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DE102016220943A1 - Camshaft adjuster with locking mechanism - Google Patents

Camshaft adjuster with locking mechanism Download PDF

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DE102016220943A1
DE102016220943A1 DE102016220943.4A DE102016220943A DE102016220943A1 DE 102016220943 A1 DE102016220943 A1 DE 102016220943A1 DE 102016220943 A DE102016220943 A DE 102016220943A DE 102016220943 A1 DE102016220943 A1 DE 102016220943A1
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DE
Germany
Prior art keywords
bolt
rotor
stator
camshaft adjuster
side wall
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102016220943.4A
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German (de)
Inventor
Jürgen Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Stator (2), einem relativ zu diesem Stator (2) um eine Drehachse (3) verdrehbaren Rotor sowie einem Sperrmechanismus (4) zum Blockieren des Rotors relativ zu dem Stator (2) in einer Sperrstellung, wobei in der Sperrstellung ein in dem Rotor verschiebbar aufgenommener Bolzen (5) in ein in einem statorfesten Deckel (6) eingebrachtes Einschiebeloch (7) des Sperrmechanismus (4) formschlüssig hineinragt, wobei der Bolzen (5) derart relativ zu einer Seitenwand (8) des Einschiebelochs (7) positioniert ist und die Seitenwand (8) derart ausgeformt ist, dass der Bolzen (5) an der Seitenwand (8) in der Sperrstellung in einem Kontaktbereich (9) anliegt, der in radialer Richtung der Drehachse (3) gesehen außerhalb eines Mittelpunktes (10) des Bolzens (5) liegt.The invention relates to a camshaft adjuster (1) of the vane type for an internal combustion engine, comprising a stator (2), a rotor rotatable relative to this stator (2) about an axis of rotation (3) and a locking mechanism (4) for blocking the rotor relative to the rotor Stator (2) in a blocking position, wherein in the locking position, a bolt (5) slidably received in the rotor projects into a push-in hole (7) of the locking mechanism (4) introduced in a stator-fixed cover (6), wherein the bolt (5) is positioned relative to a side wall (8) of the push - in hole (7) and the side wall (8) is shaped such that the bolt (5) bears against the side wall (8) in the blocking position in a contact region (9) which is in Seen in the radial direction of the axis of rotation (3) seen outside a center (10) of the bolt (5).

Description

Die Erfindung betrifft einen (vorzugsweise hydraulischen) Nockenwellenversteller eines Flügelzellentyps für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, d.h. zum Verstellen einer relativen Phasenlage zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine, mit einem Stator, einem relativ zu dem Stator um eine Drehachse verdrehbaren Rotor sowie einem Sperrmechanismus zum Blockieren des Rotors relativ zum Stator in einer Sperrstellung, wobei in der Sperrstellung ein in dem Rotor verschiebbar aufgenommener Bolzen in ein in einem statorfesten Deckel eingebrachtes Einschiebeloch des Sperrmechanismus formschlüssig hinein ragt.The invention relates to a (preferably hydraulic) camshaft adjuster of a vane type for an internal combustion engine of a motor vehicle, i. for adjusting a relative phase position between a crankshaft and a camshaft of the internal combustion engine, comprising a stator, a rotor rotatable about a rotation axis relative to the stator and a locking mechanism for locking the rotor relative to the stator in a locked position, wherein in the locked position in the rotor displaceably received bolt projects positively into an inserted into a stator-fixed cover slide-in hole of the locking mechanism.

Gattungsgemäßer Stand der Technik ist bereits hinlänglich bekannt. So offenbart bspw. die US 2014/0144283 einen Nockenwellenversteller, welcher mehrere Verriegelungsmechanismen aufweist, die auf verschiedenen Teilkreisen konzentrisch zur Drehachse des Nockenwellenverstellers angeordnet sind.Generic prior art is already well known. For example, the US 2014/0144283 a camshaft adjuster, which has a plurality of locking mechanisms, which are arranged on different pitch circles concentric with the axis of rotation of the camshaft adjuster.

Die WO 2005/049976 A1 offenbart einen Nockenwellenversteller mit einem Verriegelungspin, der zylindrisch ausgebildet ist und in einer ersten Sacklochbohrung in der Nabe sowie parallel zu deren Achse öldicht geführt und in eine Verriegelungskulisse einer der beiden Seitenwände ein- bzw. ausriegelbar ist. Der Verriegelungspin wird zudem durch eine entsprechende Öldruckführung in den Arbeitskammern (A und B) und auf seiner Stirnfläche sicher und klemmfrei in die Verriegelungskulisse eingeriegelt und aus derselben ausgeriegelt.The WO 2005/049976 A1 discloses a camshaft adjuster with a locking pin, which is cylindrical and oil-tightly guided in a first blind hole in the hub and parallel to the axis and in a locking link of one of the two side walls on or ausriegelbar. The locking pin is also locked by a corresponding oil pressure guide in the working chambers (A and B) and on its front surface safely and without jamming in the locking link and from the same sealed.

