DE19614558A1

DE19614558A1 - Device for changing the opening and closing times of gas exchange valves of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE19614558A1
Application number: DE1996114558
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Straus; Jochen Dipl Ing Auchter; Rainer Dipl Ing Ottersbach; Mike Dipl Ing Kohrs
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1997-10-16
Also published as: DE19681401D2; WO1997039224A1

Abstract

A device (1) for changing the opening and closing times of gas exchange valves in an internal combustion engine has coupling means (15) which create an interlocking link between their driving unit (3) and the output unit (9) when their regulating piston (6) is in a limit position, and clearance regulating means (17) which by turning allow the coupling position of the coupling means (15) to be precisely placed with respect to the limit position of the regulating piston (6) during final assembly of the device (1).

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a device for changing the opening and Closing times of gas exchange valves of an internal combustion engine according to the Features of claim 1.

Background of the Invention

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 29 09 803 vorbekannt. Nach Start der Brennkraftmaschine tritt bei einer derartigen Vorrichtung das Problem auf, daß der jeweilige Verstellkolben mit hoher Geschwindigkeit in eine maximale Verstellposition eilt und dort unter erheblicher Geräuschemission mehrfach anschlägt. Dies rührt daher, daß nach Außerbetriebsetzung der Brennkraftma schine das in der Vorrichtung befindliche hydraulische Mittel allmählich aus dieser entweicht und somit der Verstellkolben hydraulisch nicht mehr aus reichend eingespannt ist, wobei in aller Regel ein gewisses Restvolumen an hydraulischem Mittel verbleibt. Hervorgerufen durch die Drehungleichförmig keit der Nockenwelle wird nach Wiederbefeuerung der Brennkraftmaschine der Verstellkolben, da dieser nun hydraulisch nicht mehr eingespannt ist, in eine Endlage unter der erwähnten erheblichen Geräuschentwicklung verschoben. Dieser Zustand ist im Zeitraum zwischen Befeuerung der Brennkraftmaschine und Befüllung der Druckkammern festzustellen, d. h. wenige Sekunden nach dem Start des Motors.Such a device is previously known from DE-PS 29 09 803. After start the internal combustion engine has the problem with such a device, that the respective adjusting piston at high speed in a maximum Adjustment position hurries and there several times with considerable noise emission strikes. This is because after the decommissioning of the internal combustion engine gradually shed the hydraulic medium in the device this escapes and therefore the adjusting piston no longer hydraulically escapes is adequately clamped, with a certain residual volume as a rule hydraulic medium remains. Caused by the rotationuniform speed of the camshaft after the internal combustion engine has been re-fired Adjusting piston, since it is no longer hydraulically clamped, in one End position shifted under the mentioned considerable noise. This state is in the period between the firing of the internal combustion engine and filling the pressure chambers, d. H. a few seconds after the start of the engine.

Object of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vor genannten Gattung vorzustellen, bei der die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und insbesondere mit einfachen Mitteln, d. h. mit geringem konstruktiven Aufwand das angezeigte Startklappern und ein Schwingen des Verstellwinkels zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle vermieden ist unter gleichzeitiger Schaffung einer kostengünstigen Möglichkeit einer Spieleinstellung seiner miteinander im Dreheingriff sich befindenden Bauteile.The invention is therefore based on the object of a device to introduce mentioned genus, in which the disadvantages shown eliminated are and in particular with simple means, d. H. with little constructive Effort the displayed start rattling and a swing of the adjustment angle between camshaft and crankshaft is avoided at the same time Creating an inexpensive way to stop playing its components that are in rotary engagement with one another.

Summary of the invention

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach den Merkmalen des kennzeichnen den Teiles des Anspruchs 1 gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 17 sind.According to the invention, this object is characterized by the features of solved the part of claim 1, expedient developments of Invention are the subject of dependent claims 2 to 17.

