WO2016110285A1 - Cam shaft adjuster having centrifugally controlled shift element between working chambers of a pressure chamber - Google Patents

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WO2016110285A1
WO2016110285A1 PCT/DE2015/200538 DE2015200538W WO2016110285A1 WO 2016110285 A1 WO2016110285 A1 WO 2016110285A1 DE 2015200538 W DE2015200538 W DE 2015200538W WO 2016110285 A1 WO2016110285 A1 WO 2016110285A1
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centrifugal force
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camshaft adjuster
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Olaf Boese
Jochen Thielen
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • FIGS. 6 to 9 show the camshaft adjuster 1 or details thereof, in which the control device 33 includes a centrifugal force-controlled switching element 31 designed as a sealing plate 38, which is inserted and guided in a corresponding recess 32 of the rotor 4.
  • the externally acted upon by a spring 37 sealing plate 38 has a communicating with the flow connection 10 in the wing 6 passage 34 or a passage.
  • the switching element 31 designed as a sealing plate 38 is provided with a non-return valve 35 which is in operative connection with the passage 34.

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Abstract

The invention relates to a hydraulic cam shaft adjuster (1), formed as a vane adjuster, comprising a stator (2) that is connected to a crank shaft of the internal combustion engine, and a rotor (4) that is rotatably mounted in the stator (2) and connected to a cam shaft. The cam shaft adjuster (1) also comprises a conducting system that supplies or discharges hydraulic medium to/from at least two pressure chambers (7) with the interposition of a hydraulic valve in association with pressure medium lines, each pressure chamber being divided, by a vane (6) secured to the rotor, into separate counter-operating working chambers (8, 9), whereby a phase position of the cam shaft can be changed in a targeted manner or held relative to the crank shaft Each vane (6) includes a control device (13) which permits a selective releasing and interrupting of a flow connection (10) between the working chambers (8, 9), and which prevents a relative movement between the rotor (4) and the stator (2), according to demand, wherein the cooperating working chambers (8, 9) preferably have a consistent volume. The control device (13) comprises a centrifugally controlled shift element (11), which is assigned a spring (24) for centrifugal force-dependent resetting.

Description

Nockenwellenversteller mit fliehkraftgesteuertem Schaltelement zwischen Arbeitskammern eines Druckraumes  Camshaft adjuster with centrifugal force-controlled switching element between working chambers of a pressure chamber
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller für eine Brennkraft- maschine, aufgebaut als ein Flügelzellenversteller mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 . The invention relates to a hydraulic camshaft adjuster for an internal combustion engine, constructed as a Flügelzellenversteller with the features of the preamble of claim 1.
Nockenwellenversteller werden eingesetzt zur Veränderung von Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine, um die Verbrauchs- werte sowie das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine zu verbessern. Ein als Flügelzellenversteller aufgebauter Nockenwellenversteller bildet ein bewährtes System, bei dem ein Rotor mit sich radial erstreckenden Flügeln in einem Stator angeordnet ist und mit den Flügeln vorhandene Kammern in dem Stator in jeweils zwei gegenüberliegende, zusammenwirkende Arbeitskammern unterteilt. Die Arbeitskammern sind über ein Hydrauliksystem mit einem Druckmittel beaufschlagbar, wobei bei einer Druckbeaufschlagung einer Arbeitskammer das Druckmittel aus der gegenüberliegenden Arbeitskammer verdrängt wird. In Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung der Arbeitskammern wird der Rotor dann gegenüber dem Stator in eine Drehrichtung verstellt. Da der Rotor mit der Nockenwelle und der Stator mit der Kurbelwelle verbunden ist, ändert sich dabei auch der Drehwinkel der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle. Camshaft adjusters are used to change the opening and closing times of the gas exchange valves of an internal combustion engine in order to improve the fuel consumption and the operating behavior of the internal combustion engine. A vane phaser constructed as a vane phaser constitutes a proven system in which a rotor having radially extending vanes is disposed in a stator and divides vents in the stator into two opposing cooperating working chambers, respectively, with the vanes. The working chambers are acted upon via a hydraulic system with a pressure medium, wherein when pressure is applied to a working chamber, the pressure medium is displaced from the opposite working chamber. Depending on the pressurization of the working chambers, the rotor is then adjusted relative to the stator in one direction of rotation. Since the rotor is connected to the camshaft and the stator to the crankshaft, the angle of rotation of the camshaft relative to the crankshaft also changes.
Aus der DE 10 2006 045 005 A1 sowie der DE 10 2009 015 882 A1 sind beispielsweise Nockenwellenversteller bekannt, mit denen die Winkellage einer Nockenwelle ge- genüber einer Kurbelwelle verstellbar ist. Die beschriebene Nockenwellenverstellein- richtung weist ein Hydrauliksystem mit einem Mehrwegeventil zur Druckbeaufschlagung von mehreren Arbeitskammern auf, bei dem in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers in dem Mehrwegeventil die Arbeitskammern unterschiedlich mit einem Druck beaufschlagt werden und die Nockenwelle daraufhin in unterschiedliche Drehrichtungen gegenüber der Kurbelwelle verstellbar ist. Ferner ist in dem Ventilkörper des Mehrwegeventils ein zweiseitig wirkendes Rückschlagventil mit zwei federbelasteten Verschlusskörpern vorgesehen, durch das in bestimmten Stellungen des Ventilkörpers eine Strömungsverbindung zwischen den Arbeitskannnnern geschaffen wird. Aufgrund des vorgesehenen Rückschlagventils in Verbindung mit dem Mehrwegeventil ist in bestimmten Stellungen des Ventilkörpers sowohl eine externe Druckbeaufschlagung der Arbeitskammern als auch ein Druckausgleich zwischen den Arbeits- kammern möglich. For example, DE 10 2006 045 005 A1 and DE 10 2009 015 882 A1 disclose camshaft adjusters with which the angular position of a camshaft relative to a crankshaft can be adjusted. The described camshaft adjusting device has a hydraulic system with a multi-way valve for pressurizing a plurality of working chambers, in which the working chambers are differently pressurized depending on the position of the valve body in the multi-way valve and the camshaft is then adjustable in different directions of rotation relative to the crankshaft , Further, in the valve body of the multi-way valve, a two-way check valve is provided with two spring-loaded closure bodies through which in certain positions of the Valve body is provided a flow connection between the working men. Due to the proposed check valve in conjunction with the multi-way valve, both external pressurization of the working chambers and pressure equalization between the working chambers are possible in certain positions of the valve body.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen einfach aufgebauten Nockenwellen- versteller bereitzustellen, mit dem das Ölvolumen im Leitsystem verringert werden kann und der eine sichere Funktion der Mittenverriegelung gewährleistet. The object of the invention is to provide a simple camshaft adjuster, with which the oil volume in the control system can be reduced and ensures a secure function of the center lock.