Die DE 10 2008 021 315 A1 offenbart zudem, dass die Verriegelungsbohrung auch in einem spitzen Winkel zu der Verstellrichtung des Rotors gegenüber dem Stator angeordnet sein kann.The DE 10 2008 021 315 A1 also discloses that the locking hole can also be arranged at an acute angle to the adjustment of the rotor relative to the stator.

Auch ist der Stand der Technik aus der WO 2005/108752 A1 , der WO 2008/107275 A1 sowie der DE 10 2007 019 920 A1 bekannt.Also, the state of the art from the WO 2005/108752 A1 , of the WO 2008/107275 A1 as well as the DE 10 2007 019 920 A1 known.

Als nachteilig hat es sich in dem Stand der Technik jedoch herausgestellt, dass die Reaktionskraft zwischen dem Verriegelungspin (Bolzen) und der Verriegelungskulisse (Einschiebeloch) häufig eine radiale Zugkraft am Rotor, etwa am Rotorflügel / Flügel des Rotors, mit der Verriegelungsbohrung (Einschiebeloch) verursacht, sodass ein Querschnitt zwischen der Verriegelungsbohrung und der Außenfläche des Rotorflügels auf Zug belastet ist. Häufig ist am gleichen Querschnitt noch eine zusätzliche Öleinleitungsnut für den Bolzen platziert, welche als zusätzliche Kerbe wirkt. Als Folge daraus wird der Querschnitt auf Zug häufig überbeansprucht, sodass ein Sicherheitsfaktor gegen Bruch deutlich unter 1 liegt.A disadvantage, however, has been found in the prior art that the reaction force between the locking pin (bolt) and the locking link (Einschiebeloch) often causes a radial tensile force on the rotor, such as the rotor blade / wing of the rotor, with the locking hole (push-in hole) in that a cross section between the locking bore and the outer surface of the rotor blade is loaded to train. Often an additional oil inlet groove for the bolt is placed on the same cross-section, which acts as an additional notch. As a result, the cross-section is often overstressed to train, so that a safety factor against breakage is well below 1.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen Nockenwellenversteller zur Verfügung zu stellen, dessen Bauteile deutlich besser gegenüber Bruch gesichert sind, wobei eine Zuglast möglichst in eine Drucklast umgewandelt werden soll, um höhere Spannungen aufnehmen zu können und somit wiederum den Sicherheitsfaktor zu erhöhen.It is therefore the object of the present invention to remedy these disadvantages known from the prior art and in particular to provide a camshaft adjuster whose components are significantly better secured against breakage, wherein a tensile load should be converted as possible into a compressive load to higher To be able to absorb tensions and thus increase the safety factor again.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Bolzen derart relativ zu einer Seitenwand des Einschiebelochs positioniert ist und die Seitenwand derart ausgeformt ist, dass der Bolzen an der Seitenwand in der Sperrstellung in einem Kontaktbereich anliegt, welcher Kontaktbereich in radialer Richtung der Drehachse gesehen außerhalb eines Mittelpunktes (vorzugsweise eines Flächen- und/oder Volumen- und/oder Massenschwerpunktes) des Bolzens liegt.This is inventively achieved in that the bolt is positioned relative to a side wall of the slide-in hole and the side wall is formed such that the bolt rests on the side wall in the locking position in a contact region, which contact area seen in the radial direction of the axis of rotation outside a center (Preferably, a surface and / or volume and / or center of gravity) of the bolt is located.

