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DE102018111177B4 - Hydraulic camshaft adjuster - Google Patents

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DE102018111177B4
DE102018111177B4 DE102018111177.0A DE102018111177A DE102018111177B4 DE 102018111177 B4 DE102018111177 B4 DE 102018111177B4 DE 102018111177 A DE102018111177 A DE 102018111177A DE 102018111177 B4 DE102018111177 B4 DE 102018111177B4
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller (1) zur variablen Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, mit einem Stator (2) und einem relativ zum Stator (2) verdrehbaren Rotor (3), wobei an dem Stator (2) radial nach innen ragende Stege (4) ausgebildet sind und wobei an dem Rotor (3) radial nach außen ragende Flügel (5, 35) ausgebildet sind. Zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) sind mehrere hydraulische Arbeitsräume (6) ausgebildet, welche jeweils durch einen Flügel (5, 35) des Rotors (3) in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt werden. Dabei sind in den Rotor (3) zwei Verriegelungselemente (11, 12) zur temporären, reversibel lösbaren Fixierung des Rotors (3) relativ zum Stator (2) in einer Mittenposition eingesetzt. Es ist vorgesehen, dass das erste Verriegelungselement (11) und das zweite Verriegelungselement (12) in einer gemeinsamen Verriegelungskulisse (10) verriegelbar sind, wobei der Mittelpunkt (29) des ersten Verriegelungselements (11) auf einem anderen Kreisdurchmesser um eine Mittelachse (28) des hydraulischen Nockenwellenverstellers (1) als der Mittelpunkt (30) des zweiten Verriegelungselements (12) liegt. Dabei verbindet ein erster Strahl (18) die Mittelachse (28) des hydraulischen Nockenwellenverstellers (1) mit dem ersten Mittelpunkt (29) und ein zweiter Strahl (18) die Mittelachse (28) mit dem zweiten Mittelpunkt (30), wobei der erste Strahl (17) und der zweite Strahl (18) einen Winkel (α) einschließen.

Figure DE102018111177B4_0000
The invention relates to a hydraulic camshaft adjuster (1) for variably adjusting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, comprising a stator (2) and a rotor (3) rotatable relative to the stator (2), wherein the stator (2) projects radially inwards Webs (4) are formed and wherein on the rotor (3) radially outwardly projecting wings (5, 35) are formed. Between the stator (2) and the rotor (3) a plurality of hydraulic working spaces (6) are formed, which are each divided by a wing (5, 35) of the rotor (3) into a first working chamber and a second working chamber. In this case, in the rotor (3) has two locking elements (11, 12) for temporary, reversibly releasable fixation of the rotor (3) relative to the stator (2) used in a central position. It is provided that the first locking element (11) and the second locking element (12) in a common locking link (10) are lockable, wherein the center (29) of the first locking element (11) on a different circular diameter about a central axis (28) of the hydraulic camshaft adjuster (1) as the center (30) of the second locking element (12). In this case, a first jet (18) connects the central axis (28) of the hydraulic camshaft adjuster (1) with the first center (29) and a second jet (18) the central axis (28) with the second center (30), wherein the first beam (17) and the second beam (18) enclose an angle (α).
Figure DE102018111177B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller zur Verriegelung eines Rotors eines hydraulischen Nockenwellenverstellers gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a hydraulic camshaft adjuster for locking a rotor of a hydraulic camshaft adjuster according to the preamble of patent claim 1.

Hydraulische Nockenwellenversteller werden bei Verbrennungsmotoren eingesetzt, um die Ventilsteuerzeiten der Einlass- und Auslassventile an einen entsprechenden Lastzustand des Verbrennungsmotors anzupassen und somit dessen Effizienz zu steigern. Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Nockenwellenversteller bekannt, welche nach dem Flügelzellenprinzip arbeiten. Dabei umfasst der Nockenwellenversteller einen Stator und einen relativ zum Stator verdrehbaren Rotor, wobei zwischen dem Stator und dem Rotor ein Arbeitsraum ausgebildet ist, welcher durch einen Flügel des Rotors in zwei Arbeitskammern unterteilt wird. Durch eine entsprechende hydraulische Druckbeaufschlagung der Arbeitskammern kann die Lage des Rotors relativ zum Stator verändert und somit die Steuerzeiten der Ventile angepasst werden. Dabei ist der Rotor in der Regel zwischen einer Spätposition und einer Frühposition verstellbar, welche durch entsprechende Anschläge am Stator definiert werden. Ferner sind hydraulische Nockenwellenversteller bekannt, bei denen der Rotor mechanisch in einer Mittenposition zwischen den beiden Anschlägen verriegelt werden kann. Dabei sind hydraulische Nockenwellenversteller bekannt, bei denen eine solche Mittenverriegelung durch zwei Verriegelungsstifte realisiert ist, welche in zwei Verriegelungskulissen eingreifen können. Nachteilig an einer derartigen Lösung ist jedoch, dass sowohl zwei Verriegelungskulissen wie auch zwei hydraulische Versorgungskanäle am Rotor ausgebildet werden müssen, um die jeweilige Verriegelungskulisse zum hydraulischen Entriegeln mit Druckmittel zu beaufschlagen, was zu einem hohen Fertigungsaufwand und entsprechend hohen Fertigungskosten führt.Hydraulic phaser are used in internal combustion engines to adjust the valve timing of the intake and exhaust valves to a corresponding load state of the internal combustion engine and thus to increase its efficiency. Hydraulic camshaft adjusters are known from the prior art, which operate on the vane principle. In this case, the camshaft adjuster includes a stator and a rotor rotatable relative to the stator, wherein between the stator and the rotor, a working space is formed, which is divided by a wing of the rotor into two working chambers. By a corresponding hydraulic pressurization of the working chambers, the position of the rotor relative to the stator can be changed and thus the timing of the valves can be adjusted. In this case, the rotor is usually adjustable between a late position and an early position, which are defined by corresponding stops on the stator. Further, hydraulic camshaft adjusters are known in which the rotor can be mechanically locked in a center position between the two stops. In this case, hydraulic camshaft adjusters are known in which such a central locking is realized by two locking pins, which can engage in two locking cams. However, a disadvantage of such a solution is that both two locking slots as well as two hydraulic supply channels have to be formed on the rotor in order to pressurize the respective locking slot for hydraulic unlocking, which leads to high production costs and correspondingly high production costs.

Aus der US 2005 / 0 016 481 A1 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller bekannt, bei dem zwei Verriegelungselemente in eine gemeinsame Verriegelungskulisse eingreifen können. Dabei sind an dem Stator des hydraulischen Nockenwellenverstellers zwei federbelastete Verriegelungselemente vorgesehen, welche in eine an einer radial äußeren Oberfläche des Rotors ausgebildeten Verriegelungskulisse eingreifen und somit den Rotor relativ zum Stator arretieren können.From US 2005/0 016 481 A1, a hydraulic camshaft adjuster is known in which two locking elements can engage in a common locking link. In this case, two spring-loaded locking elements are provided on the stator of the hydraulic camshaft adjuster, which engage in a formed on a radially outer surface of the rotor locking slot and thus can lock the rotor relative to the stator.

Aus der DE 102 17 062 A1 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller mit einem Verriegelungsmechanismus bekannt, wobei das Verriegelungselement als gestufter Verriegelungsstift ausgeführt ist, welcher in einer Verriegelungskulisse einrasten kann. Dabei ist der Verriegelungsstift im Rotor angeordnet und kann in axialer Richtung in eine an einem Deckel des hydraulischen Nockenwellenverstellers vorgesehene Verriegelungskulisse einrasten.From the DE 102 17 062 A1 a hydraulic camshaft adjuster is known with a locking mechanism, wherein the locking element is designed as a stepped locking pin, which can engage in a locking link. In this case, the locking pin is arranged in the rotor and can engage in the axial direction in a provided on a cover of the hydraulic camshaft adjuster locking link.