Durch die im Anspruch 1 aufgezeigten erfindungsgemäßen Mittel ist zum einen nicht mehr mit den beim Stand der Technik auftretenden Klappergeräuschen durch hochfrequentes Anschlagen des Verstellkolbens an seine eine Endlage zu rechnen. Bevorzugt wird dabei der Verstellkolben in einer seiner maximal möglichen Anschlagstellungen ("spätes" oder "frühes" Öffnen der betroffenen Gaswechselventile) gehalten. Durch die gleichzeitig zum anderen applizierten Spieleinstellmittel gelingt es hervorragend, die Koppelposition des Koppelmittels in bezug auf die gewünschte Anschlagstellung des Verstellkolbens einzustellen. Ohne diese Spieleinstellmöglichkeit müßte, um ein geringes Verdrehspiel der Vorrichtungsteile im verriegelten Zustand zu schaffen, eine extrem genaue Ferti gung der miteinander in Eingriff befindlichen verzahnten Abschnitte und der Koppelmittel zueinander erfolgen, um sich möglicherweise überlagernde Tole ranzen zu eliminieren. Durch diese Möglichkeit der Einstellung der Verdrehpo sition des Koppelmittels in bezug auf die Anschlagstellung des Verstellkolbens gelingt es vor der Erstinbetriebnahme der Brennkraftmaschine hervorragend, eventuell vorhandene Bauteiltoleranzen auszugleichen und die Koppelposition des Verstellkolbens punktgenau zu definieren.On the one hand, by the means according to the invention shown in claim 1 no longer with the rattling noises occurring in the prior art by hitting the adjusting piston at its one end position with high frequency count. The adjusting piston is preferred in one of its maximum possible stop positions ("late" or "early" opening of the affected Gas exchange valves) held. By applied to the other at the same time The play setting means succeeds very well in the coupling position of the coupling means in relation to the desired stop position of the adjusting piston. Without this game setting option would have to be a slight backlash To create device parts in the locked state, an extremely accurate ferti tion of the intermeshed toothed sections and the Coupling means are made to one another to possibly overlap toles to eliminate satchels. Through this possibility of setting the twist po sition of the coupling means in relation to the stop position of the adjusting piston succeeds excellently before the first commissioning of the internal combustion engine, Compensate any existing component tolerances and the coupling position to define the adjusting piston precisely.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist das Koppelmittel dabei als hydraulisch verlagerbarer Schieber ausgebildet, der wahlweise mit der Ab- bzw. Antriebseinheit bei nachlassendem Druck an hydraulischem Mittel koppelbar ist. Mit dem Schieber verdrehfest über eine Axialführung verbunden sollen dabei die Spieleinstellmittel sein. Diese sind beispielsweise nach erfolgter Spielein stellung u. a. über eine Schweißverbindung bzw. Verstemmung mit dem Kop pelmittel verbunden und können als das Koppelmittel umschließender Blechring hergestellt sein. Eine Spieleinstellung zwischen Koppelmittel und Ab- bzw. Antriebselement kann auch über miteinander kommunizierende Schraubmittel, Keile und weitere Maschinenelemente erfolgen, wichtig ist es an dieser Stelle lediglich, daß während des Betriebes der Vorrichtung die eben genannten Bauteile drehfest zueinander vorliegen.In an expedient development of the invention, the coupling means is as hydraulically displaceable slide valve, which can either be Drive unit can be coupled to hydraulic means when the pressure drops. To be connected to the slide in a rotationally fixed manner via an axial guide be the game setting means. These are, for example, after playing position u. a. via a welded connection or caulking with the head pelmittel connected and can as the coupling means enclosing sheet metal ring be made. A game setting between coupling means and off or Drive element can also be used via screw means communicating with one another, Wedges and other machine elements take place, it is important at this point only that during operation of the device the just mentioned Components are rotationally fixed to each other.

Eine Kopplung des Koppel mittels ist dabei bevorzugt mit der Abtriebseinheit vorgesehen. Dabei wird unmittelbar vor dem Außerbetriebsetzen der Brenn kraftmaschine die Druckkammer der Vorrichtung mit Hydraulikmittel befüllt, die der gewünschten Startposition des Verstellkolbens abgewandt ist, so daß der Verstellkolben über das Hydraulikmittel in seine gewünschte Startposition verschoben wird. Da nach einem ersten Vorschlag die Druckkammer des Koppelmittels mit der des Verstellkolbens identisch ist, liegt in diesem Zustand vor dem Koppelmittel kein ausreichender Hydraulikmitteldruck an und das Koppelmittel verfährt auch über die Kraft eines Federmittels (fakultativ), wie beispielsweise einer Druckfeder, in seine Koppelposition, welche vorher durch Verdrehung des Spieleinstellmittels in bezug auf die Antriebseinheit einjustier bar war.A coupling of the coupling by means of the output unit is preferred intended. It will immediately before the decommissioning of the Brenn engine filled the pressure chamber of the device with hydraulic fluid, the the desired starting position of the adjusting piston is facing away, so that the Adjust the piston to the desired starting position using the hydraulic fluid is moved. According to a first proposal, the pressure chamber of the Coupling means that is identical to that of the adjusting piston is in this state there is no sufficient hydraulic fluid pressure in front of the coupling fluid and that Coupling means also works via the force of a spring means (optional), such as for example a compression spring, in its coupling position, which previously by Adjust the rotation of the lash adjuster in relation to the drive unit was cash.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist der Schieber beispielsweise als die Abtriebseinheit umschließender, konzentrischer Ring ausgebildet, so daß dieser eine ausreichend große Kolbenfläche für seine hydraulische Verschiebe bewegung aufweist. Denkbar an dieser Stelle ist jedoch auch zumindest ein "satellitenartig" ausgebildeter achsparalleler Schieber in einem der Druckräume. Auch ist es vorgesehen, daß der Schieber über vollkommen separate Betäti gungsmittel in seine Koppel- bzw. Entkoppelposition, so beispielsweise über Ventileinrichtungen, verlagert wird.In an expedient development of the invention, the slide is, for example formed as a concentric ring surrounding the output unit, so that this has a sufficiently large piston area for its hydraulic displacement has movement. However, at least one is also conceivable at this point "Satellite-like" axis-parallel slide in one of the pressure chambers. It is also provided that the slide has completely separate actuators means in its coupling or decoupling position, for example via Valve devices is relocated.