Dadurch wird bezweckt, dass der Rotor im verriegelten Zustand / in der Sperrstellung statt auf Zug auf Druck belastet ist. Somit kann der Sicherheitsfaktor gegenüber Bruch deutlich, d.h. insbesondere auf über 1, erhöht werden. Insbesondere die Veränderung der Lage des Kontaktbereiches / Kontaktpunktes zwischen dem Bolzen und dem Einschiebeloch so, dass der Bolzen an dem Kontaktbereich durch das Einschiebeloch / bei Verdrehen des Rotors im verriegelten Zustand gegen den Verriegelungsanschlag in Form der Seitenwand und bezogen auf die zentrale Drehachse / Zentralachse des Rotors nicht mehr radial nach außen, sondern leicht radial nach innen gedrückt wird, ermöglicht diesen positiven Effekt. Dadurch wirkt eine Reaktionskraft bzw. eine resultierende Reaktionskraft radial nach innen, sodass im Rotorflügel die Zuglast in eine Drucklast umgewandelt wird. Durch die Umwandlung der Zuglast in die Drucklast im kritischen Querschnitt des Rotors, insbesondere des Rotorflügels, kann die Sicherheit gegen Bruch um ca. 20 % erhöht werden, da die Druckfestigkeit des Rotormaterials um bis zu 21 % höher ist als die Zugfestigkeit. Alternativ kann die Sicherheit gegen Bruch durch eine Vergrößerung der Querschnittsfläche bzw. durch die Vergrößerung der Wanddicke des Rotors, insbesondere des Rotorflügels, erhöht werden, jedoch ist der Bauraum aufgrund der vom Kunden geforderten Verstellwinkel von 36° (an der Nockenwelle) beschränkt.This is intended that the rotor is loaded in the locked state / in the blocking position instead of train on pressure. Thus, the safety factor against breakage can be seen clearly, i. especially above 1. In particular, the change in the position of the contact area / contact point between the bolt and the insertion hole so that the bolt at the contact region through the insertion hole / upon rotation of the rotor in the locked state against the locking stop in the form of the side wall and with respect to the central axis of rotation / central axis of the Rotor is no longer radially outward, but slightly pressed radially inward, allows this positive effect. As a result, a reaction force or a resulting reaction force acts radially inwards, so that the tensile load is converted into a compressive load in the rotor blade. By converting the tensile load into the compressive load in the critical section of the rotor, in particular the rotor blade, the safety against breakage can be increased by about 20%, since the compressive strength of the rotor material is up to 21% higher than the tensile strength. Alternatively, the security against breakage can be increased by increasing the cross-sectional area or by increasing the wall thickness of the rotor, in particular the rotor blade, however, the space is limited due to the customer required adjustment angle of 36 ° (on the camshaft).

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed in the subclaims and explained in more detail below.

Von Vorteil ist es insbesondere, wenn ein gedachter (erster) Kreis, auf dem ein Kontaktpunkt im Kontaktbereich zwischen dem Verriegelungspin und der Verriegelungskulisse liegt, im Radius vorzugsweise um 0,1 mm bis 1 mm größer ist als ein gedachter (zweiter) Kreis, auf dem der Mittelpunkt des Bolzens liegt. Dadurch ist eine besonders geschickte sowie robuste Ausführung des Rotors und der Aufnahme des Bolzens umgesetzt.It is particularly advantageous if an imaginary (first) circle, on which a contact point lies in the contact region between the locking pin and the locking link, is preferably larger by 0.1 mm to 1 mm than a radius imaginary (second) circle on which the center of the bolt lies. As a result, a particularly clever and robust design of the rotor and the inclusion of the bolt is implemented.

Ist die Seitenwand ein Abschnitt des im Querschnitt kreisrunden Einschiebelochs, ist das Einschiebeloch in seiner Geometrie besonders einfach ausgeführt.If the side wall is a section of the cross-sectionally circular slide-in hole, the slide-in hole is particularly simple in its geometry.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Seitenwand alternativ durch eine sich eben erstreckende Anschlagsfläche des Einschiebelochs ausgebildet ist.It is also advantageous if the side wall is alternatively formed by a just extending abutment surface of the push-in hole.

Ist der Bolzen des Sperrmechanismus in einem Flügel des Rotors angeordnet / aufgenommen, wirkt die Anordnung des Kontaktbereiches besonders effektiv.If the bolt of the locking mechanism is arranged / received in a wing of the rotor, the arrangement of the contact area is particularly effective.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Anschlagsfläche, in einem Querschnitt des Nockenwellenverstellers betrachtet, in einem spitzen Winkel relativ zu einer von der Drehachse zu einem Kontaktpunkt des Kontaktbereiches verlaufenden gedachten (ersten) Radiallinie angeordnet / ausgerichtet ist.It is furthermore advantageous if the abutment surface, viewed in a cross section of the camshaft adjuster, is arranged / oriented at an acute angle relative to an imaginary (first) radial line extending from the axis of rotation to a contact point of the contact region.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn vorzugsweise ein spitzer Winkel zwischen 1° und 5° vorgesehen ist.It is particularly advantageous if preferably an acute angle between 1 ° and 5 ° is provided.

Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn der Rotor aus einem Sintermaterial, besonders bevorzugt aus einem Sint-D11, weiter bevorzugt mit einer Druckfestigkeit von mindestens 450 N/mm2 hergestellt ist. Dadurch wird die Druckfestigkeit weiter gesteigert und ist insbesondere höher als der Richtwert für die Druckfestigkeit von 400 N/mm2 gemäß DIN ISO 5755 und um 21,6° höher als der Richtwert für die Zugfestigkeit von 370 N/mm2 nach DIN 30910-4. Jedoch ist auch prinzipiell die Verwendung eines anderen Sintermaterials, bspw. eines Sint-D10, möglich.Furthermore, it is expedient for the rotor to be produced from a sintered material, particularly preferably from a sintered D11, more preferably with a compressive strength of at least 450 N / mm 2 . As a result, the compressive strength is further increased and is in particular higher than the standard value for the compressive strength of 400 N / mm 2 according to DIN ISO 5755 and 21.6 ° higher than the standard value for the tensile strength of 370 N / mm 2 according to DIN 30910-4 , However, the use of another sintered material, for example a Sint-D10, is also possible in principle.

