialen Zwischenraum zwischen Außen- und Innenrotor wird von einem der beiden Rotoren wenigstens ein Druckraum geformt, in den sich ein mit dem jeweils anderen Rotor verbundener Flügel erstreckt, wodurch der Druckraum in ein Paar gegeneinander wirkender Druckkammern geteilt wird. Durch gezielte Druckbeaufschlagung der Druckkammern können Außen- und Innenrotor relativ zueinander verdreht werden, um hierdurch eine Änderung der Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle zu bewirken. Gleichermaßen kann eine Phasenlage durch hydraulisches Verspannen gehalten werden.
- Nun treten während des Betriebs der Brennkraftmaschine an der Nockenwelle Wechselmomente auf, die bei ungenügender Druckmittelversorgung, wie dies beispielsweise während der Startphase oder im Leerlauf der Fall ist, dazu führen, dass Innen- und Außenrotor in unkontrollierter Weise zueinander bewegt werden. Dies kann zur Folge haben, dass die Flügel innerhalb der Druckräume hin und her schlagen, wodurch Verschleiß gefördert und unangenehme Geräusche verursacht werden. Zudem schwankt in diesem Fall die Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle stark, so dass die Brennkraftmaschine nicht startet oder unruhig läuft.
- Um dies zu vermeiden, werden hydraulische Rotationskolbenversteller mit einer Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor ausgerüstet, wobei eine Verriegelung in einer als Basisposition bezeichneten, für den Start der Brennkraftmaschine thermodynamisch günstigen Phasenlage erfolgt. Die Wahl der Basisposition hängt von der konkreten Auslegung der Brennkraftmaschine ab und kann eine Früh-, Spät- oder Zwischenstellung sein, wobei, bezogen auf die Drehrichtung der Nockenwelle, die Spätstellung einer maximalen Verstellung des Innenrotors in Nachlaufrichtung, die Frühstellung einer maximalen Verstellung des Innenrotors in Vorlaufrichtung und die Zwischenstellung einer Drehwinkelstellung zwischen diesen beiden Enddrehlagen entspricht. Als Mittenstellung wird eine Drehwinkelstellung des Innenrotors relativ zum Außenrotor bezeichnet, die sich zumindest annähernd in der Mitte zwischen der Früh- und der Spätstellung befindet. In entsprechender Weise wird eine Verstellung des Innenrotors in Richtung Frühstellung als Frühverstellung, eine gegengleiche Verstellung als Spätverstellung bezeichnet.
- Die Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor in Basisposition umfasst typischer Weise einen oder mehrere in einem der beiden Rotoren aufgenommene Riegel, die in Basisposition in formschlüssigen Eingriff mit dem jeweils anderen Rotor gebracht werden können und zur Freigabe der Drehverstellbarkeit von Außen- und Innenrotor hydraulisch entriegelbar sind.
- Hydraulische Rotationskolbenversteller mit einer Verriegelungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor in Basisposition sind beispielsweise in den Druckschriften
DE 202005008264 U1 ,EP 1596040 A2 ,DE 102005013141 A1 ,DE 19908934 A1 undWO 2006/039966 der Anmelderin eingehend beschrieben. - Wird beim Abstellen der Brennkraftmaschine die Basisposition nicht erreicht, beispielsweise durch "Abwürgen" des Motors, verstellt sich der Innenrotor aufgrund der Reibmomente der Nockenwelle selbsttätig in Spätstellung, so dass für eine Verriegelung in einer von der Spätstellung verschiedenen Basisposition spezielle Vorkehrungen zu treffen sind, durch die der Innenrotor relativ zum Außenrotor in Richtung Basisposition frühverstellt wird. Zudem unterscheidet sich die Verstellgeschwindigkeit in den beiden Verstellrichtungen aufgrund der in Richtung "spät" wirkenden Reibmomente, so dass eine Angleichung der Verstellgeschwindigkeiten wünschenswert ist.