Um ein unerwünschtes Austreten von Hydraulikmittel aus dem Druckraum vor dem Schieber bzw. seiner separaten Druckkammer nach einem weiteren Unter anspruch zu verhindern, ist der Schieber radial innen und außen mit entspre chenden Dichtmitteln, wie Dichtringen versehen, welche in komplementären Aussparungen dieses positioniert sein können.To prevent any undesirable leakage of hydraulic fluid from the pressure chamber the slide or its separate pressure chamber after another sub To prevent claims, the slide must be locked radially on the inside and outside Appropriate sealants, such as sealing rings, which are in complementary Cutouts this can be positioned.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Verlagerung des Schiebers in seine Entkoppel stellung über den Hydraulikmitteldruck erfolgt, der ohnehin in einem der Druckräume anliegt. Dabei soll nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Druckraum des Schiebers identisch mit dem Druckraum sein, welcher verstell kolbenseitig der Vorrichtung zugewandt ist und nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung der Schieber über einen Pfad hydraulisch mit dem der Vorrich tung abgewandten Druckraum gekoppelt sein. Letztgenannte Maßnahme erweist sich insbesondere dann als sinnvoll, wenn der Verstellkolben eine Startposition eingenommen haben soll, die vorrichtungsfern ist, d. h. axial nach außen gewandt und gleichzeitig vom Koppelmittel in dieser Position gehalten werden soll. Beispielsweise ist eine derartige Ausgestaltung notwendig, wenn die eben genannte Anschlagstellung die Frühposition des Verstellkolbens kennzeichnet (für auslaßseitige Verstellvorrichtungen) und aus Bauraumgründen eine den Verstellkolben entgegengesetzt zu den auftretenden Drehungleichförmigkeiten der Nockenwelle beaufschlagende Druckfeder (in Richtung "früh" wirkend) vor richtungsseitig in den Druckraum eingebaut werden muß.It is advantageous if the slide is displaced into its decoupling position via the hydraulic medium pressure, which is already in one of the Pressure rooms. According to one embodiment of the invention Pressure chamber of the slide should be identical to the pressure chamber which adjusts on the piston side facing the device and after further training the invention of the slide on a path hydraulically with that of the Vorrich device facing away from the pressure chamber. The latter measure proves is particularly useful when the adjusting piston is in a starting position is said to have taken, which is remote from the device, d. H. axially outwards turned and at the same time held in this position by the coupling means should. For example, such a configuration is necessary if the called the stop position indicates the early position of the adjusting piston (for outlet-side adjustment devices) and for reasons of installation space the Adjusting piston opposite to the rotational irregularities that occur compression spring acting on the camshaft (acting in the "early" direction) must be installed in the pressure chamber on the directional side.

Allgemein gesagt, ist somit die Anschlagstellung des Verstellkolbens in der Vorrichtung vom Einsatzfall der jeweiligen Vorrichtung (Einlaß- oder Auslaß nockenwelle bzw. gemeinsame Zuordnung) sowie der Anordnung der ver zahnten Abschnitte von Verstellkolben und An- und Abtriebseinheit zueinander abhängig.Generally speaking, the stop position of the adjusting piston is thus in the Device from the application of the respective device (inlet or outlet camshaft or common assignment) and the arrangement of ver serrated sections of the adjusting piston and input and output unit to each other dependent.

Gleichzeitig soll, wie eben schon erwähnt, der Verstellkolben zusätzlich über die Kraft einer Druckfeder oder eines ähnlichen Federmittels in eine Verstell richtung angefedert sein, diese Verstellrichtung ist beispielsweise die, welche entgegen den in Richtung "spät" wirkenden Schleppmomenten der Nockenwelle gerichtet ist. Sie kann jedoch auch in Richtung der Schleppmomente der Nocken welle verlaufen.At the same time, as already mentioned, the adjusting piston should also be over the force of a compression spring or a similar spring means in an adjustment direction, this adjustment direction is, for example, which against the drag torque of the camshaft acting in the "late" direction is directed. However, it can also move in the direction of the drag moments of the cams wave run.

Der genannte separate Pfad zu einer Druckkammer vor das Koppelmittel ist nach einer Konkretisierung der Erfindung radial außerhalb eines den Verstell kolben radial umschließenden Ringteiles angeordnet und beispielsweise als Ringraum ausgebildet. Denkbar ist jedoch auch eine Ausgestaltung dieses Pfades als sich innerhalb der Antriebseinheit erstreckender Kanal.The said separate path to a pressure chamber in front of the coupling means is after concretizing the invention radially outside of the adjustment piston arranged radially enclosing ring part and, for example, as Annulus trained. However, an embodiment of this is also conceivable Path as a channel extending within the drive unit.

Das als Ring ausgebildete Spieleinstellmittel kann dabei stirnseitig mit radial nach innen weisenden Ansätzen versehen sein, durch welche Ansätze dem Koppelmittel gleichzeitig Anschläge für seine Verschiebebewegung gegeben sind. Ebenfalls kann der Ring in Fortbildung der Erfindung derart ausgestaltet sein, daß er die Vorrichtung radial nach außen, quasi als Gehäuseteil, in axialer Verlängerung der Antriebseinheit begrenzt. Der Schieber soll dabei weitestge hend vollständig in einer Bohrung des Ringes verlaufen. Alternativ ist es vor gesehen, den Ring mit einem Großteil seiner Mantelfläche in eine entsprechen de Bohrung der Antriebseinheit einzubauen und dort stirnseitig nach erfolgter Spieleinstellung zu verschweißen. The clearance adjustment means designed as a ring can be radial on the end face inward-looking approaches, through which approaches the Coupling means given stops for its displacement movement are. In a further development of the invention, the ring can also be designed in this way be that he the device radially outwards, quasi as a housing part, in the axial Extension of the drive unit limited. The slide should go as far as possible completely in a hole in the ring. Alternatively, it is before seen the ring with a large part of its outer surface in a match de hole in the drive unit and install it on the Weld the game setting.