Diese Aufgabe wird durch einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung können den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung entnommen werden. This object is achieved by a camshaft adjuster with the features of claim 1. Further preferred embodiments of the invention can be taken from the subclaims, the figures and the associated description.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, dass die jedem Flügel zugeordnete Steuereinrichtung ein fliehkraftgesteuertes, auch als Steuerpin zu bezeichnendes Schaltelement umfasst, dem zur fliehkraftabhängigen Rückstellung eine Feder zugeordnet ist. According to the basic idea of the invention, it is proposed to achieve the object that the control device associated with each wing comprises a centrifugally controlled switching element, also designated as a control pin, which is assigned a spring for the centrifugal force-dependent return.
Der erfindungsgemäße Aufbau bewirkt, dass bei niedrigen Nockenwellendrehzahlen die zusammenwirkenden Arbeitskammern eines Druckraums kurzgeschlossen, d.h. miteinander verbunden sind. Dies erfolgt durch eine Feder, deren Federkraft bei niedrigem Drehzahlniveau die Fliehkraft des fliehkraftgesteuerten Schaltelementes über- steigt und die Strömungsverbindung zwischen den Arbeitskammern folglich geöffnet ist. Bei hohen Drehzahlen wird das Schaltelement durch die Fliehkraft gegen die Kraft der Feder radial nach außen verstellt, wodurch sich die Strömungsverbindung zwischen den Arbeitskammern schließt. Die mit dem erfindungsgemäßen, fliehkraftgesteuerten Schaltelement zusammenwirkende Strömungsverbindung kann weiterhin mit einem Rückschlag- oder Einwegventil bekannter Bauweise und Anordnung kombiniert werden. Bei bisherigen Mittenverriegelungskonzepten erfolgte der Kurzschluss zwischen den zusammenwirkenden Arbeitskammern über Steuerkolben bzw. Steuerpins, die über einen Steuerkanal (auch C-Kanal genannt) geschaltet werden. Über den C-Kanal kann dabei das Hydraulik- bzw. das Zentralventil entweder mit einer Druckquelle oder mit dem Tank verbunden und somit drucklos geschaltet werden. Nachteilig stellen sich dabei lange Fließwege des Hydraulikmittels, des Öls im C-Kanal ein. Daraus resultiert ein hoher Strömungswiderstand im C-Kanal, der zu langen Entlastungszeiten führt. Das durch den C-Kanal bewegte Ölvolumen wird bestimmt durch die beiden Verriege- lungspins und durch die den Druckräumen zugeordneten Steuerpins und ist dementsprechend groß. Vor allem bei geringen Öltemperaturen stellen sich große Entlastungzeiten infolge der langen Wegstrecken und des bewegten Ölvolumens ein, die sich negativ auf die Funktionsweise der Mittenverriegelung bei Motorstopp auswirken. The construction according to the invention has the effect that, at low camshaft speeds, the cooperating working chambers of a pressure chamber are short-circuited, ie connected to one another. This is done by a spring, the spring force at low speed level exceeds the centrifugal force of the centrifugal force-controlled switching element and the flow connection between the working chambers is therefore open. At high speeds, the switching element is adjusted by the centrifugal force against the force of the spring radially outward, thereby closing the flow connection between the working chambers. The cooperating with the centrifugal force-controlled switching element according to the invention flow connection can be further combined with a check valve or one-way valve known construction and arrangement. In previous Mittenverriegelungskonzepten made the short circuit between the cooperating working chambers via control piston or control pins, which are connected via a control channel (also called C-channel). The hydraulic or central valve can either be connected to a pressure source or to the tank via the C channel and thus switched to zero pressure. The disadvantage here are long flow paths of the hydraulic fluid, the oil in the C channel. This results in a high flow resistance in the C channel, which leads to long discharge times. The volume of oil moved through the C channel is determined by the two locking pins and by the control pins assigned to the pressure chambers and is correspondingly large. Especially at low oil temperatures, there are large discharge times due to the long distances and the moving oil volume, which have a negative effect on the operation of the center lock at engine stop.
Durch das erfindungsgemäße Konzept, bei dem die Steuereinrichtung im Flügel ein fliehkraftgesteuertes Schaltelement einschließt, über das die Arbeitskammern kurzgeschlossen oder voneinander getrennt sind, können die bisher in den Flügeln integrierten, hydraulisch angesteuerten Steuerpins der Steuereinrichtung entfallen. Der erfindungsgemäße Aufbau beschränkt den C-Kanal im Hydraulikmittel-Leitsystem auf die Ansteuerung der für die Mittenverriegelung des Nockenwellenverstellers bestimmten Verriegelungspins, wodurch sich die Wegstrecken, die Fließwege im C-Kanal verkürzen. Gleichzeitig reduziert sich damit das bewegte Öl- bzw. Hydraulikmittelvolumen im C-Kanal deutlich, wodurch sich in Verbindung mit den verkürzten Wegstrecken vorteilhaft eine gewollte schnellere Druckentlastung des C-Kanals einstellt. Durch den Entfall der bisher in den Flügeln eingesetzten Steuerpins und den Zuführleitungen kann durch die Erfindung ein bauteiloptimierter Nockenwellenversteller bereitgestellt werden, der weiterhin kostengünstig herstellbar ist, da das erfindungsgemäße Verriegelungskonzept mittels einfach umsetzbarer Maßnahmen realisierbar ist. Weiterhin gewährleistet das erfindungsgemäße fliehkraftgesteuerte Schaltelement eine optimale Ansteuerung der Arbeitskammern zur Erzielung einer gewünschten höheren Verstellgeschwindigkeit, verbunden mit einer funktionssicheren Mittenverriegelung, die bei Motorstopp selbst bei niedrigen Temperaturen gewährleistet ist. Vorteilhaft kann das fliehkraftgesteuerte Schaltelement gemäß der Erfindung mit einem Rückschlagventil bekannter Bauweise und Anordnung kombiniert werden, das der Strömungsverbindung zugeordnet ist. Due to the inventive concept in which the control device in the wing includes a centrifugal force-controlled switching element over which the working chambers are short-circuited or disconnected, the previously integrated in the wings, hydraulically controlled control pins of the control device can be omitted. The structure according to the invention restricts the C-channel in the hydraulic-fluid-guidance system to the activation of the locking pin intended for the center-locking of the camshaft adjuster, as a result of which the distances shortening the flow paths in the C-channel. At the same time, the moving volume of oil or hydraulic fluid in the C channel is significantly reduced, which, in conjunction with the shortened distances, advantageously results in a deliberate, faster pressure relief of the C channel. Due to the elimination of the control pins previously used in the wings and the supply lines can be provided by the invention, a component optimized camshaft adjuster, which is still inexpensive to produce, since the locking concept according to the invention can be realized by means of easily implementable measures. Furthermore, the inventive centrifugally controlled switching element ensures optimum control of the working chambers to achieve a desired higher adjustment speed, combined with a functionally reliable center lock, which is ensured even at low temperatures at engine stop. Advantageously, the centrifugal force-controlled switching element according to the invention with a check valve known construction and arrangement are combined, which is associated with the flow connection.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, ein fliehkraftgesteuertes Schaltelement einzusetzen, das einen im Flügel verschiebbar geführten, mit einem Freiraum zusammenwirkenden Kolben umfasst, dem eine Feder zugeordnet ist, die zwischen einer radial äußeren, im Flügel positionierten Patrone und dem Kolben eingesetzt ist. Bevorzugt ist dabei ein topfartiger Kolben vorgesehen, in den ein axial vorstehender Ansatz der Patrone eingreift. Diese konstruktive Gestaltung gewährleistet eine optimale Aufnahme und Führung der zwischen diesen Bauteilen eingesetzten Druckfeder. According to one embodiment of the invention, it is provided to use a centrifugal force-controlled switching element comprising a displaceably guided in the wing, interacting with a free space piston, which is associated with a spring which is inserted between a radially outer, positioned in the wing cartridge and the piston. Preference is given to a pot-like piston is provided, in which engages an axially projecting approach of the cartridge. This constructive design ensures optimum reception and guidance of the compression spring used between these components.