Die DE 10 2011 081 974 A1 zeigt einen Nockenwellenversteller mit einem Antriebselement und einem Abtriebselement, wobei das Antriebselement und das Abtriebselement mehrere Flügel aufweisen, wobei die Flügel von Antriebselement und Abtriebselement gegensätzlich wirkende Arbeitskammern abteilen, wobei die Arbeitskammern mit Hydraulikmittel druckbeaufschlagbar sind, um eine relative Verdrehung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement zu erreichen, wobei mehrere Verriegelungsmechanismen vorgesehen sind, die relative Verdrehung zwischen Antriebselement und Abtriebselement sperren bzw. entsperren können, wobei jeder Verriegelungsmechanismus eine Verriegelungsachse besitzt, in deren Richtung dieser verriegelt bzw. entriegelt, wobei die Verriegelungsachsen der Verriegelungsmechanismen voneinander verschiedene Abstünde zur Drehachse des Nockenwellenverstellers haben.The DE 10 2011 081 974 A1 shows a camshaft adjuster with a drive element and an output element, wherein the drive element and the output member having a plurality of wings, the wings of the drive element and driven element divide oppositely acting working chambers, the working chambers are pressurized with hydraulic fluid to a relative rotation between the drive element and the output element to reach, wherein a plurality of locking mechanisms are provided, the relative rotation between the drive element and output element lock or unlock, each locking mechanism has a locking axis, in the direction of this locks or unlocked, wherein the locking axes of the locking mechanisms from each other different distances to the axis of rotation of the camshaft adjuster to have.

Die DE 10 2013 219 075 A1 zeigt einen hydraulischer Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps, mit einem Stator und mit einem im Regelbetrieb darin verdrehbar angeordneten Rotor, wobei der Rotor und der Stator wenigstens zwei zwischen ihnen angeordnete und durch einen rotorfesten Flügel getrennte Arbeitskammern ausbilden, die von einer Hydraulikmittelversorgungseinrichtung mit Hydraulikmittel befüllbar sind, wobei zumindest ein Verriegelungspin vorhanden ist, der im Verriegelungszustand den Rotor drehfest zum Stator festlegt, wobei der Verriegelungspin mit einem ihn im Bedarfsfall auslenkenden aktiven Druckspeicher verbunden ist, wobei der aktive Druckspeicher unterhalb einer Rotationsachse an einer mit dem Rotor verbindbaren Nockenwelle angeordnet ist.The DE 10 2013 219 075 A1 shows a hydraulic camshaft adjuster of the vane type, with a stator and with a rotatably rotatably mounted therein rotor, wherein the rotor and the stator at least two arranged between them and formed by a rotor-fixed wing working chambers, which are filled by a hydraulic fluid supply means with hydraulic fluid, wherein at least one locking pin is present, which rotatably sets the rotor in the locking state to the stator, wherein the locking pin is connected to a deflecting him if necessary active pressure accumulator, wherein the active pressure accumulator is arranged below a rotation axis on a camshaft which can be connected to the rotor.

Die DE 10 2011 051 230 A1 zeigt eine variable Ventilsteuerzeit-Vorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, welche einen variablen Ventilsteuerzeit-Mechanismus einschließt, der einen Ventiltakt eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils, die als Motorventile dienen, ändert; und einen Phasenbegrenzungsmechanismus, der eine relative Drehphase zwischen einem Eingangsrotor und einem Ausgangsrotor arretiert, die den variablen Ventilsteuerzeit-Mechanismus zu einer speziellen Phase bilden, wobei der Phasenbegrenzungsmechanismus einen Voreilbegrenzungsmechanismus einschließt, der ein erstes Eingriffselement mit einem ersten Eingriffsabschnitt einer ersten Eingriffsnut in Eingriff bringt, um eine Drehung des Ausgangsrotors gegenüber dem Eingangsrotor in Richtung auf eine Voreilseite außerhalb der speziellen Phase zu begrenzen, sowie einen Verzögerungsbegrenzungsmechanismus, der ein zweites Eingriffselement mit einem zweiten Eingriffsabschnitt einer zweiten Eingriffsnut in Eingriff bringt, um eine Drehung des Ausgangsrotors gegenüber dem Eingangsrotor in Richtung auf eine Verzögerungsseite außerhalb der speziellen Phase zu begrenzen, und der die relative Drehphase zwischen dem Eingangsrotor und dem Ausgangsrotor bei der speziellen Phase durch den Eingriff des ersten Eingriffselements mit dem ersten Eingriffsabschnitt und den Eingriff des zweiten Eingriffselements mit dem zweiten Eingriffsabschnitt arretiert; und der Phasenbegrenzungsmechanismus den zweiten Eingriffsabschnitt einschließt, der gestaltet ist, um einen Abstand zwischen dem zweiten Eingriffselement und dem zweiten Eingriffsabschnitt einzustellen, wenn das erste Eingriffselement in den ersten Eingriffsabschnitt eingreift, und/oder den ersten Eingriffsabschnitt der gestaltet ist, um einen Abstand zwischen dem ersten Eingriffselement und dem ersten Eingriffsabschnitt einzustellen, wenn das zweite Eingriffselement in den zweiten Eingriffsabschnitt eingreift.The DE 10 2011 051 230 A1 shows a variable valve timing apparatus for an internal combustion engine including a variable valve timing mechanism that changes a valve timing of an intake valve and / or an exhaust valve serving as engine valves; and a phase limiting mechanism that locks a relative rotational phase between an input rotor and an output rotor forming the variable valve timing mechanism to a specific phase, the phase limiting mechanism including a lead limiting mechanism that engages a first engagement member with a first engagement portion of a first engagement groove, to limit a rotation of the output rotor with respect to the input rotor toward a Voreilseite outside of the special phase, and a delay limiting mechanism, the second engagement element with a second engaging portion of a second engaging groove is engaged to limit rotation of the output rotor relative to the input rotor toward a delay side outside the specific phase, and the relative rotational phase between the input rotor and the output rotor at the special phase by the engagement of the first engagement element locked with the first engagement portion and the engagement of the second engagement member with the second engagement portion; and the phase limiting mechanism includes the second engagement portion configured to adjust a distance between the second engagement member and the second engagement portion when the first engagement member engages the first engagement portion, and / or the first engagement portion is configured to be a distance between the first engagement portion adjust first engagement element and the first engagement portion when the second engagement member engages the second engagement portion.

Die DE 10 2013 224 862 A1 zeigt eine Nockenwellenverstelleinrichtung mit einem mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbaren Stator, und einem gegenüber dem Stator drehbar gelagerten, mit einer Nockenwelle verbindbaren Rotor, und einer Verriegelungseinrichtung zur Verriegelung des Rotors gegenüber dem Stator mit einer statorfesten Verriegelungskulisse und wenigstens einem in der Verriegelungskulisse verriegelbaren rotorfesten Verriegelungsstift, wobei die Verriegelungskulisse in einem statorfesten, an dem Rotor seitlich anliegenden, wenigstens zweiteiligen Deckel angeordnet ist, und die beiden Teile des Deckels in unterschiedlichen Drehwinkeln zueinander befestigbar sind, wobei die Verriegelungskulisse durch wenigstens eine in einem ersten Teil des Deckels vorgesehene Ausnehmung gebildet ist, und an einem zweiten Teil des Deckels ein in die Ausnehmung eingreifender Vorsprung vorgesehen ist.The DE 10 2013 224 862 A1 shows a camshaft adjusting device with a connectable to a crankshaft of an internal combustion engine stator, and a rotatably mounted relative to the stator, connectable to a camshaft rotor, and a locking device for locking the rotor relative to the stator with a statorfesten locking link and at least one lockable in the locking link rotor-fixed locking pin wherein the locking link is arranged in a statorfesten, on the rotor laterally adjacent, at least two-part lid, and the two parts of the lid are fastened to each other in different angles of rotation, wherein the locking link is formed by at least one provided in a first part of the lid recess and a projection engaging in the recess is provided on a second part of the lid.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem hydraulischen Nockenwellenversteller mit zwei Verriegelungselementen den Platzbedarf und die Komplexität zu verringern und somit die Fertigungskosten zu reduzieren.The object of the invention is to reduce the space requirement and the complexity in a hydraulic camshaft adjuster with two locking elements and thus to reduce the manufacturing costs.