Denkbar und vorgesehen ist auch eine Lösung, bei der über das Koppelmittel mehrere Koppelstufen über den Verstellbereich des Verstellkolbens hinweg realisiert sind, so daß über diese Koppelstufen ein mechanisches Halten des Verstellkolbens hergestellt ist. Als Mittel zur Verstellung des Verstellkolbens und des Koppelmittels ist an jedes Servomittel, jedoch bevorzugt an Hydraulikmittel, gedacht. Zusätzlich sind zwei prinzipielle Koppelmechanismen vorgesehen. Ein erster, bevorzugter Mechanismus sieht vor, den Verstellkolben unmittelbar vor dem Abstellen der Brennkraftmaschine hydraulisch in seine Startposition (An schlagstellung) zu verlagern und dort eine sofortige Verriegelung über das Koppelmittel zu schaffen. Gemäß einem alternativen Vorschlag kann es jedoch auch denkbar sein, die Kopplung erst nach dem Wiederbefeuern der Brenn kraftmaschine herzustellen, indem der Verstellkolben in seiner erstmalig erreich ten Spätposition, welche er ohnehin aufgrund der fehlenden Hydraulikmittel befüllung durch die Drehungleichförmigkeit der Nockenwelle mehrfach ein nehmen will, zu koppeln und dort so lang zu halten, bis die Vorrichtung wieder ausreichend an Hydraulikmittel befüllt ist.A solution is also conceivable and provided in which the coupling means several coupling stages across the adjustment range of the adjustment piston are realized, so that a mechanical holding of the Adjusting piston is made. As a means of adjusting the adjusting piston and of the coupling means is on each servo means, but preferably on hydraulic means, thought. In addition, two basic coupling mechanisms are provided. On The first, preferred mechanism provides for the adjusting piston to be provided directly the shutdown of the internal combustion engine hydraulically to its starting position (An position) and there an immediate locking over the To create coupling means. However, according to an alternative proposal, it can also be conceivable, the coupling only after re-firing the burner to manufacture the engine by reaching the adjusting piston in its first time late position, which he had anyway due to the lack of hydraulic fluid fill several times due to the rotational irregularity of the camshaft want to take to pair and hold there until the device again is sufficiently filled with hydraulic fluid.

Brief description of the drawing

Zweckmäßigerweise ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:The invention is expediently shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit entkoppeltem Koppelmittel; Fig. 1 shows a longitudinal section through an inventive apparatus with decoupled coupling means;

Fig. 2 eine Vorrichtung nach Fig. 1 im spiegelbildlichen Halbschnitt, jedoch mit gekoppeltem Koppelmittel und Verstellkolben in bevorzugter Koppelposition; FIG. 2 shows a device according to FIG. 1 in mirror-image half section, but with a coupled coupling means and adjusting piston in a preferred coupling position;

Fig. 3 eine Teilansicht einer Vorrichtung ähnlich Fig. 1 mit spezieller Ausgestaltung des Spieleinstellmittels und Fig. 3 is a partial view of a device similar to FIG. 1 with a special embodiment of the play setting means and

Fig. 4 eine Vorrichtung ähnlich der in Fig. 1 gezeigten. Fig. 4 shows a device similar to that shown in Fig. 1.

Detailed description of the drawing

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Verändern der Öffnungs- und Schließzei ten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, deren Aufbau und Wirkungsweise der Fachwelt prinzipiell bekannt sind. Die Vorrichtung 1 besteht aus einem Antriebsrad 2, welches hier auf einer hohlzylindrischen Antriebs einheit 3 befestigt ist. Die Antriebseinheit 3 weist dabei eine radial nach außen gerichtete Verzahnung (Schrägverzahnung) 4 auf, die mit einem innenliegenden, verzahnten Abschnitt 5 eines hydraulisch verlagerbaren Verstellkolbens 6 zusammenwirkt. Der Verstellkolben 6 wiederum besitzt einen außen liegenden, schrägverzahnten Abschnitt 7, der mit einer Verzahnung 8 einer Abtriebseinheit 9 in Eingriff ist. Die Abtriebseinheit 9 wiederum ist drehfest mit einer nicht dargestellten Nockenwelle verbunden. Fig. 1 shows a device 1 for changing the opening and closing times of gas exchange valves of an internal combustion engine, the structure and mode of operation of which are known in principle to experts. The device 1 consists of a drive wheel 2 , which is attached here to a hollow cylindrical drive unit 3 . The drive unit 3 has a radially outward toothing (helical toothing) 4 which interacts with an internal toothed section 5 of a hydraulically displaceable adjusting piston 6 . The adjusting piston 6 in turn has an external, helically toothed section 7 which is in engagement with a toothing 8 of an output unit 9 . The output unit 9 is in turn non-rotatably connected to a camshaft, not shown.

Der Verstellkolben 6 begrenzt mit seinen beiden Stirnseiten 10, 11 Druckräume 12, 13 für hydraulisches Mittel. Dabei bewirkt eine Zuleitung von dem hydrauli schen Mittel in den Druckraum 12, beispielsweise über einen Pfad 14, eine Verlagerung des Verstellkolbens 6 in die in Fig. 1 gezeigte Anschlagstellung. Diese hydraulische Verlagerung des Verstellkolbens 6 in Axialrichtung führt über die Verzahnungen bzw. Abschnitte 4, 5, 7, 8 zu einer Relativverdrehung von Antriebsrad 2 zur nicht dargestellten Nockenwelle.The adjusting piston 6 delimits pressure chambers 12 , 13 for hydraulic medium with its two end faces 10 , 11 . A supply line from the hydraulic means in the pressure chamber 12 , for example via a path 14 , causes a displacement of the adjusting piston 6 into the stop position shown in FIG. 1. This hydraulic displacement of the adjusting piston 6 in the axial direction leads via the toothing or sections 4 , 5 , 7 , 8 to a relative rotation of the drive wheel 2 to the camshaft, not shown.