Auf der von der Feder abgewandten Seite wird ein vom Kolben und von einer Sacklochbohrung im Flügel bzw. im Rotor begrenzter Freiraum gebildet, der sich durch Le- ckage mit Öl füllen kann, das durch eine Entlüftungsbohrung im Rotor in ein Reservoir oder einen Tank zurückströmen kann. Damit ist sichergestellt, dass der Kolben bei niedrigen Drehzahlen des Nockenwellenverstellers durch Federkraft nahezu widerstandslos verschiebbar ist. Alternativ oder ergänzend zu einer Entlüftungsbohrung im Rotor kann eine Durchgangsbohrung im Kolben eingebracht werden. On the side facing away from the spring, a free space is formed by the piston and by a blind hole in the blade or in the rotor, which can be filled with oil by leakage, which can flow back into a reservoir or tank through a vent hole in the rotor , This ensures that the piston is displaceable by spring force almost without resistance at low speeds of the camshaft adjuster. Alternatively or in addition to a vent hole in the rotor, a through hole can be introduced in the piston.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht als fliehkraftgesteuertes Schaltelement einen Kolben mit einem rechteckigen Querschnittsprofil vor. Der in einer mit der Kolbenaußenkontur korrespondierenden, vorzugsweise stirnseitigen Aussparung des Flügels bzw. des Rotors geführte Kolben kann mit einer Feder kombiniert werden, die gegenseitig zum Kolben ohne eine Patrone direkt am Rotor abgestützt ist. A further embodiment according to the invention provides, as a centrifugal force-controlled switching element, a piston with a rectangular cross-sectional profile. The in a piston with the outer contour corresponding, preferably frontal recess of the wing or the rotor guided piston can be combined with a spring which is mutually supported to the piston without a cartridge directly on the rotor.
Ferner bietet es sich an, eine federbeaufschlagte Dichtplatte als fliehkraftgesteuertes Schaltelement einzusetzen. Die Dichtplatte ist dazu in einer entsprechenden Nut oder Aussparung des Rotors eingesetzt und geführt. Für die Funktion der Dichtplatte ist es von Vorteil, wenn diese eine Durchstellung bzw. einen Durchlass aufweist, der mit der Strömungsverbindung zwischen den Arbeitskammern zusammenwirkt. Dazu bietet es sich an, dem Durchlass ein Rückschlagventil zuzuordnen, das unmittelbar an der Dichtplatte kraft-, form- oder stoffschlüssig lagefixiert ist, wodurch das Rückschlagventil einer durch die Fliehkraft verursachten Stellbewegung der Dichtplatte folgt. Alternativ dazu kann das als Dichtplatte ausgeführte Schaltelement mit einem separat ange- ordneten Rückschlagventil kombiniert werden, das sich vorteilhaft in radialer Richtung am Rotor abstützt. Folglich bewegt sich die Dichtplatte in radialer Richtung relativ zum Rückschlagventil, so dass das Rückschlagventil immer relativ zum Rotor ortsfest ist. Furthermore, it makes sense to use a spring-loaded sealing plate as a centrifugal force-controlled switching element. The sealing plate is used and guided in a corresponding groove or recess of the rotor. For the function of the sealing plate, it is advantageous if it has a passage or a passage which cooperates with the flow connection between the working chambers. It offers itself to associate with the passage of a check valve, which is fixed in position force, shape or cohesively directly to the sealing plate, whereby the check valve follows a caused by the centrifugal adjusting movement of the sealing plate. Alternatively, the switching element designed as a sealing plate can be combined with a separately arranged check valve, which is advantageously supported in the radial direction on the rotor. Consequently, the sealing plate moves in the radial direction relative to the check valve, so that the check valve is always stationary relative to the rotor.
Als Maßnahme zur Reduzierung des Bauteileumfangs kann erfindungsgemäß eine als Integralbauteil konzipierte Steuereinrichtung eingesetzt werden. Diese umfasst ein fliehkraftgesteuertes Schaltelement einschließlich Rückschlagventil sowie eine Dichtleiste des Flügels, die zur Bildung einer Baueinheit kombiniert sind. Die in jedem Rotorflügel integrierte Dichtleiste wird vergleichbar den bisherigen bekannten Nocken- wellenverstellern jeweils durch eine Feder dichtend gegen den Innendurchmesser des Stators gedrückt, so dass ein Kurzschluss zwischen den zusammenwirkenden Arbeitskammern verhindert wird. As a measure for reducing the component circumference, a control device designed as an integral component can be used according to the invention. This includes a centrifugal force-controlled switching element including check valve and a sealing strip of the wing, which are combined to form a structural unit. The integrated in each rotor blade sealing strip is comparable to the previous known camshaft adjusters each pressed by a spring sealingly against the inner diameter of the stator, so that a short circuit between the cooperating working chambers is prevented.
Das bevorzugt als rechteckiger Scheibenkörper ausgeführte Integralbauteil umfasst einen Durchlass, wobei zur Steuerung eines Volumenstroms zwischen den Arbeits- kammern dem Integralbauteil auf einer Seite das Rückschlagventil und gegenseitig das fliehkraftgesteuerte Schaltelement zugeordnet ist. Wenn der Durchlass durch das fliehkraftgesteuerte Schaltelement geöffnet und die Arbeitskammern miteinander kurzgeschlossen sind, kann das Öl bzw. Hydraulikmittel nur in einer Richtung das Integralbauteil durchströmen, da eine Gegenströmung vom Rückschlagventil gesperrt ist. The integral component preferably embodied as a rectangular disk body comprises a passage, wherein the check valve and mutually the centrifugal force-controlled switching element are assigned to the integral component on one side for controlling a volume flow between the working chambers. When the passage is opened by the centrifugal force-controlled switching element and the working chambers are short-circuited with each other, the oil or hydraulic fluid can flow through the integral component only in one direction, since a counterflow is blocked by the check valve.