In anderen Worten ausgedrückt, ist somit ein Sperrmechanismus für einen Nockenwellenversteller umgesetzt, der das Problem löst, übermäßige Beanspruchungen an den Verriegelungsbohrungen (Einschiebeloch) zu reduzieren. Hierbei wird insbesondere der Berührungskraftvektor entsprechend verstellt. Insbesondere die Anordnung des Verriegelungsmechanismus seitens des Bolzens in einem Flügel des Rotors, sowie eine kreisförmig ausgebildete Kontaktfläche, sind dabei weiter von Vorteil.In other words, a camshaft adjuster lock mechanism is thus implemented which solves the problem of reducing excessive stresses on the lock holes (push-in hole). In particular, the contact force vector is adjusted accordingly. In particular, the arrangement of the locking mechanism by the bolt in a wing of the rotor, as well as a circular contact surface, are further advantageous.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben sind.The invention will now be explained in more detail with reference to figures, in which context also different embodiments are described.

Es zeigen:

  • 1 eine Querschnittsdarstellung eines Bereiches eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei ein Sperrmechanismus zu erkennen ist, in dem ein Bolzen in einer Sperrstellung in einem Einschiebeloch eines statorfesten Deckels eingeschoben ist, und
  • 2 eine Querschnittsdarstellung eines Bereiches eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei wiederum der Sperrmechanismus dargestellt ist, nun das Einschiebeloch nicht mehr, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, im Querschnitt betrachtet kreisrund ausgeführt ist, sondern mit einer Anschlagsfläche ausgestaltet ist.
Show it:
  • 1 a cross-sectional view of a portion of a camshaft adjuster according to the invention according to a first embodiment, wherein a locking mechanism can be seen, in which a bolt is inserted in a locking position in a sliding hole of a statorfesten cover, and
  • 2 a cross-sectional view of a portion of a camshaft adjuster according to the invention according to a second embodiment, in turn, the locking mechanism is shown, now the Einschiebeloch no longer, as in the first embodiment, viewed in cross-section circular, but is designed with a stop surface.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.

In Verbindung mit 1 ist ein erfindungsgemäßer Nockenwellenversteller 1 erkennbar, wobei dieser Nockenwellenversteller 1 der Übersichtlichkeit halber lediglich abschnittsweise dargestellt ist. Der Nockenwellenversteller 1 ist prinzipiell als ein Nockenwellenversteller 1 nach einem Flügelzellentyp aufgebaut sowie funktionierend. Der Nockenwellenversteller 1 ist als hydraulischer Nockenwellenversteller 1 ausgebildet. Insbesondere sei in diesem Zusammenhang auf die WO 2008/107275 A1 verwiesen, deren Aufbau für den Nockenwellenversteller 1 als hierin integriert gilt.Combined with 1 is an inventive camshaft adjuster 1 recognizable, with this camshaft adjuster 1 the sake of clarity is shown only in sections. The camshaft adjuster 1 is basically a camshaft phaser 1 built according to a wing cell type and functioning. The camshaft adjuster 1 is as a hydraulic camshaft adjuster 1 educated. In particular, in this context, the WO 2008/107275 A1 referenced, their structure for the camshaft adjuster 1 as incorporated herein.

Folglich weist der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller 1 prinzipiell einen Stator 2 auf, von dem hier ein Deckel 6 abgebildet ist. Der Stator 2 nimmt wiederum drehbar um eine Drehachse 3 einen Rotor des Nockenwellenverstellers 1 verdrehbar auf. Der Rotor ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Rotor und Stator 2 bilden zwischeneinander durch sich in radialer Richtung nach innen erstreckende Vorsprünge am Stator sowie an in radialer Richtung nach außen abstehenden Flügeln am Rotor mehrere hydraulische Arbeitskammern aus. In Abhängigkeit der Druckbeaufschlagung der Arbeitskammern wird der Rotor relativ zum Stator 2 im Betrieb des Nockenwellenverstellers 1 verdreht. In 1 ist eine Sperrstellung des Nockenwellenverstellers 1 umgesetzt. Hierbei ist der Rotor relativ zum Stator 2 in seiner Drehrichtung um die Drehachse 3 mittels eines Sperrmechanismus 4 blockiert.Consequently, the camshaft adjuster according to the invention 1 in principle a stator 2 on, from here a lid 6 is shown. The stator 2 in turn rotates about a rotation axis 3 a rotor of the camshaft adjuster 1 rotatable on. The rotor is not shown for clarity. Rotor and stator 2 form a plurality of hydraulic working chambers between each other by radially extending inwardly extending projections on the stator and at radially outwardly projecting wings on the rotor. Depending on the pressurization of the working chambers, the rotor becomes relative to the stator 2 during operation of the camshaft adjuster 1 twisted. In 1 is a blocking position of the camshaft adjuster 1 implemented. Here, the rotor is relative to the stator 2 in its direction of rotation about the axis of rotation 3 by means of a locking mechanism 4 blocked.