Die Aufgabe wird durch einen hydraulischen Nockenwellenversteller zur variablen Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors, mit einem Stator und einem relativ zum Stator verdrehbaren Rotor gelöst, wobei an dem Stator radial nach innen ragende Stege ausgebildet sind und wobei an dem Rotor radial nach außen ragende Flügel ausgebildet sind. Zwischen dem Stator und dem Rotor sind mehrere hydraulische Arbeitsräume ausgebildet, welche jeweils durch einen Flügel des Rotors in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt werden. Dabei sind in den Rotor zwei Verriegelungselemente zur Verriegelung des Rotors relativ zum Stator in einer Mittenposition eingesetzt. Es ist vorgesehen, dass das erste Verriegelungselement und das zweite Verriegelungselement in einer gemeinsamen Verriegelungskulisse verriegelbar sind, wobei der Mittelpunkt des ersten Verriegelungselements auf einem anderen Kreisdurchmesser um eine Mittelachse des hydraulischen Nockenwellenverstellers als der Mittelpunkt des zweiten Verriegelungselements liegt. Dabei verbindet ein erster Strahl die Mittelachse des hydraulischen Nockenwellenverstellers mit dem ersten Mittelpunkt und ein zweiter Strahl die Mittelachse mit dem zweiten Mittelpunkt, wobei der erste Strahl und der zweite Strahl einen von Null verschiedenen Winkel einschließen. Durch die vorgeschlagene Lösung wird gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung eine Verriegelungskulisse eingespart, wodurch zur Herstellung der Verriegelungskulisse einfachere Werkzeuge eingesetzt werden können. Zudem muss weniger Material abgetragen werden, wodurch sich der Werkstoffverschleiß reduziert und die Bearbeitungszeit verkürzt. Somit werden die Fertigungskosten für die Verriegelungskulisse reduziert. Ferner kann auch am Rotor eine Druckmittelversorgung für eine Verriegelungskulisse, im Folgenden auch als C-Kanal bezeichnet, entfallen, wodurch sich ebenfalls die Fertigungs- und Werkzeugkosten für den Rotor reduzieren. Zusätzlich kann die Verriegelungskulisse kompakt und bauraumsparend ausgeführt werden, wodurch diese Lösung auch in beengten Bauräumen, insbesondere bei hydraulischen Nockenwellenverstellern mit vergleichsweise kleinem Durchmesser, realisiert werden kann. Daraus resultiert, dass die Verriegelungselemente schräg untereinander angeordnet sind. Diese Anordnung der Verriegelungselemente hat hinsichtlich der Bauraumnutzung, der Mehrfachnutzung von Anschlägen und von einem möglichen Verstellwinkel Vorteile, die bei einer Anordnung der Verrieglungselemente nebeneinander oder auf einem Strahl nicht gegeben wären.The object is achieved by a hydraulic camshaft adjuster for variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, with a stator and a rotor rotatable relative to the stator, wherein on the stator radially inwardly projecting webs are formed and wherein on the rotor radially outwardly projecting wings are formed. Between the stator and the rotor a plurality of hydraulic working spaces are formed, which are each divided by a wing of the rotor into a first working chamber and a second working chamber. In this case, two locking elements are used for locking the rotor relative to the stator in a central position in the rotor. It is envisaged that the first locking element and the second locking element are lockable in a common locking link, wherein the center of the first locking element lies on another circle diameter about a center axis of the hydraulic camshaft adjuster than the center of the second locking element. In this case, a first beam connects the center axis of the hydraulic camshaft adjuster with the first center point and a second beam connects the central axis with the second center point, wherein the first beam and the second beam include a non-zero angle. The proposed solution over the known from the prior art solution saves a locking link, which can be used to produce the locking link simpler tools. In addition, less material must be removed, which reduces material wear and reduces processing time. Thus, the manufacturing costs for the locking linkage are reduced. Further, on the rotor, a pressure medium supply for a locking link, hereinafter also referred to as C-channel, omitted, which also reduce the manufacturing and tooling costs for the rotor. In addition, the locking link can be made compact and space-saving, whereby this solution can be realized even in confined spaces, especially in hydraulic camshaft adjusters with a relatively small diameter. As a result, the locking elements are arranged obliquely with each other. This arrangement of the locking elements has in terms of space utilization, the multiple use of attacks and of a possible adjustment advantages that would not be given in an arrangement of Verrieglungselemente side by side or on a beam.

Erfindungsgemäß ist bei dem hydraulischen Nockenwellenversteller vorgesehen, dass eine Winkelhalbierende des Winkels zwischen den beiden Strahlen sowohl das erste Verriegelungselement als auch das zweite Verriegelungselement schneidet. Dadurch wird sichergestellt, dass die beiden Verriegelungselement in Umfangsrichtung enger zueinander angeordnet sind, als dies bei zwei Verrieglungselementen auf dem gleichen Kreisdurchmesser möglich wäre. Dadurch kann der Bauraum minimiert und der Verstellbereich des Rotors bei unverändertem Stator entsprechend vergrößert werden.According to the invention, it is provided in the hydraulic camshaft adjuster that an angle bisector of the angle between the two beams intersects both the first locking element and the second locking element. This ensures that the two locking elements are arranged in the circumferential direction closer together than would be possible with two Verrieglungselementen on the same circle diameter. As a result, the space can be minimized and the adjustment of the rotor can be increased accordingly with the stator unchanged.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen hydraulischen Nockenwellenverstellers möglich.The features listed in the dependent claims are advantageous developments and improvements of the independent Claim specified hydraulic camshaft adjuster possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Verriegelungselement im Wesentlichen in einem Flügel des Rotors und das zweite Verriegelungselement im Wesentlichen in einem zylindrischen Grundkörper des Rotors oder im Übergangsbereich zwischen dem Flügel des Rotors und der Rotornabe angeordnet sind. Dadurch kann die Breite des Flügels gegenüber bekannten Lösungen nahezu konstant bleiben, da nur ein Verriegelungselement in dem Flügel untergebracht werden muss. Dennoch ergeben sich auf vorteilhafte Weise zusätzliche Ratschenstufen, die das Drehen des Rotors in die Mittenverriegelungsposition begünstigen.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the first locking element substantially in a wing of the rotor and the second locking element are arranged substantially in a cylindrical body of the rotor or in the transition region between the blade of the rotor and the rotor hub. As a result, the width of the wing compared to known solutions remain almost constant, since only one locking element must be accommodated in the wing. Nevertheless, additional ratchet stages, which favor the rotation of the rotor into the center locking position, advantageously result.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des hydraulischen Nockenwellenverstellers ist vorgesehen, dass zusätzlich zu den Arbeitskammern eine Steuerkammer vorhanden ist, wobei das Rotorsegment mit den Verriegelungselementen in der Steuerkammer angeordnet ist. Die Steuerkammer dient nicht wie die Arbeitskammern zur hydraulischen Beaufschlagung der Rotorflügel, um den Rotor in eine Verstellposition zu verdrehen, sondern ausschließlich als Steuerkammer für die Schaltung der Verriegelungselemente. Dadurch kann die Anzahl der Zulaufbohrungen für die Steuerkammer reduziert werden, wodurch insbesondere fertigungstechnisch aufwendige und teure Schrägbohrungen im Rotor entfallen können. Die hydraulische Verbindung zwischen der Steuerkammer und den Verriegelungselementen erfolgt über die Verriegelungskulisse, welche sich über die Breite des Flügels mit dem Verriegelungselement hinaus erstreckt. Somit kann Druckmittel in die Verriegelungskulisse zum hydraulischen Entriegeln der Verriegelungselemente fließen. Alternativ oder zusätzlich kann die hydraulische Entriegelung über einen Druckmittelkanal im Rotor erfolgen. Trotz Entfall eines Arbeitsraums kann das Druckübersetzungsverhältnis für die Verstellung des Rotors gegenüber einem hydraulischen Nockenwellenversteller mit einem zusätzlichen Arbeitsraum quasi unverändert bleiben, da ein Verriegelungselement in dem Flügel angeordnet ist und nicht beide Verriegelungselemente in der Rotornabe untergebracht sind. Dadurch kann der Lagerdurchmesser von Rotor zu Stator reduziert werden und die Druckübersetzung kann erhalten bleiben.In an advantageous embodiment of the hydraulic camshaft adjuster is provided that in addition to the working chambers, a control chamber is present, wherein the rotor segment is arranged with the locking elements in the control chamber. The control chamber is not used as the working chambers for hydraulic loading of the rotor blades, to rotate the rotor in an adjustment position, but only as a control chamber for the circuit of the locking elements. Thereby, the number of inlet bores for the control chamber can be reduced, which can be omitted in particular expensive production engineering and expensive inclined bores in the rotor. The hydraulic connection between the control chamber and the locking elements via the locking link, which extends beyond the width of the wing with the locking element addition. Thus, pressure medium can flow into the locking link for the hydraulic unlocking of the locking elements. Alternatively or additionally, the hydraulic unlocking can take place via a pressure medium channel in the rotor. Despite elimination of a working space, the pressure transmission ratio for the adjustment of the rotor with respect to a hydraulic camshaft adjuster with an additional working space remain virtually unchanged, since a locking element is arranged in the wing and not both locking elements are housed in the rotor hub. As a result, the bearing diameter can be reduced from rotor to stator and the pressure ratio can be maintained.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verriegelungskulisse als gestufte Verriegelungskulisse ausgeführt ist, wobei die Verriegelungskulisse mindestens einen Grund, eine mittlere Stufe und ein Plateau aufweist, wobei die mittlere Stufe zwischen dem Grund und dem Plateau ausgebildet ist. Dabei können trotz einer gemeinsamen Verriegelungskulisse dieselbe Stufenanzahl für die Verriegelung wie bei einem Nockenwellenversteller mit zwei Verriegelungskulissen dargestellt werden. Die Mehrfachverwendung der Verriegelungsstufen in der Verriegelungskulisse wird dabei so umgesetzt, dass die beiden Verriegelungselemente im Rotor sehr nah zueinander angeordnet werden, sodass ein Verriegelungselement bei einer Verstellung die Verriegelungsstufen und Anschläge des jeweils anderen Verriegelungselements in der Verriegelungskulisse mit nutzen kann.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the locking link is designed as a stepped locking link, wherein the locking link has at least one base, a middle step and a plateau, wherein the middle step is formed between the base and the plateau. In this case, despite a common locking link the same number of steps for the lock as shown in a camshaft adjuster with two locking latches. The multiple use of the locking stages in the locking link is thereby implemented so that the two locking elements are arranged in the rotor very close to each other, so that a locking element can use the locking stages and stops of the other locking element in the locking link with an adjustment.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des hydraulischen Nockenwellenverstellers ist vorgesehen, dass sowohl das erste Verriegelungselement als auch das zweite Verriegelungselement am Grund der Verriegelungskulisse anliegen, wenn der Rotor in einer Mittenposition verriegelt ist. Hierdurch ist eine stabile und funktionssichere Verriegelung des Rotors in der Mittenposition möglich, da sich die Verriegelungselemente nur dann von dem Grund abheben, wenn die Verriegelungskulisse über eine entsprechende hydraulische Ansteuerung mit Druck beaufschlagt wird. Die Ansteuerung erfolgt dabei vorzugsweise über eine Druckmittelpumpe und ein Zentralventil des hydraulischen Nockenwellenverstellers sowie einen C-Kanal, welcher das Zentralventil mit der Verriegelungskulisse verbindet.According to an advantageous embodiment of the hydraulic camshaft adjuster is provided that both the first locking element and the second locking element abut the bottom of the locking link, when the rotor is locked in a central position. As a result, a stable and functionally reliable locking of the rotor in the center position is possible because the locking elements only stand out from the ground when the locking link is acted upon by a corresponding hydraulic control with pressure. The control is preferably carried out via a pressure medium pump and a central valve of the hydraulic camshaft adjuster and a C-channel, which connects the central valve with the locking link.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an der mittleren Stufe eine erste Anschlagfläche für die Verriegelungselemente in Richtung „früh“ und eine zweite Anschlagfläche in Richtung „spät“ ausgebildet sind. Dabei ist die mittlere Stufe breiter als der Grund der Verriegelungskulisse ausgeführt. Hierdurch lässt sich fertigungstechnisch einfach und kostengünstig eine Treppenform realisieren, an welcher die Verriegelungselemente bei einer Drehung in die Mittenposition in absteigender Richtung anliegen können, bis die Verriegelungselemente den Grund der Verriegelungskulisse erreicht haben.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that at the middle stage a first stop surface for the locking elements in the direction "early" and a second stop surface in the direction "late" are formed. The middle stage is made wider than the bottom of the locking link. As a result, manufacturing technology can easily and inexpensively realize a staircase form, on which the locking elements can rest in a downward direction in a rotation in the center position until the locking elements have reached the bottom of the locking link.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verriegelungskulisse in einem Verriegelungsdeckel des hydraulischen Nockenwellenverstellers ausgebildet oder angeordnet ist, welcher den Stator und den Rotor in axialer Richtung begrenzt. Eine Verriegelungskulisse in einem Deckel lässt sich im Vergleich zu einer Verriegelungskulisse im Stator oder Rotor fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellen. Dies kann insbesondere mittels eines Umformprozesses oder eines spanenden Prozesses, insbesondere eines Fräsprozesses, erfolgen. Alternativ ist es möglich, die Verriegelungskulisse mittels Einlegeteilen auszubilden, welche in eine Nut des Verriegelungsdeckels eingesetzt werden.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the locking link is formed or arranged in a locking cover of the hydraulic camshaft adjuster, which limits the stator and the rotor in the axial direction. A locking link in a cover can be compared to a locking link in the stator or rotor manufacturing technology easily and inexpensively. This can be done in particular by means of a forming process or a cutting process, in particular a milling process. Alternatively, it is possible to form the locking link by means of inserts which are inserted into a groove of the locking cover.