- Zu diesem Zweck werden Rückstell- bzw. Kompensationsfedern verbaut, welche den Innenrotor gegenüber dem Außenrotor in Richtung "früh" vorspannen. So beschreiben beispielsweise die deutschen Offenlegungsschriften
DE 10007200 A1 undDE 10215879 A1 jeweils Rotationskolbenversteller mit Rückstellfedern, durch die der Innenrotor gegenüber dem Außenrotor in eine Verstellrichtung zum Erreichen der Basisposition vorgespannt wird. - Unter Bezugnahme auf die
Figuren 3A-3C werden nun verschiedene, von der Anmelderin in der industriellen Serienfertigung eingesetzte Varianten für die Anordnung von Rückstellfedern in einem Rotationskolbenversteller beschrieben. - Sei zunächst
Fig. 3A betrachtet, worin eine erste Variante für die Anordnung einer Spiralfeder 105 in einem Rotationskolbenversteller 101 in einer schematischen Axialschnittdarstellung veranschaulicht ist. Demnach umfasst der auf der Stirnseite einer Nockenwelle 104 angebrachte Rotationskolbenversteller 101 einen mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Außenrotor 102 und einen mit der Nockenwelle 104 drehfest verbundenen Innenrotor 103, wobei Außen- und Innenrotor zueinander drehverstellbar und konzentrisch zu einer gemeinsamen Drehachse 114 angeordnet sind. Eine relative Drehwinkelstellung von Außen- und Innenrotor kann durch einen nicht näher dargestellten, hydraulischen Stellmechanismus verändert oder fixiert werden. Zudem ist eine drehfeste Verriegelung von Außen- und Innenrotor in einer von der Spätstellung verschiedenen Basisposition durch eine ebenso nicht näher dargestellte Verriegelungseinrichtung möglich. - Die eine Mehrzahl radialer Windungen umfassende Spiralfeder 105 ist mit einem Innenhaken 106 an einem vom Innenrotor 103 axial abstehenden, ersten Einhängstift 108 eingehängt, wobei der Innenhaken 106 bezüglich einer tangentialen Verlaufsrichtung des Endes einer Innenwindung 113 in einem Biegewinkel von ca. 180° abgebogen ist. Sie ist weiterhin mit einem Außenhaken 107 an einem vom Außenrotor 102 axial abstehenden, zweiten Einhängstift 109 eingehängt, wobei der Außenhaken 107 bezüglich einer Verlaufsrichtung einer Außenwindung 112 in einem Biegewinkel von ca. 90° mit einer bezüglich der Spiralfeder 105 wechselnden Krümmungsrichtung abgebogen ist.
- Über einen vom Innenrotor 103 axial abstehenden, ersten Stützstift 110, der einen in etwa gleichen radialen Abstand von der Drehachse 114 der Nockenwelle 104 hat wie der erste Einhängstift 108, sowie durch einen vom Außenrotor 102 axial abstehenden, zweiten Stützstift 111, der einen in etwa gleichen radialen Abstand von der Drehachse 114 der Nockenwelle 104 hat wie der zweite Einhängstift 109, werden die Innenwindung 113 bzw. die Außenwindung 112 der Spiralfeder 105 in ihrer jeweiligen Lage fixiert, um zu verhindern, dass sich die Verhakung des Innenhakens 106 mit dem ersten Einhängstift 108 bzw. jene des Außenhakens 107 mit dem zweiten Einhängstift 109 löst. Bezogen auf die gemeinsame Drehachse 114 haben sowohl der erste Einhängstift 108 und der erste Stützstift 110 als auch der zweite Einhängstift 109 und der zweite Stützstift 111 jeweils einen in Umfangsrichtung bemessenen Winkelabstand von weniger als 90°.
- Nachteilig bei der in
Fig. 3A gezeigten Anordnung ist insbesondere die Tatsache, dass bei einem Umschlingungswinkel von ca. 180° des Innenhakens 106 der radiale Bauraumbedarf aufgrund der doppelt gelegten Innenwindung 113 erhöht ist. Zudem liegt ein nicht näher bezeichnetes Drehzentrum der Spiralfeder 105 außerhalb der gemeinsamen Drehachse 114 der Anordnung, so dass aufgrund der hierdurch bedingten Exzentrizität der Spiralfeder 105 in unerwünschter Weise Unwucht auftritt.