Aus Fig. 1 geht es zusätzlich hervor, daß an den Druckraum 12 ein ringförmi ges Koppelmittel (Schieber) 15 angrenzt. Dieses Koppelmittel 15 ist dabei radial außen über eine Axialführung 16 mit einem später zu erläuternden Spieleinstell mittel 17 verdrehfest verbunden. Das Spieleinstellmittel 17 wiederum erfährt eine verdrehfeste Verbindung mit den Antriebsmitteln 3 (hier gleichzeitig als Gehäuse ausgebildet) beispielsweise über eine Schweißung 18.From Fig. 1 it is also apparent that an annular coupling means (slider) 15 is adjacent to the pressure chamber 12 . This coupling means 15 is connected radially outside via an axial guide 16 with a later to be explained Spieleinstell medium 17 non-rotatably. The play setting means 17 in turn experiences a torsion-proof connection with the drive means 3 (here simultaneously formed as a housing), for example via a weld 18 .

Zur Verhinderung eines unerwünschten Austretens von hydraulischem Mittel aus dem Druckraum 12, der dem Koppelmittel 15 benachbart ist, weist dieses Koppelmittel 15 radial innen und außen als Dichtringe ausgebildete Dichtmittel 19 auf, die abdichtend gegenüber den gegenüberliegenden Teilen 9, 17 an geordnet sind. Zugleich ist das Koppelmittel 15 in Vorrichtungsrichtung, d. h. hier in Richtung zum Druckraum 12, über die Kraft eines die Abtriebseinheit 9 ringförmig umschließenden Federmittels 20, wie einer Schraubenfeder, angefe dert. Des weiteren weist der Schieber axial innen einen Ansatz 21 auf, dem in einer Drehstellung von Antriebseinheit 3 zu Abtriebseinheit 9 zueinander eine Ausnehmung 22 eines Radialansatzes 23 der Abtriebseinheit 9 gegenüberliegt.To prevent undesired leakage of hydraulic medium from the pressure chamber 12 , which is adjacent to the coupling means 15 , this coupling means 15 has radially inside and outside as sealing rings designed sealing means 19 which are arranged sealingly against the opposite parts 9 , 17 . At the same time, the coupling means 15 is in the device direction, ie here in the direction of the pressure chamber 12 , via the force of a spring means 20 which surrounds the output unit 9 in a ring, such as a helical spring. Furthermore, the slide axially inside a shoulder 21 on which the driven unit facing in a rotational position of the drive unit 3 to the output unit 9 to each other, a recess 22 of a radial projection 23. 9

Wird nun die Brennkraftmaschine abgestellt und befindet sich in diesem Mo ment der Verstellkolben 6 beispielsweise in der in Fig. 1 gezeigten Anschlag stellung, so wird der Druckraum 13 mit Hydraulikmittel befüllt und der Druck raum 12 von diesem entlastet. Dadurch wird der Verstellkolben 6 von der in Fig. 1 zu der in Fig. 2 gezeigten Anschlagstellung verschoben. Da nunmehr auch das Koppelmittel 15 vom Druck an hydraulischem Mittel aus dem Druck raum 12 entlastet ist, verschiebt dessen Feder 20 dieses axial entlang der Axialführung 16 in Richtung zum Verstellkolben 6. Ansatz 21 des Koppelmittels 15 gleitet nunmehr in die fluchtende Ausnehmung 22 der Abtriebseinheit 9. Durch diesen Koppelvorgang sind Antriebseinheit 3 und Abtriebseinheit 9 solange miteinander formschlüssig verbunden, bis sich im Druckraum 12 wiederum ein ausreichend großer Druck an hydraulischem Mittel ausgebildet hat. Dies erfolgt jedoch aufgrund des Leerlaufens der Vorrichtung 1 an hydrauli schem Mittel nach ihrem Außerbetriebsetzen erst zeitverzögert nach dem Wiederbefeuern der Brennkraftmaschine. Durch diese Kopplung wird das aus dem Stand der Technik nachteilig bekannte hochfrequente Anschlagen des Verstellkolbens 6 an seine späte Anschlagposition (beispielsweise die in Fig. 2 gezeigte Stellung), hervorgerufen durch die in Richtung "spät" wirkenden Wechselmomente der Nockenwelle, verhindert. Die in Fig. 2 gezeigte An schlagstellung des Verstellkolbens 6 ist somit auch gleichzeitig dessen bevor zugte Startstellung ("spätes" Öffnen und Schließen der Einlaßventile bei einer Applikation der Vorrichtung 1 an einer Einlaßnockenwelle). Soll nun die er reichte Koppelposition des Verstellkolbens 6 verlassen werden, beispielsweise beim Betreiben der Brennkraftmaschine unter Teil- bzw. Vollast, so wird der Druckraum 12 mit Hydraulikmittel befüllt. Der Verstellkolben 6 führt eine Axialbewegung in vorrichtungsferne Richtung aus und zugleich verschiebt der Druck an hydraulischem Mittel das Koppelmittel 15 axial ebenfalls nach außen. Die vorhergehend beschriebene Verdrehsicherung ist somit aufgehoben.If the internal combustion engine is now switched off and the adjusting piston 6 is in this position, for example in the stop position shown in FIG. 1, the pressure chamber 13 is filled with hydraulic fluid and the pressure chamber 12 is relieved of this. As a result, the adjusting piston 6 is shifted from the stop position shown in FIG. 1 to the stop position shown in FIG. 2. Since the coupling means 15 is now relieved of the pressure of hydraulic means from the pressure chamber 12 , the spring 20 moves this axially along the axial guide 16 in the direction of the adjusting piston 6th Approach 21 of the coupling means 15 now slides into the aligned recess 22 of the output unit 9 . As a result of this coupling process, drive unit 3 and output unit 9 are positively connected to one another until a sufficiently high pressure of hydraulic medium has again developed in the pressure chamber 12 . However, this takes place due to the idling of the device 1 on hydraulic means after its decommissioning only after a delay after the refiring of the internal combustion engine. This coupling prevents the high-frequency striking of the adjusting piston 6 , which is disadvantageously known from the prior art, to its late stop position (for example the position shown in FIG. 2), caused by the alternating moments of the camshaft acting in the "late" direction. At the shown in Fig. 2 percussion position of the adjusting piston 6 is thus also at the same time before its ferred start position ( "late" Opening and closing the intake valves in an application of the device 1 to an inlet camshaft). If the coupling position of the adjusting piston 6 which he has reached is now to be exited, for example when operating the internal combustion engine under partial or full load, the pressure chamber 12 is filled with hydraulic medium. The adjusting piston 6 executes an axial movement in the direction remote from the device and at the same time the pressure of hydraulic means also displaces the coupling means 15 axially outwards. The anti-rotation device described above is thus canceled.