Bevorzugt ist dabei, wenn der Verriegelungsdeckel als mehrteiliger Deckel mit einem ersten Deckelteil und einem zweiten Deckelteil ausgeführt ist, wobei das erste Deckelteil und das zweite Deckelteil konzentrisch zueinander angeordnet sind. Durch einen mehrteiligen Verriegelungsdeckel kann auf einfach Art und Weise eine mehrstufige Verriegelungskulisse ausgeführt werden. Dabei kann die Bearbeitung des Deckels durch mehrere Bauteile vereinfacht werden, was die Herstellkosten für den hydraulischen Nockenwellenversteller reduzieren kann. Zudem können unterschiedliche Materialien verwendet werden, um gezielt in den Anschlagbereichen eine hohe Härte und somit einen geringen Verschleiß zu realisieren.It is preferred if the locking lid is designed as a multi-part lid with a first lid part and a second lid part, wherein the first lid part and the second lid part are arranged concentrically with each other. By a multi-part locking cover can be performed in a simple way a multi-level locking link. In this case, the machining of the lid can be simplified by a plurality of components, which can reduce the manufacturing cost of the hydraulic camshaft adjuster. In addition, different materials can be used to realize targeted in the stop areas a high hardness and thus a low wear.

In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotor frei von Schrägbohrungen ausgeführt ist. Dadurch kann der Rotor kostengünstiger als bei aus dem Stand der Technik bekannten Rotoren mit Mittenverriegelungseinrichtung ausgeführt werden. Dabei sind die Arbeitskammern und die Steuerkammer ausschließlich durch Radialbohrungen und/oder Axialbohrungen mit den Zulaufbohrungen verbunden, wodurch der Fertigungsprozess vereinfacht und die Herstellkosten reduziert werden können.In a further improvement of the invention it is provided that the rotor is designed free of oblique holes. As a result, the rotor can be designed more cost-effectively than rotors with a center locking device known from the prior art. The working chambers and the control chamber are connected exclusively by radial bores and / or axial bores with the inlet bores, whereby the manufacturing process can be simplified and the manufacturing costs can be reduced.

Als nicht zur Erfindung gehörendes Verfahren zur Verriegelung eines Rotors eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers wird vorgeschlagen, dass die Verriegelungselemente bei einer Drehung des Rotors aus einer Verstellposition in die Mittenposition sukzessiv in die Verriegelungskulisse eindringen, wodurch eine Verdrehung des Rotors in Richtung der Mittenposition möglich und eine Verdrehung des Rotors entgegen der Drehung in die Mittenposition gesperrt ist. Dabei lässt sich mit zwei Verriegelungselementen und nur einer gemeinsamen Verriegelungskulisse für die beiden Verriegelungselemente ein Verriegelungsprozess darstellen, welcher die Vorteile des bekannten Verriegelungsprozesses mit zwei Verriegelungskulissen bei geringerem Bauraumbedarf und verringerten Fertigungskosten ermöglicht.As not belonging to the invention method for locking a rotor of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention, it is proposed that the locking elements successively penetrate into the locking slot upon rotation of the rotor from an adjustment position in the center position, whereby a rotation of the rotor in the direction of the center position possible and a rotation the rotor is locked against the rotation in the center position. It can be with two locking elements and only one common locking link for the two locking elements represent a locking process, which allows the benefits of the known locking process with two locking slots with less space requirements and reduced manufacturing costs.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren (Fig.) erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:

  • 1 einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller in einer Schnittdarstellung;
  • 2 den Verriegelungsmechanismus des hydraulischen Nockenwellenverstellers in einer vergrößerten Detaildarstellung;
  • 3 eine Verdrehung des Rotors aus einer Verstellposition in Richtung „früh“ in die Mittenverriegelungsposition;
  • 4 eine Verdrehung des Rotors aus einer Verstellposition in Richtung „spät“ in die Mittenverriegelungsposition; und
  • 5 eine Darstellung eines Rotors für einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller.
The invention is explained below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying figures (Fig.). Identical components or components with the same function are identified by the same reference numerals. Showing:
  • 1 a hydraulic camshaft adjuster according to the invention in a sectional view;
  • 2 the locking mechanism of the hydraulic camshaft adjuster in an enlarged detail;
  • 3 a rotation of the rotor from an adjustment position in the direction "early" in the center locking position;
  • 4 a rotation of the rotor from an adjustment position in the direction "late" in the center locking position; and
  • 5 a representation of a rotor for a hydraulic camshaft adjuster according to the invention.