Bevorzugt ist dem Integralbauteil ein scheibenartig gestaltetes, fliehkraftgesteuertes Schaltelement zugeordnet, das um eine versetzt zum Durchlass des Integralbauteils positionierte Drehachse schwenkbar ist. Das Schaltelement wird von einer Feder be- aufschlagt, die der Fliehkraft entgegenwirkt und die beispielsweise als ein einstückig mit dem Schaltelement verbundener Federarm ausgebildet ist. Alternativ dazu kann das Schaltelement von einer separaten Feder beaufschlagt werden. Als Rückschlagventil eignet sich vorzugsweise ein Federblechstreifen, der seitlich am Integralbauteil angeordnet, mit einem Ende versetzt zum Durchlass lagefixiert ist. Das weitere Ende des auch als Blechlasche bezeichneten Federblechstreifens sperrt in ei- ner die Arbeitskammern voneinander trennenden Schließstellung den Durchlass und ist in einer geöffneten Endstellung an einer Anschlagfläche abgestützt. The integral component is preferably assigned a disk-like, centrifugal force-controlled switching element which can be pivoted about an axis of rotation positioned offset relative to the passage of the integral component. The switching element is acted upon by a spring, which counteracts the centrifugal force and which is designed, for example, as a spring arm connected in one piece with the switching element. Alternatively, the switching element can be acted upon by a separate spring. As a check valve is preferably a spring steel strip, which is arranged laterally on the integral component, with one end offset relative to the passage position fixed. The further end of the spring steel strip, which is also referred to as a sheet metal tab, locks the passage in a closed position separating the working chambers from one another and is supported on an abutment surface in an open end position.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das fliehkraftgesteuerte Schaltelement einschließlich der zugehörigen Rückstellfeder innerhalb eines Hohlraums des Integralbauteils anzuordnen. Dadurch stellt sich eine gekapselte Lage des Schaltelementes ein, das schieberartig an einer Innenseite des Integralbauteils geführt, fliehkraftabhängig den Durchlass öffnet oder schließt. Diese Bauweise mit der geschützten Lage des Schaltelementes vereinfacht die Montage des Integralbauteils, das beispielsweise in eine Aussparung des Flügels einsetzbar ist. According to a further embodiment of the invention, it is provided to arrange the centrifugally controlled switching element including the associated return spring within a cavity of the integral component. This results in an encapsulated position of the switching element, which is guided like a slide on an inner side of the integral component, depending on the centrifugal force opens or closes the passage. This construction with the protected position of the switching element simplifies the assembly of the integral component, which can be used for example in a recess of the wing.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei die Abbildungen nicht alle Bauteile des Nockenwellenverstellers umfassen. Die Erfindung ist nicht auf diese Darstellungen beschränkt. Der Einfachheit halber werden in den Figuren für übereinstimmende Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Es zeigen im Einzelnen: The invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments, wherein the figures do not include all components of the camshaft adjuster. The invention is not limited to these illustrations. For simplicity, the same reference numerals are used in the figures for matching components. They show in detail:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Nockenwellenverstellers bei entferntem Stirndeckel, wobei jedem Flügel ein fliehkraftgesteuertes Schaltelement als Steuereinrichtung zugeordnet ist; Fig. 1 is a front view of a camshaft adjuster with the front cover removed, wherein each wing is associated with a centrifugal force-controlled switching element as a control device;
Fig. 2 die Einzelheit Z gemäß Fig. 1 im vergrößerten Maßstab, die das fliehkraftgesteuerte Schaltelement in einer gesperrten Position zeigt; Fig. 2 shows the detail Z of Figure 1 on an enlarged scale, showing the centrifugal force-controlled switching element in a locked position.
Fig. 3 Einzelteile des fliehkraftgesteuerten Schaltelementes gemäß Fig. 1 im vergrößerten Maßstab; Fig. 4 eine mit der Einzelheit Z gemäß Fig. 1 vergleichbare Darstellung, die vergrößert das fliehkraftgesteuerte Schaltelement in der kurzgeschlossenen Position zeigt; Fig. 3 parts of the centrifugal force-controlled switching element of Figure 1 on an enlarged scale. FIG. 4 shows a representation comparable to the detail Z according to FIG. 1, which shows enlarged the centrifugally controlled switching element in the short-circuited position;
Fig. 5 eine mit der Einzelheit Z gemäß Fig. 1 vergleichbare Darstellung, die vergrößert das fliehkraftgesteuerte Schaltelement zeigt, dessen Kolben ein rechteckiges Querschnittsprofil bildet; FIG. 5 shows a representation comparable to the detail Z according to FIG. 1, showing in an enlarged view the centrifugal force-controlled switching element whose piston forms a rectangular cross-sectional profile;
Fig. 6 einen Nockenwellenversteller in der Perspektive mit entferntem Stirndeckel, wobei jeder Flügel eine Dichtplatte als fliehkraftgesteuertes Schaltelement einschließt; 6 shows a camshaft adjuster in perspective with the front cover removed, wherein each wing includes a sealing plate as a centrifugal force-controlled switching element;
Fig. 7 die Einzelheit Y gemäß Fig. 6 im vergrößerten Maßstab, die als Schaltele- ment eine Dichtplatte einschließt; 7 shows the detail Y according to FIG. 6 on an enlarged scale, which includes a sealing plate as a switching element;
Fig. 8 die Dichtplatte sowie ein separates Rückschlagventil des fliehkraftgesteuerten Schaltelements gemäß Fig. 7; 8 shows the sealing plate and a separate non-return valve of the centrifugally controlled switching element according to FIG. 7;
Fig. 9 die Dichtplatte mit zugehörigem Rückschlagventil als eine Baueinheit des fliehkraftgesteuerten Schaltelements gemäß Fig. 7; 9 shows the sealing plate with associated check valve as a structural unit of the centrifugally controlled switching element according to FIG. 7;
Fig. 10 eine Vorderansicht eines Nockenwellenverstellers bei entferntem Stirndeckel, wobei jedem Flügel ein Integralbauteil zugeordnet ist, bestehend aus fliehkraftgesteuertem Schaltelement und Dichtleiste; 10 is a front view of a camshaft adjuster with the front cover removed, wherein each wing is associated with an integral component, consisting of centrifugal force-controlled switching element and sealing strip;
Fig. 1 1 das Integralbauteil gemäß Fig. 10 mit einer Darstellung des fliehkraftgesteuerten Schaltelementes; Fig. 12 das Integralbauteil gemäß Fig. 10 mit einer Darstellung des Rückschlagventils; Fig. 1 1, the integral component of Figure 10 with a representation of the centrifugal force-controlled switching element. FIG. 12 shows the integral component according to FIG. 10 with a representation of the check valve; FIG.