InFig. 3B ist eine zweite Variante für die Anordnung der Spiralfeder 105 gezeigt. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden lediglich die Unterschiede zur ersten Variante vonFig. 3A erläutert, wobei ansonsten Bezug auf obige Ausführungen zuFig. 3A genommen wird. Demnach ist ein mit dem Innenrotor 103 drehfest verbundener, zumindest annähernd symmetrischer Vierkant 115 vorgesehen, wobei eine Innenwindung 113 der Spiralfeder 105 eine Außenfläche des Vierkants 115 auf drei Seiten umgibt, wodurch eine formschlüssige, drehfeste Verbindung zwischen Spiralfeder 105 und Vierkant 115 gebildet wird. Der Vierkant 115 ist zentriert zur Drehachse 114 der Nockenwelle 104 angeordnet, so dass die Erzeugung von Unwucht vermieden wird. Jedoch erhöht der Vierkant 115 in unerwünschter Weise den radialen Bauraumbedarf der Anordnung und durch den höheren Materialbedarf für die Spiralfeder 105 steigen die Fertigungskosten für den Nockenwellenversteller 101. - Schließlich ist in
Fig. 3C eine dritte Variante für die Anordnung der Spiralfeder 105 gezeigt. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden wiederum lediglich die Unterschiede zur ersten Variante vonFig. 3A erläutert, wobei ansonsten Bezug auf obige Ausführungen zuFig. 3A genommen wird. Demnach ist ein mit dem Innenrotor 103 drehfest verbundener, zylindrischer Zapfen 116 vorgesehen, der mit einer axialen Einhängnut 117 versehen ist, an der der Innenhaken 106 eingehängt ist. Die Innenwindung 113 der Spiralfeder 105 liegt dem Zapfen 116 weitgehend an, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen der Innenwindung 113 und dem Zapfen 116 geschaffen wird. Der Zapfen 116 ist koaxial zur Nockenwelle 104 angeordnet, wodurch Unwucht vermieden wird. Jedoch erfordert die Formung des Zapfens 116 in der industriellen Serienfertigung eine zusätzliche Fertigungsstufe zur Dreh- bzw. Fräsbearbeitung des Innenrotors 103 bzw. für das Anbringen eines zusätzlichen Bauteils am Innenrotor 103, wodurch sich die Fertigungskosten für den Rotationskolbenversteller 101 erhöhen. Zudem erhöht sich das Bauteilgewicht für den Innenrotor 103. - Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen gattungsgemäßen Rotationskolbenversteller zur Verfügung zu stellen, durch den die oben in Zusammenhang mit den
Figuren 3A-3C erläuterten Nachteile herkömmlicher Rotationskolbenversteller vermieden werden können. - Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch einen Rotationskolbenversteller mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
- Erfindungsgemäß ist ein hydraulischer Rotationskolbenversteller zur Verstellung der Phasenlage von Kurbel- und Nockenwelle einer Brennkraftmaschine gezeigt.
- Nach seiner Gattung umfasst der Rotationskolbenversteller einen mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung bringbaren (bzw. kurbelwellenfesten) Außenrotor und einen mit einer Nockenwelle drehfest verbindbaren (bzw. nockenwellenfesten) Innenrotor, der in konzentrischer Anordnung bezüglich einer gemeinsamen Drehachse drehverstellbar zum Außenrotor gelagert ist und dessen Drehwinkelstellung zum Außenrotor mittels eines zumindest ein gegeneinander wirkendes Druckkammerpaar umfassenden hydraulischen Stellmechanismus verstellbar ist.
- Er umfasst weiterhin eine Drehfeder, die mit dem Außen- und Innenrotor so drehgekoppelt ist, dass der Innenrotor gegenüber dem Außenrotor in eine Verstellrichtung zum Erreichen einer gewünschten Basisposition vorgespannt wird. Hierbei ist die Drehfeder mit einem hakenförmigen, ersten Endabschnitt an einem mit dem Innenrotor drehfest verbundenen, ersten Einhängelement eingehängt. Die Drehfeder ist vorteilhaft in Form einer Spiralfeder mit einer Mehrzahl radialer Federwindungen ausgebildet, wobei die Federebene senkrecht zur gemeinsamen Drehachse von Außen- und Innenrotor gerichtet ist.