Zu dem Spieleinstellmittel 17:
Wie aus Fig. 1 bzw. auch den weiteren Figuren zu entnehmen ist, ist das Spieleinstellmittel 17 über eine Axialführung 16 mit dem Koppelmittel 15 verbunden. Nach einem Zusammenbau der vorhergenannten Bauteile der Vor richtung 1 wird der Verstellkolben 6 durch Verdrehen von Antriebsrad 2 zur nicht dargestellten Nockenwelle in die in Fig. 2 bzw. 4 gezeigte Anschlagposi tion gebracht. Diese Anschlagposition stellt die gewünschte Koppelstellung dar. Dabei wird in einer Verdrehrichtung ein erster Anschlag beispielsweise durch Anlage des Verstellkolbens 6 (s. Fig. 2) an einen radial nach innen weisenden Ansatz 24 des Spieleinstellmittels 17 geschaffen und ein weiterer Anschlag in die weitere Verdrehrichtung über eine Fläche der Ausnehmung 22, an welcher der Ansatz 21 anliegt. Diese Lagezuordnung läßt sich jedoch nur mit enorm großem Fertigungsaufwand derart lagegenau fertigen, daß in der eben beschrie benen Anschlagposition Ansatz 21 zur Ausnehmung 22 fluchtet. Deshalb ist es erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß über das Spieleinstellmittel 17 eine Fein einstellung einer Lagezuordnung der Koppelposition geschaffen wird. Auch beeinflussen sich überlagernde Verzahnungsfehler u. ä. die exakte Lagezuord nung von Ansatz 21 zu Ausnehmung 22. Durch Verdrehen des Spieleinstell mittels 17 unmittelbar vor seiner drehfesten Befestigung an den Antriebsmitteln 3 werden somit die herstellungsbedingt bis dahin aufgetretenen nachteiligen Toleranzen ausgeglichen. Nach erfolgter Spieleinstellung ist es vorgesehen, das Spieleinstellmittel 17 beispielsweise über die Schweißung 18 mit der Antriebs einheit 3 zu verbinden.Regarding the game setting means 17 :
As can be seen from FIG. 1 and also from the other figures, the play setting means 17 is connected to the coupling means 15 via an axial guide 16 . After assembly of the aforementioned components of the device 1 before the adjusting piston 6 by rotation of the drive wheel 2 to the camshaft, not shown in the in FIGS. 2 and 4 shown stop posi tion is brought. This stop position represents the desired coupling position. In this case, a first stop is created in one direction of rotation, for example by abutment of the adjusting piston 6 (see FIG. 2) against a radially inward projection 24 of the play setting means 17 and a further stop in the further direction of rotation a surface of the recess 22 on which the projection 21 rests. This location assignment can, however, only be manufactured with an enormous amount of manufacturing effort in such a way that in the just described stop position approach 21 is aligned with the recess 22 . Therefore, it is proposed according to the invention that a fine adjustment of a position assignment of the coupling position is created via the play setting means 17 . Overlapping gear errors also influence each other. Ä. the exact situation assignment from approach 21 to recess 22 . By turning the play setting by means of 17 directly before its rotationally fixed attachment to the drive means 3 , the disadvantageous tolerances that have arisen up to that point are thus compensated for. After the game has been set, it is provided to connect the game setting means 17, for example via the weld 18, to the drive unit 3 .

Die Fig. 1 und 2 offenbaren ebenfalls, daß der Pfad 14 gleichzeitig in den vom Schieber 15 und Verstellkolben 6 begrenzten Druckraum 12 mündet, d. h. eine Befüllung von hydraulischem Mittel bewirkt eine gleichzeitig axial vonein ander weg verlaufende Bewegung von Verstellkolben 6 und Koppelmittel 15. Figs. 1 and 2 also disclose that the path 14 opens at the same time in the limited by the slider 15 and adjustment piston 6 pressure chamber 12, ie, a filling of hydraulic means causes at the same time axially vonein other extending away movement of the adjusting piston 6 and the coupling means 15.

Der Ansatz 24 des Spieleinstellmittels 17 dient bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausgestaltung gleichzeitig als Wegbegrenzung für das Koppelmittel 15. Zugleich ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt, daß über einen weiteren Ansatz 25 am weiteren Ende des Spieleinstellmittels 17 die Axialbewegung dieses in die zusätzliche Richtung begrenzt sein kann.In the embodiment shown in FIGS . 1 to 3, the projection 24 of the play setting means 17 also serves as a travel limitation for the coupling means 15 . At the same time, it is shown in FIGS. 1 and 2 that the axial movement of this in the additional direction can be limited via a further extension 25 at the further end of the play setting means 17 .