Fig. 13 das Integralbauteil gemäß Fig. 10 mit einer alternativen Darstellung des FIG. 13 shows the integral component according to FIG. 10 with an alternative representation of FIG
fliehkraftgesteuerten Schaltelementes;  centrifugally controlled switching element;
Fig. 14 das Integralbauteil gemäß Fig. 10 mit einer alternativen Darstellung des FIG. 14 shows the integral component according to FIG. 10 with an alternative representation of FIG
fliehkraftgesteuerten Schaltelementes; und  centrifugally controlled switching element; and
Fig. 15 das Integralbauteil gemäß Fig. 14 in einer anderen Perspektive. Fig. 15, the integral component of FIG. 14 in a different perspective.
Die Fig. 1 zeigt einen Nockenwellenversteller 1 , der zur Verstellung einer Nockenwelle (nicht gezeigt) gegenüber einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bestimmt ist. Der als ein bekannter Flügelzellentyp aufgebaute Nockenwellen- versteller 1 wird von einem Hydraulikmittel, bevorzugt dem Öl der Brennkraftmaschine beaufschlagt. Der in Fig. 1 ohne Stirndeckel abgebildete Nockenwellenversteller 1 um- fasst einen von der Kurbelwelle über einen bevorzugt als Kettentrieb ausgelegten Zugmitteltrieb (nicht gezeigt) antreibbaren Stator 2, der dazu eine Außenverzahnung 3 einschließt. Im Stator 2 ist ein begrenzt relativ verdrehbarer Rotor 4 integriert, der drehfest an der Nockenwelle fixiert ist. Der ringförmige Stator 2 bildet mehrere radial nach innen gerichtete Trennelemente 5, deren Bohrungen für eine Verschraubung (nicht gezeigt) bestimmt sind, mit denen insbesondere Deckelelemente befestigt sind. Entsprechend einem bekannten Aufbau nach dem Flügelzellenprinzip umfasst der Rotor 4 mehrere radial ausgerichtete Flügel 6, die in Umfangsrichtung des Nockenwel- lenverstellers 1 gesehen zwischen die Trennelemente 5 des Stators 2 in einen Druckraum 7 eingreifen und diese in jeweils paarweise zusammenwirkende Arbeitskammern 8,9 unterteilen. Zur Drehwinkelverstellung der Nockenwelle 1 gegenüber der Kurbelwelle kann beispielsweise Hydraulikmittel bzw. Öl über eine entsprechende Einstellung eines Schaltventils in Verbindung mit Hydraulikleitungen (nicht gezeigt) die Arbeitskammern 8 beaufschlagen, wodurch sich ihr Volumen gruppenweise vergrößert, während gleichzeitig das Hydraulikmittel aus den Arbeitskammern 9 verdrängt und über Hydraulikleitungen in einen Tank zurückgeführt wird. Diese Volumenände- rung der Arbeitskammern 8,9 führt zu einer Relativverdrehung des Rotors 4 gegenüber dem Stator 2 in Pfeilrichtung, zur Erreichung einer Mittenverriegelungsposition des Nockenwellenverstellers 1 , insbesondere bei einem Stopp der Brenn kraftmaschi- ne. Während dieser Drehwinkelverstellung zur Mittenverriegelung sind Strömungsverbindungen 10 zwischen den Arbeitskammern 8,9 einer Steuereinrichtung 13 in den Flügeln 6 geschlossen. Zur entgegengesetzten Verstellung der Nockenwelle 1 werden die Arbeitskammern 9 entsprechend mit Hydraulikmittel beaufschlagt. Fig. 1 shows a camshaft adjuster 1, which is intended for adjusting a camshaft (not shown) relative to a crankshaft, not shown, of an internal combustion engine. The camshaft adjuster 1, which is constructed as a known type of vane, is acted upon by a hydraulic medium, preferably the oil of the internal combustion engine. The camshaft adjuster 1 depicted in FIG. 1 without an end cover comprises a stator 2 which can be driven by the crankshaft via a traction mechanism drive (not shown), which is preferably designed as a chain drive, and which includes an external toothing 3 for this purpose. In the stator 2, a limited relatively rotatable rotor 4 is integrated, which is fixed against rotation on the camshaft. The annular stator 2 forms a plurality of radially inwardly directed separating elements 5, whose bores are intended for a screw connection (not shown) with which in particular cover elements are fastened. According to a known construction according to the vane cell principle, the rotor 4 comprises a plurality of radially aligned vanes 6, seen in the circumferential direction of the camshaft adjuster 1 between the separating elements 5 of the stator 2 engage in a pressure chamber 7 and divide them into pairs working chambers 8,9. For adjusting the rotational angle of the camshaft 1 relative to the crankshaft, for example, hydraulic fluid or oil can act on the working chambers 8 via a corresponding setting of a switching valve in conjunction with hydraulic lines (not shown), thereby increasing their volume in groups, while at the same time displacing the hydraulic fluid from the working chambers 9 and is returned via hydraulic lines in a tank. This volume change of the working chambers 8, 9 leads to a relative rotation of the rotor 4 relative to the stator 2 in the direction of the arrow, in order to achieve a center locking position of the camshaft adjuster 1, in particular when the internal combustion engine is stopped. During this rotational angle adjustment for center locking, flow connections 10 between the working chambers 8, 9 of a control device 13 in the wings 6 are closed. For opposite adjustment of the camshaft 1, the working chambers 9 are acted upon in accordance with hydraulic means.
In Fig .1 sind alle Strömungsverbindungen 10 der Flügel 6 in einer geöffneten Position dargestellt, die sich bei einem niedrigen Drehzahlniveau der Brennkraftmaschine über ein fliehkraftgesteuertes, auch als Steuerpin zu bezeichnendes Schaltelement 1 1 selbsttätig einstellt. Das Schaltelement 1 1 umfasst einen Kolben 12, der außenseitig von einer Feder 24 beaufschlagt wird. Dazu ist die Feder 24 so ausgelegt, dass deren Federkraft eine Fliehkraft des Kolbens 12 bis zu einer definierten Drehzahl der Brennkraftmaschine übersteigt, wodurch der Kolben 12 jeweils in einer die Strömungsverbindungen 10 freigebenden Grundstellung verbleibt. In Fig. 1, all flow connections 10 of the wings 6 are shown in an open position, which automatically adjusts itself at a low speed level of the internal combustion engine via a centrifugal force-controlled, as a control pin to be designated switching element 1 1. The switching element 1 1 comprises a piston 12 which is acted upon by a spring 24 on the outside. For this purpose, the spring 24 is designed so that its spring force exceeds a centrifugal force of the piston 12 up to a defined speed of the internal combustion engine, whereby the piston 12 each remain in a basic position releasing the flow connections 10.