- Der Rotationskolbenversteller umfasst erfindungsgemäß wenigstens zwei mit dem Innenrotor drehfest verbundene, erste Stützelemente zum Stützen der Drehfeder, die jeweils in einem Winkelabstand im Winkelbereich von einschließlich 90° bis einschließlich 270° zum ersten Einhängelement angeordnet sind. Im Sinne vorliegender Erfindung bezieht sich der Ausdruck "Winkelabstand" auf eine in Umfangsrichtung sich bemessende Winkeldifferenz zwischen radialen Verbindungslinien, die jeweilige Elemente (Einhäng- bzw. Stützelemente) mit der gemeinsamen Drehachse verbinden.
- Erfindungsgemäß kann durch die ersten Stützelemente ein Lösen des hakenförmigen, ersten Endabschnitts aus seiner Verhakung mit dem ersten Einhängelement verhindert werden, so dass eine radiale Abmessung des Rotationskolbenverstellers in vorteilhafter Weise um die Materialstärke der Drehfeder verringert werden kann.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationskolbenverstellers ist ein erstes Stützelement zum Stützen der Drehfeder zumindest annähernd in einem Winkelabstand von 180° zum ersten Einhängelement angeordnet, wodurch ein Lösen des hakenförmigen, ersten Endabschnitts aus seiner Verhakung mit dem ersten Einhängelement in besonders effektiver Weise verhindert werden kann.
- Gemäß einer weiteren, insbesondere in Hinblick auf die Fertigungskosten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationskolbenverstellers sind zwei erste Stützelemente zum Stützen der Drehfeder vorgesehen, was insbesondere dann vorzuziehen ist, wenn ein erstes Stützelement einen Winkelabstand von mehr als 180° zum ersten Einhängelement hat, um auf diese Weise bei relativ geringen Fertigungskosten eine ausreichende Abstützung der Drehfeder auch bei hohen Drehmomenten sicherzustellen. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn ein erstes Stützelement zumindest annähernd einen halb so großen Winkelabstand vom ersten Einhängelement aufweist wie das andere erste Stützelement, wodurch eine symmetrische Abstützung der Drehfeder erreicht werden kann.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationskolbenverstellers weisen die ersten Stützelemente einen zumindest annähernd gleichen radialen Abstand von der gemeinsamen Drehachse auf wie das erste Einhängelement, so dass die Drehfeder zentriert zur gemeinsamen Drehachse von Außen- und Innenrotor angeordnet werden kann, um auf diese Weise Unwucht zu vermeiden. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn der Rotationskolbenverstellers mit wenigstens einem mit dem Außenrotor drehfest verbundenen zweiten Stützelement zum Stützen der Drehfeder versehen ist, um hierdurch ein Lösen des hakenförmigen, zweiten Endabschnitts aus seiner Verhakung mit dem zweiten Einhängelement zu verhindern. Hierbei kann es besonders bevorzugt sein, wenn das wenigstens eine zweite Stützelement einen zumindest annähernd gleichen radialen Abstand von der gemeinsamen Drehachse aufweist wie das zweite Einhängelement, um eine zur gemeinsamen Drehachse von Außen- und Innenrotor zentrierte Ausrichtung der Drehfeder in einfacher Weise zu erreichen.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationskolbenverstellers ist der hakenförmige, erste Endabschnitt der Drehfeder in Bezug auf eine (tangentiale) Verlaufsrichtung eines dem ersten Endabschnitt unmittelbar benachbarten Federabschnitts in einem Biegewinkel von maximal 90° abgebogen.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationskolbenverstellers ist die Drehfeder auf einer dem Innenrotor abgewandten Seite einer Seitenplatte zum axial druckdichten Verschließen des wenigstens einen Druckkammerpaars angeordnet. Insbesondere in diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn die Einhäng- und/oder Stützelemente jeweils in Stiftform ausgebildet sind, beispielsweise als axiale Verlängerungen von Befestigungsschrauben zur Befestigung der Seitenplatte an einem den wenigstens einen Druckraum formenden Teil des Außenrotors.
- Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Brennkraftmaschine, die mit wenigstens einem wie oben beschriebenen Rotationskolbenversteller versehen ist.
- Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Gleiche bzw. gleich wirkende Elemente sind in den Zeichnungen mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische perspektivische Axialansicht eines ersten Aus- führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotationskolbenvers- tellers zur Veranschaulichung der Anordnung einer Rückstellfe- der;
- Fig. 2
- eine schematische perspektivische Axialansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotationskolben- verstellers zur Veranschaulichung der Anordnung einer Rückstell- feder;
- Fig. 3A-3C
- schematische perspektivische Axialansichten herkömmlicher Ro- tationskolbenversteller zur Veranschaulichung der Anordnung ei- ner Rückstellfeder.
- Die
Figuren 3A-3C wurden bereits in der Beschreibungseinleitung ausführlich erläutert, so dass sich hier eine weitere Beschreibung erübrigt. - In
Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotationskolbenverstellers 1 mit Frühverriegelung (Verriegelung in Frühstellung bzw. Vorlaufrichtung als Basisposition) in einer perspektivischen Axialansicht schematisch dargestellt. - Der Rotationskolbenversteller 1 umfasst einen mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle über ein Kettenrad 16 und einen (nicht dargestellten) Kettentrieb in Antriebsverbindung stehenden Außenrotor 2 und einen mit einer Nockenwelle 4 drehfest verbundenen Innenrotor 3, wobei Außen- und Innenrotor konzentrisch bezüglich einer gemeinsamen Drehachse 15 der Nockenwelle 4 und zueinander drehverstellbar angeordnet sind. Der Rotationskolbenversteller 1 ist an der Stirnseite der Nockenwelle 4 beispielsweise mittels einer Zentralschraube befestigt.
- Im radialen Zwischenraum zwischen Außen- und Innenrotor sind durch den Außenrotor 2 eine Mehrzahl (nicht dargestellte) Druckräume geformt, in die sich jeweils ein mit dem Innenrotor 3 verbundener Flügel erstreckt, wodurch jeder Druckraum in ein Paar gegeneinander wirkender Druckkammern geteilt wird. Durch gezielte Druckbeaufschlagung der gegeneinander wirkenden Druckkammern kann eine Drehwinkelstellung des Innenrotors 3 zum Außenrotor 4 geändert oder durch hydraulisches Verspannen fixiert werden. Der Außenrotor 2 formt hierbei ein druckdichtes Gehäuse für den Rotationskolbenversteller 1, wobei die Druckkammern durch zwei stirnseitig angeordnete Seitenplatten, von denen nur eine Seitenplatte 17 in
Fig. 1 erkennbar ist, axial druckdicht verschlossen sind. Die Seitenplatte 17 ist durch eine Mehrzahl, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneter, axialer Befestigungsschrauben 18 an einem die Druckräume formenden, das Kettenrad 16 stützenden Gehäuseteil 20 angebracht. Weiterhin ist die Seitenplatte 17 mit einer zur Drehachse 15 der Nockenwelle 4 zentrierten, kreisförmigen Durchbrechung 19 versehen, welche den Innenrotor 3 bzw. ein mit dem Innenrotor 3 drehfest verbundenes Anbauteil freigibt. - Zur drehfesten Verriegelung von Außen- und Innenrotor in Mittenstellung ist in herkömmlicher Weise wenigstens ein (nicht dargestellter) axialer oder radialer Verriegelungspin vorgesehen, der beispielsweise im Innenrotor 3 aufgenommen ist, durch eine Schraubendruckfeder in axiale bzw. radiale Richtung aus seiner Aufnahme gedrängt wird und formschlüssig in eine vom Außenrotor 2 geformte Riegelkulisse greifen kann. Um den Verriegelungspin zu entriegeln, kann dieser stirnseitig mit Druckmittel beaufschlagt und in seine Aufnahme zurückgedrängt werden.
- Der genaue Aufbau eines derartigen Rotationskolbenverstellers ist dem Fachmann beispielsweise aus den eingangs genannten Druckschriften hinlänglich bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss.
- Der Rotationskolbenversteller 1 ist weiterhin mit einer ebenen Spiralfeder 5 versehen, die mit ihrer Federebene senkrecht zur Axialrichtung, auf der vom Innenrotor 3 abgewandten Seite der Seitenplatte 17 angeordnet ist. Die Spiralfeder 5 ist mit einer Mehrzahl radialer Windungen versehen, die eine gedachte axiale Verlängerung der Nockenwelle 4 umgeben. An der Spiralfeder 5 ist ein hakenförmiger, erster Endabschnitt als Außenhaken 6 und ein hakenförmiger, zweiter Endabschnitt als Innenhaken 7 ausgebildet.