Der Sperrmechanismus 4 weist einen Bolzen 5 auf, der auch als Verriegelungspin bezeichnet ist. Der Bolzen 5 ist in einer axialen Richtung der Drehachse 3 / des Rotors verschiebbar in einem Aufnahmeloch des Rotors, nämlich in einem Flügel des Rotors, aufgenommen. In einer Richtung in das Einschiebeloch 7 hinein / zu dem Deckel 6 hin ist der Bolzen 5 mittels einer üblichen Feder, hier einer Schraubendruckfeder, vorgespannt. Ebenfalls gehört ein Einschiebeloch 7 zum Sperrmechanismus 4, das in dem Deckel 6 vorgesehen ist. Wie hier in 1 gut zu erkennen ist, ragt der Bolzen 5 in einer Sperrstellung des Nockenwellenverstellers 1 bereits in das Einschiebeloch 7 hinein und beschränkt somit, in Abhängigkeit der Abmaße des Einschiebelochs 7, d.h. insbesondere der Länge des Einschiebelochs 7 in Umfangsrichtung, den Drehwinkel zwischen dem Rotor relativ zum Stator 2. Im Normalzustand, in dem sich der Nockenwellenversteller nicht in der Sperrstellung befindet, ist insbesondere in Abhängigkeit des Drucks in den Arbeitskammern eine Verdrehung des Rotors relativ zum Stator 2 um ca. 36° in einer Drehrichtung umsetzbar. Der statorfeste Deckel 6 ist hierbei als ein in axialer Richtung gesehener Seitendeckel des Stators 2 ausgebildet, der zu einer axialen Seite des Rotors die Arbeitskammern abdichtet.The locking mechanism 4 has a bolt 5 on, which is also referred to as a locking pin. The bolt 5 is in an axial direction of the rotation axis 3 / of the rotor slidably received in a receiving hole of the rotor, namely in a wing of the rotor. In one direction in the slide hole 7 in / to the lid 6 there is a bolt 5 by means of a conventional spring, here a helical compression spring biased. Also includes a slide hole 7 to the locking mechanism 4 that in the lid 6 is provided. Like here in 1 is clearly visible, the bolt protrudes 5 in a blocking position of the camshaft adjuster 1 already in the slide hole 7 in and thus limited, depending on the dimensions of the slide hole 7 , ie in particular the length of the push-in hole 7 in the circumferential direction, the angle of rotation between the rotor relative to the stator 2 , In the normal state, in which the camshaft adjuster is not in the blocking position, in particular as a function of the pressure in the working chambers, a rotation of the rotor relative to the stator 2 can be converted by approx. 36 ° in one direction of rotation. The stator fixed cover 6 is here as a seen in the axial direction side cover of the stator 2 formed, which seals the working chambers to one axial side of the rotor.

In diesen Ausführungsbeispielen ist der Bolzen 5 im Querschnitt nach 1 betrachtet im Wesentlichen kreisrund ausgeführt. Auch das Einschiebeloch 7 ist im Wesentlichen kreisrund ausgeführt, weist jedoch einen größeren Durchmesser / Radius auf als der Bolzen 5. Erfindungsgemäß ist der Bolzen 5 nun derart relativ zu einer Seitenwand 8 (in Umfangsrichtung) des Einschiebelochs 7 positioniert und die Seitenwand 8 derart ausgeformt, dass der Bolzen 5 an der Seitenwand 8 in der dargestellten Sperrstellung in einem Kontaktbereich 9 anliegt, der in radialer Richtung der Drehachse 3 gesehen außerhalb eines Mittelpunktes 10 des Bolzens 5 liegt. Dadurch ergibt sich eine besonders geschickte Ausrichtung der resultierenden Kraft, wie sie durch Drücken des Kontaktbereiches 9 auf den Bolzen 5 wirkt. Der Kontaktbereich 9 ist im Querschnitt gesehen als Kontaktpunkt 12 ausgebildet, was durch die Ausbildung der jeweiligen Außen- bzw. Innenflächen des Bolzens 5 sowie des Einschiebelochs 7 bedingt ist. In axialer Richtung gesehen ergibt sich somit eine Anlagelinie, die den Kontaktbereich 9 ausbildet.In these embodiments, the bolt 5 in cross section 1 considered essentially circular. Also the slide hole 7 is made substantially circular, but has a larger diameter / radius than the bolt 5 , According to the invention, the bolt 5 now so relative to a side wall 8th (in the circumferential direction) of the insertion hole 7 positioned and the side wall 8th formed such that the bolt 5 on the side wall 8th in the illustrated blocking position in a contact area 9 is present, in the radial direction of the axis of rotation 3 seen outside of a midpoint 10 of the bolt 5 lies. This results in a particularly skillful alignment of the resulting force, as by pressing the contact area 9 on the bolt 5 acts. The contact area 9 is seen as a contact point in cross-section 12 formed, which by the formation of the respective outer and inner surfaces of the bolt 5 as well as the push-in hole 7 is conditional. Seen in the axial direction thus results in a plant line, which is the contact area 9 formed.