Die Fig. 2 bis Fig. 4 zeigen weitere Details des fliehkraftgesteuerten Schaltelementes 1 1 der Steuereinrichtung 13, dessen Kolben 12 in einer als Sackloch ausgeführten Aufnahme 14 des Rotors 4 geführt ist. In dem topfartigen Kolben 12 ist die Feder 24 als Druckfeder eingesetzt, die gegenseitig einen Ansatz 15 einer im Flügel 6 positionierten Patrone 16 umschließt. Im Betriebszustand wird der Kolben 12 von zwei Kräften beaufschlagt, einer radial nach außen gerichteten Flieh- oder Zentrifugalkraft, der eine zur Rotationsachse 17 des Nockenwellenverstellers 1 gerichteten Federkraft der Feder 24 entgegenwirkt. In Fig.2 ist der Kolben 12 unmittelbar an der Patrone 16 abgestützt, wodurch die Strömungsverbindung 10 zwischen den Arbeitskammern 8,9 unterbrochen ist. Diese Kolbenstellung ergibt sich bei einer Drehzahl der Brennkraftmaschine, bei der die Fliehkraft des Kolbens 12 die Federkraft der Feder 24 übertrifft. Auf der von der Feder 24 abgewandten Seite begrenzt der Kolben 12 gemeinsam mit der Aufnahme 14 im Rotor 4 einen Freiraum 18, der eine ungehinderte Stellbewegung des Kolbens 12 sicherstellt und der im Betriebszustand der Brennkraftmaschine zur Auf- nahme von Leckageöl bestimmt ist, das über eine Entlüftungsbohrung 19 in ein Reservoir oder einen Tank zurückströmt. Weiterhin gewährleistet der Freiraum 18, dass der Kolben bei niedrigen Drehzahlen des Nockenwell enverstellers 1 durch Federkraft nahezu widerstandslos in die Grundstellung verschiebbar ist. Alternativ oder ergän- zend zu einer Entlüftungsbohrung 19 im Rotor 4 ist in Fig. 4 der Kolben 12 mit einer Durchgangsbohrung 20 gezeigt. FIGS. 2 to 4 show further details of the centrifugal force-controlled switching element 11 of the control device 13, the piston 12 of which is guided in a receptacle 14 of the rotor 4 designed as a blind hole. In the pot-like piston 12, the spring 24 is used as a compression spring which mutually surrounds a projection 15 of a cartridge 16 positioned in the wing 6. In the operating state of the piston 12 is acted upon by two forces, a radially outwardly directed centrifugal or centrifugal force, which counteracts a direction of rotation 17 of the camshaft adjuster 1 directed spring force of the spring 24. 2, the piston 12 is supported directly on the cartridge 16, whereby the flow connection 10 is interrupted between the working chambers 8,9. This piston position results at a speed of the internal combustion engine in which the centrifugal force of the piston 12 exceeds the spring force of the spring 24. On the side facing away from the spring 24, the piston 12, together with the receptacle 14 in the rotor 4, defines a free space 18 which ensures unimpeded setting movement of the piston 12 and which, in the operating state of the internal combustion engine, can be used. Leakage oil is determined, which flows back through a vent hole 19 in a reservoir or a tank. Furthermore, the free space 18 ensures that the piston at low speeds of the camshaft adjuster 1 by spring force almost without resistance in the basic position is displaced. As an alternative or in addition to a vent bore 19 in the rotor 4, the piston 12 with a through-bore 20 is shown in FIG. 4.
In Fig. 5 ist das fliehkraftgesteuerte Schaltelement 21 gezeigt, das einen Kolben 22 mit einem rechteckigen Querschnittsprofil umfasst, der in einer stirnseitigen Ausspa- rung 23 des Rotors 4 geführt ist. 5, the centrifugal force-controlled switching element 21 is shown, which comprises a piston 22 having a rectangular cross-sectional profile which is guided in an end-side recess 23 of the rotor 4.
Die Fig. 6 bis Fig. 9 zeigen den Nockenwellenversteller 1 oder Details davon, bei dem die Steuereinrichtung 33 ein als Dichtplatte 38 ausgeführtes, fliehkraftgesteuertes Schaltelement 31 einschließt, das in einer entsprechenden Aussparung 32 des Rotors 4 eingesetzt und geführt ist. Die außenseitig von einer Feder 37 beaufschlagte Dichtplatte 38 weist einen mit der Strömungsverbindung 10 im Flügel 6 in Verbindung stehenden Durchlass 34 oder eine Durchstellung auf. Auf der zur Arbeitskammer 8 weisenden Seite ist dem als Dichtplatte 38 ausgeführten Schaltelement 31 ein mit dem Durchlass 34 in Wirkverbindung stehendes Rückschlagventil 35 vorgesehen. Durch das unmittelbar an der Dichtplatte 38 kraft-, form- oder stoffschlüssig lagefixierte Rückschlagventil 35 folgt dieses der von der Fliehkraft verursachten Stellbewegung der Dichtplatte 38. Alternativ dazu kann die Dichtplatte 38, wie in Fig. 9 gezeigt, mit einem separat angeordneten Rückschlagventil 36 kombiniert werden, das sich in radialer Richtung am Rotor 4 abstützt. Folglich bewegt sich die Dichtplatte 38 in radialer Richtung relativ zum Rückschlagventil 36, so dass das Rückschlagventil immer relativ zum Rotor ortsfest positioniert ist. FIGS. 6 to 9 show the camshaft adjuster 1 or details thereof, in which the control device 33 includes a centrifugal force-controlled switching element 31 designed as a sealing plate 38, which is inserted and guided in a corresponding recess 32 of the rotor 4. The externally acted upon by a spring 37 sealing plate 38 has a communicating with the flow connection 10 in the wing 6 passage 34 or a passage. On the side facing the working chamber 8, the switching element 31 designed as a sealing plate 38 is provided with a non-return valve 35 which is in operative connection with the passage 34. By virtue of the non-positive, positive or materially fixed position non-return valve 35 directly on the sealing plate 38, this follows the adjusting movement of the sealing plate 38 caused by the centrifugal force. Alternatively, the sealing plate 38 can be combined with a separately arranged non-return valve 36, as shown in FIG be supported in the radial direction on the rotor 4. Consequently, the sealing plate 38 moves in the radial direction relative to the check valve 36, so that the check valve is always positioned relative to the rotor stationary.