1 zeigt einen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 nach dem Flügelzellenprinzip mit einem Stator 2 und einem relativ zum Stator 2 verdrehbaren Rotor 3. Dabei ist der Rotor 3 drehbar um eine Drehachse 28 im Stator 2 gelagert. Der Stator 2 weist mehrere Stege 4 auf, welche in radialer Richtung von einem zylindrischen Grundkörper, im Folgenden als Rotornabe 16 bezeichnet, in Richtung einer Mittelachse 28 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 verlaufen. Zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 2 sind Arbeitsräume 6 ausgebildet, welche durch radial aus einem Grundkörper des Rotors 3 vorstehende Flügel 5 in jeweils eine erste Arbeitskammer 7 und eine zweite Arbeitskammer 8 unterteilt werden. An dem Stator 2 ist eine Antriebsverzahnung 38 ausgebildet, mit welcher der Stator 2 über ein Antriebsmittel, insbesondere eine Steuerkette oder einen Zahnriemen, von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetrieben wird. Der Stator 2 ist an seinen axialen Endflächen jeweils durch einen Deckel verschlossen. Dabei ist in einem der Deckel eine Verriegelungskulisse 10 ausgebildet oder angeordnet. Der Deckel mit der Verriegelungskulisse 10 wird nachfolgend auch als Verriegelungsdeckel 13, 14, 15 bezeichnet. Der Verriegelungsdeckel 13 kann sowohl einteilig als auch vorzugsweise mehrteilig mit einem ersten Deckelteil 14 und einem zweiten Deckelteil 15 ausgeführt sein. Dabei sind bei einer mehrteiligen Ausführung des Verriegelungsdeckels 13 die Deckelteile 14, 15 vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet. Alternativ kann die Verriegelungskulisse 10 auch in axialer Richtung zwischen einem Deckel des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 und dem Stator 2 angeordnet sein. In dem Rotor 3 sind zwei Verriegelungselemente 11, 12 angeordnet, welche über nicht dargestellte Federn jeweils in einer in 5 dargestellten Ausnehmung 26, 27 des Rotors 3 gelagert sind. Ferner sind an dem Rotor 3 Ölversorgungskanäle 33, 34, 36 ausgebildet, mit welchen die Arbeitskammern und/oder die Verriegelungskulisse 10 mit einem Druckmittel, insbesondere mit einem Öl, hydraulisch angesteuert werden können. Der Rotor 3 weist eine zentrische Öffnung auf, in welche ein aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestelltes Zentralventil eingesetzt werden kann, um die Druckmittelversorgung der Arbeitskammern 7, 8 und/oder des Verriegelungsmechanismus 10, 11, 12 anzusteuern. Ferner umfasst der hydraulische Nockenwellenversteller Schrauben 32, mit welchen die Deckel zur axialen Begrenzung des Stators 2 jeweils mit dem Stegen 4 des Stators 2 verschraubt sind. Das zweite Verriegelungselement 12 ist in einem Flügel 5 des Rotors 3 angeordnet. Das erste Verriegelungselement 11 ist im Bereich der Rotornabe 14 angeordnet. Dabei sind die beiden Verriegelungselemente 11, 12 sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Zeichnet man zwei Strahlen 17, 18 von der Mittelachse 28 des hydraulisch Nockenwellenverstellers 1 jeweils durch die Mittelpunkte 29, 30 der beiden Verriegelungselemente 11, 12, so schließen die beiden Strahlen 17, 18 einen Winkel α ein. Eine Winkelhalbierende 31 dieses Winkels schneidet dabei sowohl des erste Verriegelungselement 11 als auch das zweite Verriegelungselement 12, da die Mittelpunkte 29, 30 der Verriegelungselemente 11, 12 in Umfangsrichtung weniger als den Durchmesser eines Verriegelungselements 11, 12 voneinander entfernt sind. Somit lässt sich der Flügel 5 mit dem Verriegelungselement 12 vergleichsweise schmal ausführen, was entsprechend große Verstellwinkel für den Rotor 3 ermöglicht. 1 shows a hydraulic camshaft adjuster 1 according to the vane principle with a stator 2 and one relative to the stator 2 rotatable rotor 3 , Here is the rotor 3 rotatable about an axis of rotation 28 in the stator 2 stored. The stator 2 has several bars 4 on, which in the radial direction of a cylindrical body, hereinafter as the rotor hub 16 referred to, in the direction of a central axis 28 of the hydraulic camshaft adjuster 1 run. Between the rotor 3 and the stator 2 are workrooms 6 formed by radially from a main body of the rotor 3 protruding wings 5 in each case a first working chamber 7 and a second working chamber 8th be divided. At the stator 2 is a drive toothing 38 formed, with which the stator 2 is driven by a crankshaft of an internal combustion engine via a drive means, in particular a timing chain or a toothed belt. The stator 2 is closed at its axial end surfaces in each case by a lid. It is in one of the cover a locking link 10 trained or arranged. The lid with the locking link 10 is also referred to below as a locking lid 13 . 14 . 15 designated. The locking lid 13 can be both one-piece and preferably multi-part with a first cover part 14 and a second lid part 15 be executed. Here are in a multi-part design of the locking lid 13 the lid parts 14 . 15 preferably arranged coaxially with each other. Alternatively, the locking link 10 also in the axial direction between a cover of the hydraulic camshaft adjuster 1 and the stator 2 be arranged. In the rotor 3 are two locking elements 11 . 12 arranged, which not shown springs in each case in an in 5 illustrated recess 26 . 27 of the rotor 3 are stored. Further, on the rotor 3 Oil supply channels 33 . 34 . 36 formed with which the working chambers and / or the locking link 10 can be controlled hydraulically with a pressure medium, in particular with an oil. The rotor 3 has a central opening into which a central valve, not shown for reasons of clarity, can be used to supply the pressure medium to the working chambers 7 . 8th and / or the locking mechanism 10 . 11 . 12 driving. Furthermore, the hydraulic phaser comprises screws 32 , with which the covers for the axial limitation of the stator 2 each with the webs 4 of the stator 2 are bolted. The second locking element 12 is in a wing 5 of the rotor 3 arranged. The first locking element 11 is in the area of the rotor hub 14 arranged. Here are the two locking elements 11 . 12 arranged offset to each other both in the radial direction and in the circumferential direction. If you draw two rays 17 . 18 from the central axis 28 of the hydraulic camshaft adjuster 1 each through the midpoints 29 . 30 the two locking elements 11 . 12 so close the two rays 17 . 18 an angle α on. An angle bisector 31 this angle intersects both the first locking element 11 as well as the second locking element 12 because the midpoints 29 . 30 the locking elements 11 . 12 in the circumferential direction less than the diameter of a locking element 11 . 12 away from each other. Thus, the wing can be 5 with the locking element 12 comparatively narrow, which is correspondingly large adjustment angle for the rotor 3 allows.