- Der Innenhaken 7 ist an einem vom Innenrotor 3 abstehenden, ersten Einhängstift 8 eingehängt, wobei der Innenhaken 7 so geformt ist, dass er den ersten Einhängstift 8 teilweise formschlüssig umgibt. Hierbei ist der Innenhaken bezüglich einer tangentialen Verlaufsrichtung eines dem Innenhaken 7 unmittelbar angrenzenden, ersten Federabschnitts 21 der Innenwindung 14 in einem Biegewinkel von ca. 90 in Krümmungsrichtung der Spiralfeder 5 gebogen (Eckwinkel), so dass sich ein den Formschluss zwischen Innenhaken 7 und ersten Einhängstift 8 beschreibender Umschlingungswinkel von ca. 90° ergibt.
Über einen vom Innenrotor 3 abstehenden, ersten Stützstift 10 und über einen vom Innenrotor 3 abstehenden, zweiten Stützstift 11, die beide jeweils einen in etwa gleichen radialen Abstand von der Drehachse 15 der Nockenwelle 4 haben wie der erste Einhängstift 8, wird eine Innenwindung 14 so fixiert, dass ein Lösen der Verhakung des Innenhakens 7 mit dem ersten Einhängstift 8 verhindert wird. - Bezogen auf die gemeinsame Drehachse 15 sind der erste Einhängstift 8, der erste Stützstift 10 und der zweite Stützstift 11 (bzw. deren radiale Verbindungslinien zur Drehachse 15) in einem Winkelbereich von ca. 270° angeordnet, um zwar im Gegenuhrzeigersinn betrachtet, beginnend am ersten Einhängstift 8. Insbesondere ist der erste Stützstift 10 zumindest annähernd in Gegenüberstellung zum ersten Einhängstift 8 angeordnet, entsprechend einem Winkelabstand A1 von etwa 180° zwischen dem ersten Einhängstift 8 und dem ersten Stützstift 10. Der zweite Stützstift 11 ist in einem Winkelabstand A2 von ca. 270° zum ersten Einhängstift 8 angeordnet.
- Der Außenhaken 6 ist an einem vom Außenrotor 2 abstehenden, als axiale Verlängerung einer Befestigungsschraube 18 geformten, zweiten Einhängstift 9 eingehängt, wobei der Außenhaken 6 so geformt ist, dass er den zweiten Einhängstift 9 teilweise formschlüssig umgibt. Hierbei ist der Außenhaken 6 bezüglich einer tangentialen Verlaufsrichtung eines dem Außenhaken 6 unmittelbar angrenzenden, zweiten Federabschnitts 22 der Außenwindung 13 in einem Biegewinkel von ca. 170° entgegen der Krümmungsrichtung der Spiralfeder 5 abgebogen. Über einen vom Außenrotor 2 abstehenden, als axiale Verlängerung einer Befestigungsschraube 18 geformten, dritten Stützstift 12, der einen in etwa gleichen radialen Abstand von der Drehachse 15 der Nockenwelle 4 hat wie der zweite Einhängstift 9, wird die Außenwindung 13 so fixiert, dass ein Lösen der Verhakung des Außenhakens 6 mit dem zweiten Einhängstift 9 verhindert wird. Bezogen auf die Drehachse 15 der Nockenwelle 4 sind der zweite Einhängstift 9 und der dritte Stützstift 12 (bzw. deren radiale Verbindungslinien zur Drehachse 15) in einem Winkelbereich von ca. 90° angeordnet, betrachtet im Uhrzeigersinn, beginnend am zweiten Einhängstift 9.