In den Fig. 10 bis Fig. 15 zeigen eine weitere Variante eines Nockenwellenverstellers 1 oder Details davon, bei dem die Steuereinrichtung 43 der Flügel 6 als Integralbauteil 42 konzipiert ist, das ein fliehkraftgesteuertes Schaltelement 41 sowie ein Rückschlagventil 45 einschließt. Weiterhin übt das Integralbauteil 42 auch die Funktion einer Dichtleiste aus. Die in jedem Rotorflügel integrierte, als Integralbauteil 42 ausge- bildete Dichtleiste wird vergleichbar den bisherigen bekannten Nockenwellenverstel- lern jeweils durch eine Feder 44 dichtend gegen einen Innendurchmesser 46 des Stators 2 gedrückt, so dass ein Kurzschluss zwischen den zusammenwirkenden Arbeitskammern 8,9 verhindert wird. FIGS. 10 to 15 show a further variant of a camshaft adjuster 1 or details thereof, in which the control device 43 of the vanes 6 is designed as an integral component 42, which includes a centrifugal force-controlled switching element 41 and a check valve 45. Furthermore, the integral component 42 also performs the function of a sealing strip. The integrated in each rotor blade, designed as an integral component 42 formed sealing strip is similar to the previous known Nockenwellenverstel- learning each by a spring 44 sealingly pressed against an inner diameter 46 of the stator 2, so that a short circuit between the cooperating working chambers 8,9 is prevented.
Wie die Fig. 1 1 bis Fig. 13 verdeutlichen, bildet das Integralbauteil 42 einen rechteck- förmigen Körper, der einen Durchlass 47 einschließt. Zur Steuerung eines Volumenstroms zwischen den Arbeitskammern 8,9 ist dem Integralbauteil 42 auf einer Seite das Rückschlagventil 45 und gegenseitig das fliehkraftgesteuerte Schaltelement 41 zugeordnet. Wenn der Durchlass 47 durch das Schaltelement 41 und die Arbeitskammern 8,9 miteinander kurzgeschlossen sind, kann das Öl bzw. Hydraulikmittel nur in einer Richtung das Integralbauteil 42 durchströmen, da eine Gegenströmung vom Rückschlagventil 45 gesperrt ist. Das scheibenartig gestaltete, fliehkraftgesteuerte Schaltelement 41 ist um eine versetzt zum Durchlass 47 des Integralbauteils 42 posi- tionierte Drehachse 48 schwenkbar. Dabei wird das Schaltelement 41 gemäß Fig. 1 1 von einer einstückig mit dem Schaltelement 41 verbundenen, als Federarm ausgebildeten Feder 49 beaufschlagt. Abweichend dazu zeigt Fig. 13 eine separate Feder 50, die der Fliehkraft entgegenwirkend das fliehkraftgesteuerte Schaltelement 41 kraftbeaufschlagt. Das Rückschlagventil 45 ist gegenseitig zum Schaltelement 41 seitlich am Integralbauteil 42 angeordnet und mit einem Ende versetzt zum Durchlass 47 lagefixiert. Das weitere Ende des Rückschlagventils 45 sperrt in einer die Arbeitskammern 8,9 voneinander trennenden Schließstellung den Durchlass 47. As FIGS. 11 to 13 make clear, the integral component 42 forms a rectangular body which encloses a passage 47. In order to control a volume flow between the working chambers 8, 9, the check valve 45 and mutually the centrifugal force-controlled switching element 41 is assigned to the integral component 42 on one side. If the passage 47 are short-circuited to each other by the switching element 41 and the working chambers 8.9, the oil or hydraulic fluid can flow through the integral component 42 only in one direction, since a counterflow is blocked by the check valve 45. The disc-shaped, centrifugal force-controlled switching element 41 is pivotable about a rotational axis 48 which is offset relative to the passage 47 of the integral component 42. In this case, the switching element 41 shown in FIG. 1 1 is acted upon by an integrally connected with the switching element 41, designed as a spring 49 spring. Deviating from this, FIG. 13 shows a separate spring 50 which counteracts the centrifugal force counteracting the centrifugal force-controlled switching element 41. The check valve 45 is arranged mutually to the switching element 41 laterally on the integral component 42 and fixed in position at one end to the passage 47. The further end of the check valve 45 locks the passage 47 in a closed position separating the working chambers 8, 9.
Die Fig. 14 und Fig. 15 zeigen das fliehkraftgesteuerte Schaltelement 51 , welches bei einer Fliehkraft, die eine Kraft der Feder 52 übertrifft, ein Öffnen des Rückschlagventils 45 unterbindet. Das Öffnen wird unterbrochen, da das Schaltelement 51 durch die Fliehkraft gegen einen Anschlag 53 gedrückt wird und ein unterer, als Haken 54 ausgebildeter Teil des Schaltelementes 51 das Rückschlagventil 45 verschlossen hält. Somit ist die Strömungsverbindung 10 zwischen den Arbeitskammer 8,9 unterbro- chen. Ist die auf das Schaltelement 51 wirkende Fliehkraft kleiner als die Kraft der Feder 52, so wird das Schaltelement 51 in die in den Fig. 14 und Fig. 15 dargestellte Position gedrückt. Somit kann das Rückschlagventil 45 öffnen und den Durchgang 10 zwischen den Arbeitskannnner 8,9 freigeben. Um den Öffnungsweg des Rückschlagventils 45 zu begrenzen, dient der obere Teil des Hakens 54 von dem Schaltelement 51 als Anschlag. FIGS. 14 and 15 show the centrifugally controlled switching element 51, which prevents the check valve 45 from opening when the centrifugal force exceeds a force of the spring 52. The opening is interrupted because the switching element 51 is pressed by the centrifugal force against a stop 53 and a lower, designed as a hook 54 part of the switching element 51, the check valve 45 is closed. Thus, the flow connection 10 is interrupted between the working chamber 8,9. If the centrifugal force acting on the switching element 51 is smaller than the force of the spring 52, the switching element 51 is pressed into the position shown in FIGS. 14 and 15. Thus, the check valve 45 can open and the passage 10th between the working cans 8,9 release. In order to limit the opening travel of the check valve 45, the upper part of the hook 54 is used by the switching element 51 as a stop.