In 2 ist der Verriegelungsmechanismus 10, 11, 12, 13 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 in einer vergrößerten Detaildarstellung gezeigt. Die Verriegelungselemente 11, 12 sind vorzugsweise als federbelastete Zylinderstifte ausgeführt. Dabei weist das erste Verriegelungselement 11 einen Durchmesser D1 und das zweite Verriegelungselement 12 einen Durchmesser D2 auf. Vorzugsweise sind die Durchmesser D1 und D2 gleich groß, um Gleichteile für die Verriegelungselemente 11, 12 einsetzen zu können. In der in 2 dargestellten Mittenverriegelungsposition liegen sowohl das erste Verriegelungselement 11 als auch das zweite Verriegelungselement 12 am Grund 21 der Verriegelungskulisse 10 an. Die Verriegelungskulisse 10 ist als gestufte Verriegelungskulisse ausgeführt und weist in Verstellrichtung „früh“ eine erste Anschlagfläche 22 und eine in Richtung der Mittenverriegelungsposition versetzte zweite Anschlagfläche 24 auf. Die Verriegelungskulisse 10 weist in Verstellrichtung „spät“ eine erste Anschlagfläche 23 und eine in Richtung der Mittenverriegelungsposition versetzte zweite Anschlagfläche 25 auf. Dabei sind die ersten Anschlagflächen 22, 23 an einem ersten Deckelteil 14 des Verriegelungsdeckels und die zweiten Anschlagflächen an einem zweiten Deckelteil 15 ausgebildet. Der Verriegelungsgrund 21 ist ebenfalls an diesem zweiten Deckelteil 15 ausgebildet.In 2 is the locking mechanism 10 . 11 . 12 . 13 of the hydraulic camshaft adjuster 1 shown in an enlarged detail. The locking elements 11 . 12 are preferably designed as spring-loaded cylinder pins. In this case, the first locking element 11 a diameter D 1 and the second locking element 12 a diameter D 2 on. Preferably, the diameters D 1 and D 2 the same size to equal parts for the locking elements 11 . 12 to be able to use. In the in 2 shown center locking position are both the first locking element 11 as well as the second locking element 12 at the bottom 21 the locking link 10 on. The locking mechanism 10 is designed as a stepped locking link and has in the adjustment "early" a first stop surface 22 and a second stopper surface offset toward the center locking position 24 on. The locking mechanism 10 has in the adjustment "late" a first stop surface 23 and a second stopper surface offset toward the center locking position 25 on. Here are the first stop surfaces 22 . 23 on a first cover part 14 the locking cover and the second stop surfaces on a second cover part 15 educated. The locking reason 21 is also on this second cover part 15 educated.

In 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Verriegelungsprozess eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 mit zwei Verriegelungselementen 11, 12 und einer gemeinsamen Verriegelungskulisse 10 für die beiden Verriegelungselemente 11, 12 dargestellt. Die dargestellte Verriegelungskulisse 10 umfasst einen Verriegelungsdeckel 14 mit einem ersten Deckelteil 14 und einem zweiten Deckelteil 15. In der dargestellten Ausgangslage I ist der Rotor 3 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 in Richtung „früh“ verstellt. Soll der Rotor 3 aus dieser Verstellposition nun in die Mittenposition gedreht und dort verriegelt werden, erfolgt ein sukzessiver Verriegelungsprozess. In der Ausgangssituation I ist der Rotor 3 soweit aus der Mittenposition in Richtung „früh“ verdreht, dass sowohl das erste Verriegelungselement 11 als auch das zweite Verriegelungselement 12 auf einem Plateau 19 der Verriegelungskulisse 10 anliegen. Wird die Mittenverriegelungsfunktion des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 aktiviert, so wird der Rotor 3 durch die Wechselmomente mit der Nockenwelle in Richtung der Mittenposition gedreht. Dabei sinkt das zweite Verriegelungselement 12 in einem Verstellungsschritt II in die Verriegelungskulisse 10 ein und liegt auf einem Absatz der mittleren Stufe 20 der Verriegelungskulisse 10 an. Durch den Anschlag 22 in Richtung „früh“ wird ein Zurückdrehen entgegen der gewünschten Verstellrichtung durch das zweite Verriegelungselement 12 gesperrt. Wird der Rotor 3 durch die Wechselmomente der Nockenwelle weiter in Richtung der Mittenposition gedreht, so sinkt das zweite Verriegelungselement 12 in einem Verstellungsschritt III bis auf den Grund 21 der Verriegelungskulisse 10, während das erste Verriegelungselement 11 weiterhin auf dem Plateau 19 der Verriegelungskulisse 10 aufliegt. Dabei wird eine Verdrehung entgegen der gewünschten Verstellrichtung in Richtung Mittenposition dadurch gesperrt, dass das zweite Verriegelungselement 12 an einer Anschlagfläche 24 anliegt, welche den Grund 21 in seitlicher Richtung begrenzt. In einem weiteren Verstellungsschritt IV sinkt das erste Verriegelungselement 11 auf die mittlere Stufe 20 der Verriegelungskulisse 10 ab, während das zweite Verriegelungselement 12 in eine mittlere Position am Grund 21 der Verriegelungskulisse 10 gedreht wird. Die Sperrwirkung entgegen der gewünschten Verstellrichtung ergibt sich in diesem Verstellungsschritt IV durch das Anliegen des ersten Verriegelungselements 11 an dem Anschlag 22 auf der mittleren Stufe 20 der Verriegelungskulisse 10. In einem abschließenden Verstellungsschritt sinkt auch das erste Verriegelungselement 11 auf den Grund 21 der Verriegelungskulisse 10 ab. Dabei wird der Rotor 3 in dieser in 2 dargestellten Position verriegelt, da durch das Anliegen des ersten Verriegelungselements 11 an der Anschlagfläche 24 und durch das Anliegen des zweiten Verriegelungselements 12 an der Anschlagfläche 25 sowohl eine Drehung in Richtung „früh“ als auch eine Drehung in Richtung „spät“ gesperrt ist. Um den Rotor 3 zu entriegeln, kann die Verriegelungskulisse 10, insbesondere der Grund 21 der Verriegelungskulisse 10, hydraulisch mit Druck beaufschlagt werden, wodurch die Verriegelungselemente 11, 12 gegen die Kraft der Federn in den Rotor 3 eingeschoben werden und somit eine Verdrehung des Rotors 3 freigeben.In 3 is a first embodiment of a locking process of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention 1 with two locking elements 11 . 12 and a common locking link 10 for the two locking elements 11 . 12 shown. The illustrated locking link 10 includes a locking lid 14 with a first lid part 14 and a second lid part 15 , In the illustrated Starting position I is the rotor 3 of the hydraulic camshaft adjuster 1 adjusted in the direction of "early". Should the rotor 3 Now be rotated from this adjustment position in the center position and locked there, a successive locking process. In the initial situation I is the rotor 3 so far from the center position in the direction of "early" twisted that both the first locking element 11 as well as the second locking element 12 on a plateau 19 the locking link 10 issue. Will the center lock function of the hydraulic camshaft adjuster 1 activated, then the rotor 3 rotated by the alternating moments with the camshaft in the direction of the center position. In this case, the second locking element decreases 12 in an adjustment step II in the locking link 10 and lies on a heel of the middle stage 20 the locking link 10 on. By the stop 22 in the direction of "early" turning back counter to the desired adjustment by the second locking element 12 blocked. Will the rotor 3 rotated by the alternating torques of the camshaft further in the direction of the center position, the second locking element decreases 12 in an adjustment step III to the bottom 21 the locking link 10 while the first locking element 11 continue on the plateau 19 the locking link 10 rests. In this case, a rotation against the desired adjustment in the direction of the center position is locked by the fact that the second locking element 12 on a stop surface 24 which is the reason 21 bounded in the lateral direction. In a further adjustment step IV, the first locking element decreases 11 to the middle level 20 the locking link 10 while the second locking element 12 in a middle position at the bottom 21 the locking link 10 is turned. The blocking action against the desired adjustment results in this adjustment step IV by the concern of the first locking element 11 at the stop 22 on the middle stage 20 the locking link 10 , In a final adjustment step, the first locking element also sinks 11 to the bottom 21 the locking link 10 from. This is the rotor 3 in this in 2 locked position shown, as by the concerns of the first locking element 11 at the stop surface 24 and by the abutment of the second locking element 12 at the stop surface 25 both a rotation in the direction of "early" and a rotation in the direction of "late" is locked. To the rotor 3 To unlock, the locking link can 10 , especially the reason 21 the locking link 10 , hydraulically pressurized, causing the locking elements 11 . 12 against the force of the springs in the rotor 3 be inserted and thus a rotation of the rotor 3 release.