- Die in
Fig. 1 gezeigte Spiralfeder 5 spannt den Innenrotor 3 gegenüber dem Außenrotor 2 in Richtung "früh" vor, um einerseits die Verstellgeschwindigkeiten in den beiden Verstellrichtungen anzugleichen und andererseits den Innenrotor 3 zum Erreichen der Basisposition entsprechend in Richtung "früh" zu verstellen. Durch den in einem Biegewinkel von etwa 90° gegenüber der Verlaufsrichtung der Spiralfeder 5 abgebogenen Innenhaken 7 kann die radiale Abmessung des Rotationskolbenverstellers 1 gegenüber der inFig. 3A gezeigten herkömmlichen Einhängung der Spiralfeder 5 um den Betrag der Materialstärke der Spiralfeder 5 vermindert werden. Durch die in Umfangsrichtung gleichmäßige Abstützung der Spiralfeder 5 mittels dreier innerer Abstützpunkte, gegeben durch den ersten Einhängstift 8, den ersten Stützstift 10 und den zweiten Stützstift 11, wird die Spiralfeder 5 zentriert zur gemeinsamen Drehachse 15 gehalten, so dass eine exzentrische Lage der Spiralfeder 5 vermieden werden kann. Insbesondere kann hierdurch eine Federhysterese vermindert und die Freigängigkeit zur Nockenwelle 4 sichergestellt werden. - In
Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotationskolbenverstellers 1 mit Frühverriegelung (Verriegelung in Vorlaufrichtung als Basisposition) in einer Axialansicht schematisch dargestellt. - Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden lediglich die Unterschiede zu dem in
Fig. 1 gezeigten, ersten Ausführungsbeispiel erläutert, wobei ansonsten Bezug auf die dort gemachten Ausführungen genommen wird. - Demnach ist der Rotationskolbenversteller 1 mit einer Spiralfeder 5 versehen, die entsprechend einer zu
Fig. 1 verschiedenen Drehrichtung der Nockenwelle 4 eine gegensätzliche Wicklungsrichtung ihrer Windungen aufweist. Hierbei sind der erste Einhängstift 8, der erste Stützstift 10 und der zweite Stützstift 11 (bzw. radiale Verbindungslinien derselben mit der Drehachse 15) innerhalb eines Winkelbereichs von ca. 270° angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beginnt der Winkelbereich am ersten Einhängstift 8 und bemisst sich, entsprechend dem radial zunehmenden Verlauf der Spiralfeder 5 im Uhrzeigersinn. Insbesondere ist der erste Stützstift 10 zumindest annähernd in Gegenüberstellung zum ersten Einhängstift 8 angeordnet, entsprechend einem Drehwinkelabstand A1 von ca. 180° vom ersten Einhängstift 8. Der zweite Stützstift 11 ist zumindest annähernd im Bereich der Winkelhalbierenden zwischen dem ersten Einhängstift 8 und dem ersten Stützstift 10 angeordnet, entsprechend einem Drehwinkelabstand A2 von ca. 90° vom ersten Einhängstift 8, wodurch eine in Hinblick auf eine Verhakung des Innenhakens 7 mit dem ersten Einhängstift 8 besonders zuverlässige, gleichermaßen für niedrige und hohe Drehmomente geeignete Abstützung der Spiralfeder 5 erreicht wird. - Obgleich in den Ausführungsbeispielen eine innere Abstützung der Innenwindung 14 der Spiralfeder 5 mittels dreier Abstützstellen veranschaulicht ist, ist denkbar, lediglich zwei zumindest annähernd gegenüberliegende Abstützstellen (d. h. eine Einhakung des Innenhakens 7 am ersten Einhängstift 8 und einen mit einem Drehwinkelabstand von ca. 180° vom ersten Einhängstift 8 angeordneten ersten Stützstift 10) oder mehr als drei innere Abstützstellen vorzusehen, wobei unter dem Gesichtspunkt der Fertigungskosten drei innere Abstützstellen bevorzugt sind. Anstelle einer Spiralfeder 5 kann gleichermaßen eine andere zur Drehverstellung von Außen- und Innenrotor geeignete Drehfeder, beispielsweise eine Torsionsschraubenfeder, vorgesehen sein.