Auch ist im Querschnitt erkennbar, dass die Seitenwand 9 den gleichen Radius / Durchmesser wie die weitere Erstreckung des Einschiebelochs 7 in Umfangsrichtung aufweist. Eine radiale Kraftkomponente F2 ist somit beim Blockieren des Rotors relativ zum Stator 2 in der Sperrstellung nach innen gerichtet und eine axiale Kraftkomponente in Umfangsrichtung ausgerichtet.Also, it can be seen in cross-section that the side wall 9 the same radius / diameter as the further extension of the slide hole 7 in the circumferential direction. A radial force component F2 is thus in blocking the rotor relative to the stator 2 directed in the locked position inwardly and aligned an axial force component in the circumferential direction.

Insbesondere wird auch deutlich, dass ein weiterer (zweiter) Mittelpunkt 14 des Einschiebelochs 7 im Querschnitt gesehen wiederum radial innerhalb des (ersten) Mittelpunktes 10 und somit auch innerhalb des Kontaktbereiches 9 / Kontaktpunktes liegt. Somit ist der (dritte) Radius R3 eines gedachten (dritten) Kreises um die Drehachse 3 durch den (zweiten) Mittelpunkt 14 kleiner als der (zweite) Radius R2 eines gedachten (zweiten) Kreises um die Drehachse 3 durch den (ersten) Mittelpunkt 10 zur Drehachse 3 sowie kleiner als der (erste) Radius R1 eines gedachten (ersten) Kreises um die Drehachse 3 durch den Kontaktbereich 9 / Kontaktpunkt. Eine Drehrichtung 15 des Bolzens 5 und somit des Rotors relativ zum Stator 2 ist dabei mittels des Bezugszeichens 15 prinzipiell veranschaulicht.In particular, it is also clear that another (second) center 14 of the sliding hole 7 seen in cross section again radially within the (first) center point 10 and thus also within the contact area 9 / Contact point lies. Thus, the (third) radius R 3 of an imaginary (third) circle around the axis of rotation 3 through the (second) center 14 smaller than the (second) radius R 2 of an imaginary (second) circle about the axis of rotation 3 through the (first) center point 10 to the rotation axis 3 and smaller than the (first) radius R 1 of an imaginary (first) circle about the axis of rotation 3 through the contact area 9 / Contact point. One direction of rotation 15 of the bolt 5 and thus the rotor relative to the stator 2 is by means of the reference symbol 15 illustrated in principle.

Desweiteren ist erkennbar, dass ein Winkel α1 zwischen einer vertikalen Linie 18 relativ zu einer (ersten) Radiallinie 13, die von der Drehachse 3 durch den Kontaktbereich 9 / Kontaktpunkt verläuft, größer als ein Winkel α2, der zwischen der vertikalen Linie 18 und einer (zweiten) Radiallinie 16, die von der Drehachse 3 durch den Mittelpunkt 10 verläuft, ist. Diese beiden Winkel α1 und α2 sind wiederum größer als ein Winkel α3, der von der vertikalen Linie 18 und einer (dritten) Radiallinie 17, die von der Drehachse 3 zu dem (zweiten) Mittelpunkt 14 hin verläuft, eingeschlossen ist.Furthermore, it can be seen that an angle α 1 between a vertical line 18 relative to a (first) radial line 13 from the axis of rotation 3 through the contact area 9 / Contact point is greater than an angle α 2 , which is between the vertical line 18 and a (second) radial line 16 from the axis of rotation 3 through the center 10 runs, is. These two angles α 1 and α 2 are in turn greater than an angle α 3 , that of the vertical line 18 and a (third) radial line 17 from the axis of rotation 3 to the (second) center 14 runs, is enclosed.

Weiterhin ist insbesondere der Rotor aus einem Sinterwerkstoff ausgebildet.Furthermore, in particular, the rotor is formed of a sintered material.