Bezugszeichenliste Nockenwellenversteller List of Reference Numbers Camshaft adjuster
Stator stator
Außenverzahnung external teeth
Rotor rotor
Trennelement separating element
Flügel wing
Druckraum pressure chamber
Arbeitskammer working chamber
Arbeitskammer working chamber
Strömungsverbindung flow connection
Schaltelement switching element
Kolben piston
Steuereinrichtung control device
Aufnahme admission
Ansatz approach
Patrone cartridge
Rotationsachse axis of rotation
Freiraum free space
Entlüftungsbohrung vent hole
Durchgangsbohrung Through Hole
Schaltelement switching element
Kolben piston
Aussparung recess
Feder feather
Schaltelement switching element
Aussparung recess
Steuereinrichtung control device
Durchlass  passage
Rückschlagventil  check valve
Rückschlagventil  check valve
Feder Dichtplatte feather sealing plate
Schaltelement Integralbauteil Steuereinrichtung Feder Switching element Integral component Control device Spring
Rückschlagventil Innendurchmesser Durchlass Check valve internal diameter passage
Drehachse axis of rotation
Feder feather
Feder feather
Schaltelement Feder Switching element spring
Anschlag attack
Haken hook

Claims

Patentansprüche claims
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ), aufgebaut als ein Flügelzellenverstel- ler, mit einem Stator (2), der mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Verbindung steht und einem im Stator (2) drehbar gelagerten, mit einer Nockenwelle verbundenen Rotor (4) sowie einem Leitsystem, das Hydraulikmittel unter Zwischenschaltung eines Hydraulikventils in Verbindung mit Druckmittelleitungen zumindest einem Druckraum (7) zuführt oder abführt, der jeweils von einem rotorfesten Flügel (6) in getrennte, gegeneinander wirkende Arbeitskammern (8,9) aufgeteilt ist, wodurch eine Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle gehalten oder gezielt verändert werden kann und im Flügel (6) eine Steuereinrichtung (13,33,43) eingebracht ist, die ein selektives Freigeben und Unterbrechen einer Strömungsverbindung (10) zwischen den Arbeitskammern (8,9) ermöglicht und bedarfsabhängig eine Relativbewegung zwischen dem Rotor (4) und dem Stator (2) unterbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die jedem Flügel (6) zugeordnete Steuereinrichtung (13,33,43) ein fliehkraftgesteuertes Schaltelement (1 1 ,31 ,41 ,51 ) aufweist, dem zur fliehkraftabhängigen Rückstellung eine Feder (24,37,49,50,53) zugeordnet ist. Hydraulic camshaft adjuster (1), constructed as a vane-cell adjuster, with a stator (2) which is connected to a crankshaft of the internal combustion engine and a rotor (4) rotatably mounted in the stator (2) and connected to a camshaft and a control system , the hydraulic fluid with the interposition of a hydraulic valve in conjunction with pressure medium lines at least one pressure chamber (7) supplies or dissipates, each of a rotor fixed wing (6) into separate, counteracting working chambers (8,9) is divided, whereby a phase angle of the camshaft relative held to the crankshaft or can be selectively changed and the wing (6) a control device (13,33,43) is introduced, which allows selective release and interruption of a flow connection (10) between the working chambers (8,9) and demand-dependent relative movement between the rotor (4) and the stator (2) prevents, characterized in that the control device (13, 33, 43) assigned to each vane (6) has a centrifugal force-controlled switching element (11, 31, 41, 51) to which a spring (24, 37, 49, 50, 53) is assigned for the centrifugal force-dependent return.
2. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelement (1 1 ) ein im Flügel (6) oder Rotor (4) verschiebbarer Kolben (12) vorgesehen ist, dem eine Feder (24) zugeordnet ist, die zwischen einer radial äußeren, im Flügel (6) positionierten Patrone (16) und dem Kolben (12) eingesetzt ist. 2. Hydraulic camshaft adjuster (1) according to claim 1, characterized in that as a switching element (1 1) in a wing (6) or rotor (4) displaceable piston (12) is provided, which is associated with a spring (24) between a radially outer, in the wing (6) positioned cartridge (16) and the piston (12) is inserted.
3. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (1 1 ) einen Kolben (22) mit rechteckigem Querschnittsprofil einschließt, der in einer korrespondierenden Aussparung (23) des Flügels (6) bzw. des Rotors (4) geführt und von einer Feder beaufschlagt ist. 3. Hydraulic camshaft adjuster (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the switching element (1 1) includes a piston (22) having a rectangular cross-sectional profile in a corresponding recess (23) of the wing (6) and the rotor (4) guided and acted upon by a spring.
4. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine federbeaufschlagte Dichtplatte (38) als Schaltelement (31 ) vorgesehen ist, die in einer korrespondierenden Aussparung (32) des Flügels (6) bzw. des Rotors (4) geführt ist und die einen Durchlass (34) einschließt. 4. Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a spring-loaded sealing plate (38) is provided as a switching element (31) in a corresponding recess (32) of the wing (6) and the rotor ( 4) and which includes a passage (34).
5. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (34) des als Dichtplatte (38) ausgebildeten Schaltelementes (31 ) unmittelbar mit einem Rückschlagventil (35) oder mittelbar mit einem separat angeordneten Rückschlagventil (36) zusammenwirkt. 5. Hydraulic camshaft adjuster (1) according to claim 4, characterized in that the passage (34) of the sealing plate (38) formed switching element (31) directly with a check valve (35) or indirectly with a separately arranged check valve (36) cooperates.
6. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (43) als ein Integralbauteil (42) ausgebildet ist und ein fliehkraftgesteuertes Schaltelement (41 ) einschließt und das gleichzeitig die Funktion einer Dichtleiste des Flügels (6) übernimmt. 6. Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (43) is designed as an integral component (42) and a centrifugal force-controlled switching element (41) and at the same time the function of a sealing strip of the wing (6 ) takes over.
7. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Integralbauteil (42) einen Durchlass (47) aufweist und dem auf einer Seite das fliehkraftgesteuerte Schaltelement (41 ) und gegenseitig ein Rückschlagventil (45) zugeordnet ist. 7. Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the integral component (42) has a passage (47) and the centrifugal force-controlled switching element (41) and mutually a non-return valve (45) is assigned on one side.
8. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein scheibenartig gestaltetes, fliehkraftgesteuertes Schaltelement (41 ) um eine versetzt zum Durchlass (47) des Integralbauteils (42) positionierte Drehachse (48) schwenkbar und von einer der Fliehkraft entgegen gerichteten Feder (49,50) beaufschlagt ist. 8. Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a disk-like designed, centrifugal force-controlled switching element (41) about an offset to the passage (47) of the integral component (42) positioned pivot axis (48) pivotally and by one of Centrifugal force opposing spring (49,50) is acted upon.
9. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (45) durch ein den Durchlass (47) verschließendes Federblech gebildet wird, das mit einem Ende versetzt zum Durchlass (47) am Integralbauteil (42) lagefixiert ist und deren weiteres Ende in einer Schließstellung den Durchlass (47) sperrt und in einer geöffneten Endstellung an einer Anschlagfläche (51 ) abgestützt ist. 9. Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the check valve (45) by a passage (47) closing spring plate is formed, which with a End offset from the passage (47) on the integral component (42) is fixed in position and the other end in a closed position, the passage (47) blocks and is supported in an open end position on a stop surface (51).
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Integralbauteils (42) das fliehkraftgesteuerte Schaltelement (51 ) einschließlich der zur fliehkraftabhängigen Rückstellung bestimmten Feder (52) eingebracht ist. Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of the preceding claims, characterized in that within the integral component (42), the centrifugal force-controlled switching element (51) including the centrifugal force-dependent provision specific spring (52) is introduced.
PCT/DE2015/200538 2015-01-08 2015-12-14 Cam shaft adjuster having centrifugally controlled shift element between working chambers of a pressure chamber WO2016110285A1 (en)

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