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausbildung und Anordnung des Spieleinstellmittels 17 gemäß den vorgenannten Figuren. Hierbei besitzt das Spieleinstellmittel 17 vorrichtungsseitig eine Durchmesserverringerung 26, mittels derer es an einem Innenmantel 27 der Antriebseinheit 3 nach erfolgter Spieleinstellung verdrehfest befestigt ist. Zugleich geht aus den Fig. 3 und 4 hervor, daß der Verstell kolben 6 in eine Verlagerungsrichtung über die Kraft einer Druckfeder 28 angefedert ist. Diese Druckfeder 28 soll dabei den Verstellkolben 6 entgegen den in Richtung "spät" wirkenden Wechselmomenten der Nockenwelle ver lagern. Somit ist der Verstellkolben 6 in den Fig. 3 und 4 beispielsweise in seiner "frühen" Anschlagposition gezeigt. Diese Anschlagposition kann bei spielsweise bei Applikation einer Vorrichtung 1 an einer Auslaßnockenwelle die gewünschte Startposition sein, da hierbei durch Verschiebung der Öffnungs zeiten der Auslaßventile in Richtung frühes Öffnen und Schließen lediglich mit einer geringen Ventilüberschneidung und somit mit geringen Restgasanteilen im Zylinder zu rechnen ist. Fig. 3 shows an alternative embodiment and arrangement of the game setting means 17 according to the aforementioned figures. Here, the play setting means 17 has a diameter reduction 26 on the device side, by means of which it is attached to an inner casing 27 of the drive unit 3 in a rotationally fixed manner after the play has been set. At the same time it is apparent from FIGS. 3 and 4 that the adjusting piston 6 is spring-loaded in a direction of displacement via the force of a compression spring 28 . This compression spring 28 is intended to store the adjusting piston 6 against the "late" acting alternating moments of the camshaft ver. The adjusting piston 6 is thus shown in FIGS. 3 and 4, for example, in its "early" stop position. This stop position can be the desired starting position for example when applying a device 1 to an exhaust camshaft, since by shifting the opening times of the exhaust valves in the direction of early opening and closing, only a slight valve overlap and thus small residual gas components in the cylinder can be expected.

Wie sich der Fachmann aus Fig. 4 zusätzlich entnehmen kann, ist radial zwischen dem Innenmantel 27 der Antriebseinheit 3 und dem Verstellkolben 6 ein Ringteil 29 appliziert. Der Verstellkolben 6 verläuft dabei abdichtend innerhalb des Ringteils 29. Zwischen Ringteil 29 und Innenmantel 27 ist dabei ein als Ringraum ausgebildeter Pfad 30 zu einer separaten Druckkammer 31 für hydraulisches Mittel angeordnet. Diese separate Druckkammer 31 ist dabei über den Pfad 30 mit dem Druckraum 11 in Verbindung und liegt unmittelbar vor dem Koppelmittel 15. Für die in Fig. 4 gezeigte und gewünschte Anschlag- und Koppelstellung des Verstellkolbens 6 wird dabei der Druckraum 11 an hydraulischem Mittel entlastet, wobei der Druckraum 12 belastet wird, so daß das Koppelmittel 15 in die gezeigte Koppelposition verschoben werden kann. Somit sind wiederum Antriebseinheit 3 mit Abtriebseinheit 9 nach dem Außer betriebsetzen der Brennkraftmaschine formschlüssig miteinander gekoppelt. Erst nachdem es möglich ist, in dem Druckraum 11 nach dem Wiederbefeuern der Brennkraftmaschine einen ausreichenden Druck an hydraulischem Mittel auf zubauen, kann die eben beschriebene Kopplung aufgehoben werden. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es wünschenswert ist, den Verstellkolben 6 in seiner in Fig. 4 gezeigten außenliegenden Anschlag stellung für die Frühposition federunterstützt zu halten und kein ausreichender Bauraum im Druckraum 11 für eine Anordnung dieser Druckfeder 28 vorhan den ist (bei einer Umkehrung der Verzahnungen und der Anschlagstellung des Verstellkolbens 6).As those skilled in FIG. 4 can be gathered in addition is applied radially between the inner casing 27 of the drive unit 3 and the adjusting piston 6, a ring part 29. The adjusting piston 6 runs sealingly within the ring part 29 . A path 30 designed as an annular space to a separate pressure chamber 31 for hydraulic medium is arranged between the ring part 29 and the inner jacket 27 . This separate pressure chamber 31 is connected to the pressure chamber 11 via the path 30 and lies directly in front of the coupling means 15 . For the desired stop and coupling position of the adjusting piston 6 shown in FIG. 4, the pressure chamber 11 is relieved of hydraulic means, the pressure chamber 12 being loaded, so that the coupling means 15 can be shifted into the coupling position shown. Thus, drive unit 3 are in turn positively coupled to output unit 9 after the internal combustion engine has been shut down. Only after it is possible to build up a sufficient pressure of hydraulic medium in the pressure chamber 11 after the internal combustion engine has been re-fired can the coupling just described be released. This configuration is particularly advantageous when it is desirable to keep the adjusting piston 6 in its external stop position shown in FIG. 4 for the early position spring-assisted and not enough space in the pressure chamber 11 for an arrangement of this compression spring 28 is present (at a reversal of the teeth and the stop position of the adjusting piston 6 ).