-
- 1
- Rotationskolbenversteller
- 2
- Außenrotor
- 3
- Innenrotor
- 4
- Nockenwelle
- 5
- Spiralfeder
- 6
- Außenhaken
- 7
- Innenhaken
- 8
- erster Einhängstift
- 9
- zweiter Einhängstift
- 10
- erster Stützstift
- 11
- zweiter Stützstift
- 12
- dritter Stützstift
- 13
- Außenwindung
- 14
- Innenwindung
- 15
- Drehachse
- 16
- Kettenrad
- 17
- Seitenplatte
- 18
- Befestigungsschraube
- 19
- Durchbrechung
- 20
- Gehäuseteil
- 21
- erster Federabschnitt
- 22
- zweiter Federabschnitt
- 101
- Rotationskolbenversteller
- 102
- Außenrotor
- 103
- Innenrotor
- 104
- Nockenwelle
- 105
- Spiralfeder
- 106
- Innenhaken
- 107
- Außenhaken
- 108
- erster Einhängstift
- 109
- zweiter Einhängstift
- 110
- erster Stützstift
- 111
- zweiter Stützstift
- 112
- Außenwindung
- 113
- Innenwindung
- 114
- Drehachse
- 115
- Vierkant
- 116
- Zapfen
- 117
- Einhängnut
Claims (15)
- Rotationskolbenversteller (1) für eine Brennkraftmaschine, welcher umfasst:- einen mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung bringbaren Außenrotor (2),- einen mit einer Nockenwelle (4) drehfest verbindbaren Innenrotor (3), wobei Außen- und Innenrotor drehverstellbar um eine gemeinsame Drehachse (15) gelagert sind und eine Drehwinkelstellung des Innenrotors (3) zum Außenrotor (2) mittels eines zumindest ein gegeneinander wirkendes Druckkammerpaar umfassenden hydraulischen Stellmechanismus verstellbar ist,- eine Drehfeder (5), die mit dem Außen- und Innenrotor so drehgekoppelt ist, dass der Innenrotor (3) gegenüber dem Außenrotor (2) in eine Verstellrichtung vorgespannt wird, wobei die Drehfeder (5) mit einem hakenförmigen ersten Endabschnitt (7) an einem mit dem Innenrotor (3) drehfest verbundenen ersten Einhängelement (8) eingehängt ist,gekennzeichnet durch wenigstens zwei, mit dem Innenrotor (3) drehfest verbundene erste Stützelemente (10, 11) zum Stützen der Drehfeder (5), die jeweils in einem Winkelabstand im Winkelbereich von 90° bis 270° vom ersten Einhängelement (8) angeordnet sind.
- Rotationskolbenversteller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Stützelement (10) zumindest annähernd in einem Winkelabstand von 180° zum ersten Einhängelement (8) angeordnet ist.
- Rotationskolbenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet durch zwei erste Stützelemente (10, 11).
- Rotationskolbenversteller (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Stützelement (11) zumindest annähernd einen halb so großen Winkelabstand zum ersten Einhängelement (8) aufweist wie das andere erste Stützelement (10).
- Rotationskolbenversteller (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Stützelement (10) einen Winkelabstand von größer als 180° zum ersten Einhängelement (8) aufweist.
- Rotationskolbenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stützelemente (10, 11) einen zumindest annähernd gleichen radialen Abstand von der gemeinsamen Drehachse (15) aufweisen wie das erste Einhängelement (8).
- Rotationskolbenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeder (5) mit einem hakenförmigen zweiten Endabschnitt (6) an einem mit dem Außenrotor (2) drehfest verbundenen zweiten Einhängelement (9) eingehängt ist.
- Rotationskolbenversteller (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch wenigstens ein, mit dem Außenrotor (2) drehfest verbundenes zweites Stützelement (12) zum Stützen der Drehfeder (5).
- Rotationskolbenversteller (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine zweite Stützelement (12) einen zumindest annähernd gleichen radialen Abstand von der gemeinsamen Drehachse (15) aufweist wie das zweite Einhängelement (9).
- Rotationskolbenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der hakenförmige erste Endabschnitt (7) der Drehfeder (5) in Bezug auf eine Verlaufsrichtung eines dem ersten Endabschnitt (7) unmittelbar benachbarten Federabschnitts (22) in einem Biegewinkel von maximal 90° abgebogen ist.
- Rotationskolbenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeder (5) in Form einer Spiralfeder ausgebildet ist.
- Rotationskolbenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeder (5) auf einer vom Innenrotor (3) abgewandten Seite einer Seitenplatte (17) zum axial druckdichten Verschließen des wenigstens einen Druckkammerpaars angeordnet ist.
- Rotationskolbenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhängelemente (8, 9) in Stiftform ausgebildet sind.
- Rotationskolbenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (10-12) in Stiftform ausgebildet sind.
- Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Rotationskolbenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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