In Verbindung mit 2 ist dann ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers 1 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist weitestgehend gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut sowie funktionierend, weshalb nachfolgend lediglich die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen beschrieben sind.Combined with 2 is then a second embodiment of the camshaft adjuster according to the invention 1 shown. This embodiment is largely constructed and functioning according to the first embodiment, which is why only the differences between the two embodiments are described below.

Insbesondere ist das Einschiebeloch 7 in dem zweiten Ausführungsbeispiel etwas anders aufgebaut. Das Einschiebeloch 7 weist eine sich flächig sowie schräg zu einer Radiallinie, etwa zu der ersten Radiallinie 13, erstreckende Anschlagsfläche 11 auf, die die Seitenwand 8 zu einer Seite hin in Umfangsrichtung ausbildet. Die üblichen Gegebenheiten der Anordnungen des Mittelpunktes 10 relativ zu dem Kontaktbereich 9 sind jedoch gleich. Desweiteren ist hierbei ein Winkel α4 zwischen der den Kontaktbereich 9 mit der Drehachse 3 verbindenden ersten Radiallinie 13 relativ zu der Verlängerungslinie der Anschlagsfläche 11 ausgebildet. Dieser Winkel α4 ist ein spitzer Winkel, d.h. ein Winkel zwischen 0 und 90°. In diesem Ausführungsbeispiel liegt der Winkel α4 insbesondere um die 5°, kann jedoch auch alternativ besonders bevorzugt zwischen 1° und 5° liegen. Da die Anschlagsfläche 11 in dieser Abbildung parallel zu der vertikalen Linie 18 ausgerichtet ist, entspricht in dieser Abbildung der Winkel α4 dem Winkel α1. Auch ist wiederum die Reaktionskraft in radialer Richtung nach innen gerichtet, sodass eine Drucklast statt einer Zuglast im Rotorflügel auftritt.In particular, the slide-in hole 7 constructed slightly differently in the second embodiment. The slide-hole 7 has a flat and oblique to a radial line, such as the first radial line 13 , extending stop surface 11 on top of the side wall 8th forms to one side in the circumferential direction. The usual circumstances of the arrangements of the center 10 relative to the contact area 9 however, they are the same. Furthermore, this is an angle α 4 between the contact area 9 with the rotation axis 3 connecting first radial line 13 relative to the extension line of the stop surface 11 educated. This angle α 4 is an acute angle, ie an angle between 0 and 90 °. In this embodiment, the angle α 4 is in particular about 5 °, but may also be particularly preferably between 1 ° and 5 °. Because the stop surface 11 in this figure, parallel to the vertical line 18 is aligned, corresponds in this figure, the angle α 4 the angle α 1 . Again, in turn, the reaction force in the radial direction is directed inward, so that a pressure load instead of a tensile load in the rotor blade occurs.

In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Nockenwellenversteller 1 ermöglicht, der einen spannungsoptimierten Rotor mit einer kleineren Wanddicke realisieren lässt. Auch kann der Nockenwellenversteller 1 einen größeren Verstellwinkel bei einem gleichen Gewicht, bzw. einen leichteren Nockenwellenversteller 1 beim gleichen Verstellwinkel als bei den Ausführungen des Standes der Technik erreichen. Die Sicherheit gegen Bruch am Verriegelungsflügel (Flügel) wird um ca. 20 % gegenüber dem Stand der Technik erhöht und die Ausfälle im Feld im verriegelten Zustand (Sperrstellung) des Nockenwellenverstellers 1 deutlich vermieden. Insbesondere wird eine Änderung der Reaktionskraft FR umgesetzt, die in ihrer Richtung verändert wird. Die Veränderung kann entweder im Falle einer runden Verriegelungskulisse 7, z.B. mit einem eingepressten Napf im Verriegelungsdeckel 6 derart erfolgen, dass der Radius des Kontakts zwischen dem Verriegelungspin 5 und der Verriegelungskulisse 7 größer sein soll als der Positionsradius des Verriegelungspins 5 (vorzugsweise um 0,1 bis 1 mm). In einem weiteren Fall kann auch eine Verriegelungskulisse 7 mit Linienanlagefläche 11, z.B. bei einer umgeformten Verriegelungskulisse 7 umgesetzt sein. Hierbei ist es weiter zu den Ausführungen des ersten Ausführungsbeispiels möglich, dass ein Winkel α4 für den Kontaktpunkt 9 zwischen Verriegelungspin 5 und Verriegelungskulisse 7 als ein spitzer Winkel größer 0° und kleiner 90° ausgebildet ist, vorzugsweise zwischen 1° und 5°. In other words, according to the invention is thus a camshaft adjuster 1 allows to realize a voltage optimized rotor with a smaller wall thickness. Also, the camshaft adjuster 1 a larger adjustment at the same weight, or a lighter camshaft adjuster 1 reach at the same adjustment angle as in the embodiments of the prior art. The safety against breakage on the locking wing (wing) is increased by about 20% compared to the prior art and the failures in the field in the locked state (blocking position) of the camshaft adjuster 1 clearly avoided. In particular, a change in the reaction force F R is implemented, which is changed in their direction. The change can be either in the case of a round locking gate 7 , eg with a pressed-in cup in the locking lid 6 such that the radius of the contact between the locking pin 5 and the locking link 7 should be greater than the position radius of the locking pin 5 (preferably around 0.1 to 1 mm). In another case may also be a locking link 7 with line contact surface 11 , eg in the case of a deformed locking link 7 be implemented. It is further possible to the embodiments of the first embodiment that an angle α 4 for the contact point 9 between locking pin 5 and locking linkage 7 is formed as an acute angle greater than 0 ° and less than 90 °, preferably between 1 ° and 5 °.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
NockenwellenverstellerPhaser
22
Statorstator
33
Drehachseaxis of rotation
44
Sperrmechanismuslocking mechanism
55
Bolzenbolt
66
Deckelcover
77
EinschiebelochEinschiebeloch
88th
SeitenwandSide wall
99
Kontaktbereichcontact area
1010
MittelpunktFocus
1111
Anschlagsflächestop surface
1212
Kontaktpunktcontact point
1313
erste Radialliniefirst radial line
1414
zweiter Mittelpunktsecond center
1515
Drehrichtungdirection of rotation
1616
zweite Radialliniesecond radial line
1717
dritte Radialliniethird radial line
1818
vertikale Linievertical line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2014/0144283 [0002]US 2014/0144283 [0002]
  • WO 2005/049976 A1 [0003]WO 2005/049976 A1 [0003]
  • DE 102008021315 A1 [0004]DE 102008021315 A1 [0004]
  • WO 2005/108752 A1 [0005]WO 2005/108752 A1 [0005]
  • WO 2008/107275 A1 [0005, 0022]WO 2008/107275 A1 [0005, 0022]
  • DE 102007019920 A1 [0005]DE 102007019920 A1 [0005]