In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Verriegelungsprozess eines Rotors 3 bei einem erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 dargestellt. In der dargestellten Ausgangslage I ist der Rotor 3 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 in Richtung „spät“ verstellt. Soll der Rotor 3 aus dieser Verstellposition nun in die Mittenposition gedreht und dort verriegelt werden, erfolgt ein sukzessiver Verriegelungsprozess. In der Ausgangssituation I ist der Rotor 3 soweit aus der Mittenposition in Richtung „früh“ verdreht, dass sowohl das erste Verriegelungselement 11 als auch das zweite Verriegelungselement 12 auf einem Plateau 19 der Verriegelungskulisse 10 anliegen. Wird die Mittenverriegelungsfunktion des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 aktiviert, so wird der Rotor 3 durch die Wechselmomente mit der Nockenwelle in Richtung der Mittenposition gedreht. Dabei sinkt das erste Verriegelungselement 11 in einem Verstellungsschritt II in die Verriegelungskulisse 10 ein und liegt auf einem Absatz der mittleren Stufe 20 der Verriegelungskulisse 10 an. Durch den Anschlag 23 in Richtung „früh“ wird ein Zurückdrehen entgegen der gewünschten Verstellrichtung durch das zweite Verriegelungselement 12 gesperrt. Wird der Rotor 3 durch die Wechselmomente der Nockenwelle weiter in Richtung der Mittenposition gedreht, so sinkt das erste Verriegelungselement 11 in einem Verstellungsschritt III bis auf den Grund 21 der Verriegelungskulisse 10, während das zweite Verriegelungselement 12 weiterhin auf dem Plateau 19 der Verriegelungskulisse 10 aufliegt. Dabei wird eine Verdrehung entgegen der gewünschten Verstellrichtung in Richtung Mittenposition dadurch gesperrt, dass das erste Verriegelungselement 11 an einer Anschlagfläche 25 anliegt, welche den Grund 21 in seitlicher Richtung begrenzt. In einem weiteren Verstellungsschritt IV sinkt auch das zweite Verriegelungselement 12 auf die mittlere Stufe 20 der Verriegelungskulisse 10 ab, während das erste Verriegelungselement 11 in eine mittlere Position am Grund 21 der Verriegelungskulisse 10 gedreht wird. Die Sperrwirkung entgegen der gewünschten Verstellrichtung ergibt sich in diesem Verstellungsschritt IV durch das Anliegen des zweiten Verriegelungselements 12 an dem Anschlag 23 auf der mittleren Stufe 20 der Verriegelungskulisse 10. In einem abschließenden Verstellungsschritt sinkt auch das zweite Verriegelungselement 12 auf den Grund 21 der Verriegelungskulisse 10 ab. Dabei wird der Rotor 3 in dieser in 2 dargestellten Position verriegelt, da durch das Anliegen des ersten Verriegelungselements 11 an der Anschlagfläche 24 und durch das Anliegen des zweiten Verriegelungselements 12 an der Anschlagfläche 25 sowohl eine Drehung in Richtung „früh“ als auch eine Drehung in Richtung „spät“ gesperrt ist. Um den Rotor 3 zu entriegeln, kann die Verriegelungskulisse 10, insbesondere der Grund 21 der Verriegelungskulisse 10, hydraulisch mit Druck beaufschlagt werden, wodurch die Verriegelungselemente 11, 12 gegen die Kraft der Federn in den Rotor 3 eingeschoben werden und somit eine Verdrehung des Rotors 3 freigeben.In 4 is another embodiment of a locking process of a rotor 3 in a hydraulic camshaft adjuster according to the invention 1 shown. In the illustrated starting position I is the rotor 3 of the hydraulic camshaft adjuster 1 adjusted in the direction of "late". Should the rotor 3 Now be rotated from this adjustment position in the center position and locked there, a successive locking process. In the initial situation I is the rotor 3 so far from the center position in the direction of "early" twisted that both the first locking element 11 as well as the second locking element 12 on a plateau 19 the locking link 10 issue. Will the center lock function of the hydraulic camshaft adjuster 1 activated, then the rotor 3 rotated by the alternating moments with the camshaft in the direction of the center position. In this case, the first locking element decreases 11 in an adjustment step II in the locking link 10 and lies on a heel of the middle stage 20 the locking link 10 on. By the stop 23 in the direction of "early" turning back counter to the desired adjustment by the second locking element 12 blocked. Will the rotor 3 rotated by the alternating torques of the camshaft further in the direction of the center position, the first locking element decreases 11 in an adjustment step III to the bottom 21 the locking link 10 while the second locking element 12 continue on the plateau 19 the locking link 10 rests. In this case, a rotation against the desired adjustment in the direction of the center position is locked by the fact that the first locking element 11 on a stop surface 25 which is the reason 21 bounded in the lateral direction. In a further adjustment step IV and the second locking element decreases 12 to the middle level 20 the locking link 10 while the first locking element 11 in a middle position at the bottom 21 the locking link 10 is turned. The locking action against the desired adjustment results in this adjustment step IV by the concerns of the second locking element 12 at the stop 23 on the middle stage 20 the locking link 10 , In a final adjustment step, the second locking element also sinks 12 to the bottom 21 the locking link 10 from. This is the rotor 3 in this in 2 locked position shown, as by the concerns of the first locking element 11 at the stop surface 24 and by the abutment of the second locking element 12 at the stop surface 25 both a rotation in the direction of "early" and a rotation in the direction of "late" is locked. To the rotor 3 To unlock, the locking link can 10 , especially the reason 21 the locking link 10 , hydraulically pressurized, causing the locking elements 11 . 12 against the force of the springs in the rotor 3 be inserted and thus a rotation of the rotor 3 release.

In 5 ist ein Rotor 3 für einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 dargestellt. Der Rotor 3 weist eine Rotornabe 16 auf, aus welcher in radialer Richtung vier Flügel 5 hervorstehen. Dabei ist einer dieser Flügel 5 als Verriegelungsflügel 35 ausgebildet und weist eine Ausnehmung 27 für das zweite Verriegelungselement 12 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 auf. An dem Rotor 3 ist im Übergangsbereich zwischen dem Verriegelungsflügel 35 und der Rotornabe 16 eine zweite Ausnehmung 26 ausgebildet, welche zur Aufnahme des ersten Verriegelungselements 11 dient. Ferner weist der Rotor 3 eine Mehrzahl von Ölversorgungskanälen 33, 34, 36 auf, wobei eine erste Gruppe von Versorgungskanälen 33 die Zentralöffnung mit den ersten Arbeitskammern 7 und einer zweiten Gruppe von Versorgungskanälen 24 die Zentralöffnung mit den zweiten Arbeitskammern 8 verbindet. Eine dritte Gruppe von Versorgungskanälen 36 verbindet schließlich die Zentralöffnung mit der Steuerkammer 9. In den Flügeln 5, welche nicht als Verriegelungsflügel 35 ausgeführt sind, ist jeweils eine Nut 37 zur Aufnahme eines Dichtelements eingebracht, welches jeweils die ersten Arbeitskammern 7 hydraulisch von den zweiten Arbeitskammern 8 trennt.In 5 is a rotor 3 for a hydraulic camshaft adjuster according to the invention 1 shown. The rotor 3 has a rotor hub 16 on, from which four wings in the radial direction 5 protrude. There is one of these wings 5 as a locking wing 35 formed and has a recess 27 for the second locking element 12 of the hydraulic camshaft adjuster 1 on. On the rotor 3 is in the transition area between the locking wing 35 and the rotor hub 16 a second recess 26 formed, which for receiving the first locking element 11 serves. Furthermore, the rotor has 3 a plurality of oil supply channels 33 . 34 . 36 on, with a first group of supply channels 33 the central opening with the first working chambers 7 and a second group of supply channels 24 the central opening with the second working chambers 8th combines. A third group of supply channels 36 finally connects the central opening with the control chamber 9 , In the wings 5 which do not serve as a locking wing 35 are executed, each is a groove 37 introduced for receiving a sealing element, which in each case the first working chambers 7 hydraulically from the second working chambers 8th separates.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass bei einem erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 eine Verriegelung der beiden Verriegelungselemente 11, 12 in einer gemeinsamen Verriegelungskulisse 10 möglich ist. Somit können die Fertigungskosten für den Verriegelungsdeckel 13 sowie für den Rotor 3 gesenkt werden, da keine Schrägbohrungen am Rotor 3 notwendig sind und die Verriegelungselement in Umfangsrichtung entsprechend eng zueinander angeordnet werden können, sodass der benötigte Bauraum gegenüber bekannten Lösungen reduziert werden kann.In summary, it can be stated that in a hydraulic camshaft adjuster according to the invention 1 a lock of the two locking elements 11 . 12 in a common locking frame 10 is possible. Thus, the manufacturing costs for the locking lid 13 as well as for the rotor 3 be lowered because no oblique holes on the rotor 3 are necessary and the locking element in the circumferential direction can be arranged according to each other closely, so that the required space can be reduced compared to known solutions.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
hydraulischer Nockenwellenverstellerhydraulic camshaft adjuster
22
Statorstator
33
Rotorrotor
44
Stegweb
55
Flügelwing
66
Arbeitsraumworking space
77
Erste ArbeitskammerFirst working chamber
88th
Zweite ArbeitskammerSecond working chamber
99
Steuerkammercontrol chamber
1010
Verriegelungskulisselocking link
1111
erstes Verriegelungselementfirst locking element
1212
zweites Verriegelungselementsecond locking element
1313
Verriegelungsdeckellocking cover
1414
Erster DeckelteilFirst cover part
1515
Zweiter DeckelteilSecond cover part
1616
Rotornaberotor hub
1717
Erster StrahlFirst ray
1818
Zweiter StrahlSecond ray
1919
Plateau der VerriegelungskulissePlateau of the locking gate
2020
mittlere Stufe der Verriegelungskulissemiddle level of the locking link
2121
Grund der VerriegelungskulisseReason for the locking mechanism
2222
Anschlagfläche (in Richtung „früh“)Stop surface (in the direction of "early")
2323
Anschlagfläche (in Richtung „spät“)Stop surface (towards "late")
2424
Anschlagfläche (in Richtung „früh“)Stop surface (in the direction of "early")
2525
Anschlagfläche (in Richtung „spät“)Stop surface (towards "late")
2626
Ausnehmung für erstes VerriegelungselementRecess for the first locking element
2727
Ausnehmung für zweites VerriegelungselementRecess for second locking element
2828
Drehachse / MittelachseRotation axis / central axis
2929
Mittelpunkt des ersten VerriegelungselementsCenter of the first locking element
3030
Mittelpunkt des zweiten VerriegelungselementsCenter of the second locking element
3131
Winkelhalbierendebisecting
3232
Schraubescrew
3333
Versorgungskanal erste ArbeitskammerSupply channel first working chamber
3434
Versorgungskanal zweite ArbeitskammerSupply channel second working chamber
3535
Verriegelungsflügellocking wings
3636
Versorgungskanal SteuerkammerSupply channel control chamber
3737
Nutgroove
3838
Antriebsverzahnung driving teeth
D1 D 1
Durchmesser des ersten VerriegelungselementsDiameter of the first locking element
D2 D 2
Durchmesser des zweiten VerriegelungselementsDiameter of the second locking element
αα
Winkel zwischen den StrahlenAngle between the rays

Claims (8)

Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) zur variablen Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors, mit - einem Stator (2) und einem relativ zum Stator (2) verdrehbaren Rotor (3), wobei - an dem Stator (2) radial nach innen ragende Stege (4) ausgebildet sind, wobei - an dem Rotor (3) radial nach außen ragende Flügel (5, 35) ausgebildet sind, wobei - zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) mehrere hydraulische Arbeitsräume (6) ausgebildet sind, welche jeweils durch einen Flügel (5, 35) des Rotors (3) in eine erste Arbeitskammer (7) und eine zweite Arbeitskammer (8) unterteilt werden, und wobei - in den Rotor (3) zwei Verriegelungselemente (11, 12) zur Verriegelung des Rotors (3) relativ zum Stator (2) in einer Mittenposition eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, - dass das erste Verriegelungselement (11) und das zweite Verriegelungselement (12) in einer gemeinsamen Verriegelungskulisse (10) verriegelbar sind, wobei - der Mittelpunkt (29) des ersten Verriegelungselements (11) auf einem anderen Kreisdurchmesser um eine Mittelachse (28) des hydraulischen Nockenwellenverstellers (1) als der Mittelpunkt (30) des zweiten Verriegelungselements (12) liegt, und wobei - ein erster Strahl (17) die Mittelachse (28) des hydraulischen Nockenwellenverstellers (1) mit dem ersten Mittelpunkt (29) und ein zweiter Strahl (18) die Mittelachse (28) mit dem zweiten Mittelpunkt (30) verbindet, wobei - der erste Strahl (17) und der zweite Strahl (18) einen Winkel (α) einschließen, wobei - eine Winkelhalbierende (31) des Winkels (α) zwischen den beiden Strahlen (17, 18) sowohl das erste Verriegelungselement (11) als auch das zweite Verriegelungselement (12) schneidet.Hydraulic camshaft adjuster (1) for variably adjusting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, comprising - a stator (2) and a rotor (3) rotatable relative to the stator (2), wherein - webs (2) projecting radially inward on the stator (2) 4) are formed, wherein - on the rotor (3) radially outwardly projecting wings (5, 35) are formed, - between the stator (2) and the rotor (3) a plurality of hydraulic working spaces (6) are formed, which each by a wing (5, 35) of the rotor (3) into a first working chamber (7) and a second working chamber (8) are divided, and wherein - in the rotor (3) has two locking elements (11, 12) for locking the Rotor (3) relative to the stator (2) are inserted in a central position, characterized in that the first locking element (11) and the second locking element (12) in a common locking link (10) are lockable, wherein - the center (29 ) of he a locking element (11) on a different circular diameter about a central axis (28) of the hydraulic camshaft adjuster (1) as the center (30) of the second locking element (12), and wherein - a first beam (17), the central axis (28) of the hydraulic camshaft adjuster (1) with the first center (29) and a second beam (18) connecting the central axis (28) with the second center (30), wherein - the first beam (17) and the second beam (18) at an angle (α), wherein - an angle bisector (31) of the angle (α) between the two beams (17, 18) intersects both the first locking element (11) and the second locking element (12). Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Verriegelungselement (12) im Wesentlichen in einem Flügel (5, 35) des Rotors (3) und das erste Verriegelungselement (11) im Wesentlichen in einer Rotornabe (16) des Rotors (3) oder im Übergangsbereich zwischen dem Flügel (5, 35) des Rotors (3) und der Rotornabe (16) angeordnet sind.Hydraulic camshaft adjuster (1) to Claim 1 , characterized in that - the second locking element (12) substantially in a wing (5, 35) of the rotor (3) and the first locking element (11) substantially in a rotor hub (16) of the rotor (3) or in the transition region between the vanes (5, 35) of the rotor (3) and the rotor hub (16) are arranged. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - zusätzlich zu den Arbeitskammern (7, 8) eine Steuerkammer (9) vorhanden ist, wobei - das Rotorsegment mit den Verriegelungselementen (11, 12) in der Steuerkammer (9) angeordnet ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) to Claim 1 or 2 , characterized in that - in addition to the working chambers (7, 8) a control chamber (9) is present, wherein - the rotor segment with the locking elements (11, 12) in the control chamber (9) is arranged. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verriegelungskulisse (10) als gestufte Verriegelungskulisse ausgeführt ist, wobei die Verriegelungskulisse (10) mindestens einen Grund (21), eine mittlere Stufe (20) und ein Plateau (19) aufweist, wobei - die mittlere Stufe (20) zwischen dem Grund (21) und dem Plateau (19) ausgebildet ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that - the locking link (10) is designed as a stepped locking link, wherein the locking link (10) has at least one base (21), a middle step (20) and a plateau (19), wherein - the middle step ( 20) between the base (21) and the plateau (19) is formed. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - sowohl das erste Verriegelungselement (11) als auch das zweite Verriegelungselement (12) am Grund (21) der Verriegelungskulisse (10) anliegen, wenn der Rotor (3) in einer Mittenposition verriegelt ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) to Claim 4 , characterized in that - both the first locking element (11) and the second locking element (12) on Reason (21) of the locking link (10) abut when the rotor (3) is locked in a central position. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verriegelungskulisse (10) in einem Verriegelungsdeckel (13) des hydraulischen Nockenwellenverstellers (1) ausgebildet ist, welcher den Stator (2) und den Rotor (3) in axialer Richtung begrenzt.Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that - the locking link (10) in a locking cover (13) of the hydraulic camshaft adjuster (1) is formed which limits the stator (2) and the rotor (3) in the axial direction. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - der Verriegelungsdeckel (13) als mehrteiliger Deckel mit einem ersten Deckelteil (14) und einem zweiten Deckelteil (15) ausgeführt ist, wobei - das erste Deckelteil (14) und das zweite Deckelteil (15) konzentrisch zueinander angeordnet sind.Hydraulic camshaft adjuster (1) to Claim 6 , characterized in that - the locking cover (13) is designed as a multi-part cover with a first cover part (14) and a second cover part (15), wherein - the first cover part (14) and the second cover part (15) are arranged concentrically to one another , Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass - der Rotor (3) frei von Schrägbohrungen ausgeführt ist.Hydraulic camshaft adjuster (1) according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that - the rotor (3) is designed free of oblique holes.
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