Claims (4)

Nockenwellenversteller (1) nach einem Flügelzellentyp für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Stator (2), einem relativ zu diesem Stator (2) um eine Drehachse (3) verdrehbaren Rotor sowie einem Sperrmechanismus (4) zum Blockieren des Rotors relativ zu dem Stator (2) in einer Sperrstellung, wobei in der Sperrstellung ein in dem Rotor verschiebbar aufgenommener Bolzen (5) in ein in einem statorfesten Deckel (6) eingebrachtes Einschiebeloch (7) des Sperrmechanismus (4) formschlüssig hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (5) derart relativ zu einer Seitenwand (8) des Einschiebelochs (7) positioniert ist und die Seitenwand (8) derart ausgeformt ist, dass der Bolzen (5) an der Seitenwand (8) in der Sperrstellung in einem Kontaktbereich (9) anliegt, der in radialer Richtung der Drehachse (3) gesehen außerhalb eines Mittelpunktes (10) des Bolzens (5) liegt.Camshaft adjuster (1) according to a vane type for an internal combustion engine, comprising a stator (2), a rotor rotatable about a rotation axis (3) relative to said stator (2), and a locking mechanism (4) for blocking the rotor relative to the stator (2 ) in a blocking position, wherein in the blocking position, a bolt (5) slidably received in the rotor projects into a push-in hole (7) of the locking mechanism (4) introduced in a stator-fixed cover (6), characterized in that the bolt (5) is positioned relative to a side wall (8) of the push - in hole (7) and the side wall (8) is shaped such that the bolt (5) bears against the side wall (8) in the blocking position in a contact region (9) which is in Seen in the radial direction of the axis of rotation (3) seen outside a center (10) of the bolt (5). Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (8) ein Abschnitt des im Querschnitt kreisrunden Einschiebelochs (7) ist.Camshaft adjuster (1) to Claim 1 , characterized in that the side wall (8) is a portion of the circular cross-section Einschiebelochs (7). Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (8) durch eine sich eben erstreckenden Anschlagsfläche (11) des Einschiebelochs (7) ausgebildet ist.Camshaft adjuster (1) to Claim 1 or 2 , characterized in that the side wall (8) by a just extending stop surface (11) of the push-in hole (7) is formed. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagsfläche (11), in einem Querschnitt des Nockenwellenverstellers (1) betrachtet, in einem spitzen Winkel relativ zu einer von der Drehachse (3) zu einem Kontaktpunkt (12) des Kontaktbereiches (9) verlaufenden Radiallinie (13) angeordnet ist.Camshaft adjuster (1) to Claim 3 , characterized in that the abutment surface (11), viewed in a cross section of the camshaft adjuster (1), at an acute angle relative to one of the rotational axis (3) to a contact point (12) of the contact region (9) extending radial line (13) is arranged.
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