Den Fig. 3 und 4 ist es zudem entnehmbar, daß das Spieleinstellmittel 17 in axialer Verlängerung der Antriebseinheit 2 deren Gehäusefunktion zumindest mit Teilabschnitten übernimmt und somit die Vorrichtung 1 im Bereich des Koppelmittels 15 radial nach außen begrenzt. FIGS. 3 and 4, it is also inferred that the lash adjuster 17, at least assumes in the axial extension of the drive unit 2, the housing of function sections, and thus the device 1 in the region of the coupling means 15 radially outwardly limited.

BezugszeichenlisteReference list

1 Vorrichtung
2 Antriebsrad
3 Antriebseinheit
4 Verzahnung
5 Abschnitt
6 Verstellkolben
7 Abschnitt
8 Verzahnung
9 Abtriebseinheit
10 Stirnseite
11 Stirnseite
12 Druckraum
13 Druckraum
14 Pfad
15 Koppelmittel, Schieber
16 Axialführung
17 Spieleinstellmittel
18 Schweißung
19 Dichtmittel
20 Feder
21 Ansatz
22 Ausnehmung
23 Radialansatz
24 Ansatz
25 Ansatz
26 Durchmesserverringerung
27 Innenmantel
28 Druckfeder, Federmittel
29 Ringteil
30 Pfad
31 Druckkammer 1 device
2 drive wheel
3 drive unit
4 teeth
5 section
6 adjusting pistons
7 section
8 teeth
9 output unit
10 end face
11 end face
12 pressure chamber
13 pressure chamber
14 path
15 coupling means, slide
16 axial guidance
17 game setting means
18 weld
19 sealant
20 spring
21 approach
22 recess
23 radial approach
24 approach
25 approach
26 diameter reduction
27 inner jacket
28 compression spring, spring means
29 ring part
30 path
31 pressure chamber

Claims

1. Device ( 1 ) for changing the opening and closing times of gas exchange valves of an internal combustion engine which is arranged within a control drive of at least one inlet or exhaust camshaft mounted in a cylinder head, preferably on a drive wheel ( 2 ) which is connected to the camshaft in a drive connection , The device ( 1 ) has an axially displaceable adjusting piston ( 6 ), which is provided with two, preferably counter-rotating, helically toothed sections ( 5 , 7 ), of which the first section ( 5 ) has a complementary toothing ( 4 ) a drive unit ( 3 ) non-rotatably connected to the drive wheel ( 2 ) and the second section ( 7 ) communicates with complementary teeth ( 8 ) of an output unit ( 9 ) non-rotatably connected to the camshaft, and which adjustment piston ( 6 ) is connected to at least one its end faces ( 10 , 11 ) a pressure chamber ( 12 , 13 ) for the hydraulic center l limited, characterized in that in the device ( 1 ) at least one coupling means ( 15 ) is provided, via which the input and output unit ( 3 , 9 ) in one or more rotational position (s) of these are mutually rotatably connected At the same time, at least one play setting means ( 17 ) is assigned to the coupling means ( 15 ) or to a device part communicating with it in a rotationally fixed manner, via which a defined position assignment of a coupling position of the coupling means ( 15 ) with respect to the rotational position of the input and output unit ( 3 , 9 ) one another is producible.

2. Device according to claim 1, characterized in that a coupling via the coupling means ( 15 ) in a rotational position of the input and output unit ( 3 , 9 ) to each other is made, in which the adjusting piston ( 6 ) one of its maximum stop positions in the device ( 1 ) has taken.

3. Device according to claim 1, characterized in

- That in one of the pressurizable hydraulic spaces ( 12 or 13 ) or an adjoining area an axially displaceable in the device direction hydraulically displaceable slide is positioned as coupling means ( 15 ),
- That the exhaust or drive unit ( 9 o. 3 ) or the slide ( 15 ) has at least one in the direction of the other component ( 15 , 9 o. 3) extending recess ( 22 ) which forms a complementary approach ( 23 ) on the other component ( 15 , 9 or 3 ) in a rotational position of the units ( 3 , 9 ) in alignment,
- That the slide ( 15 ) in this rotational position axially in the direction of the device ( 1 ) with decreasing pressure on hydraulic means is shiftable, that approach and recess ( 21 , 22 ) are positively coupled and
- That the slide ( 15 ) radially outside (when coupled to the drive unit ( 3 )) or radially inside (when coupled to the output unit ( 9 )) via an axial guide ( 16 ) with the play adjusting means ( 17 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the Spielein adjusting means ( 17 ) as the coupling means ( 15 ) is formed radially on the outside at least cut at Teilab enclosing ring which, for the operation of the device ( 1 ), after rotation adjustment, with rotation the drive unit ( 3 ) can be connected.

5. The device according to claim 4, characterized in that the connection of the play setting means ( 17 ) with the drive unit ( 3 ) via a weld ( 18 ) or caulking is made.

6. The device according to claim 3, characterized in that the slide ( 15 ) as a radially inside the drive unit ( 3 ) and the play setting means ( 17 ) is made concentric ring which surrounds the output unit and preferably in the coupling direction via a spring means ( 20 ) how at least one compression spring can be moved.

7. The device according to claim 6, characterized in that the slide ( 15 ) radially outside and inside via sealing means ( 19 ) such as sealing rings against its adjacent component ( 17 , 9 ) is applied.

8. The device according to claim 3, characterized in that in the on direction ( 1 ) a common path ( 14 or 30 ) for the hydraulic displacement of the slide ( 15 ) in the direction remote from the device (decoupling position) and for displacement of the adjusting piston ( 6 ) is created.

9. The device according to claim 8, characterized in that the path ( 14 ) opens into the axially delimited pressure chamber ( 12 ) by the slide ( 15 ) and adjusting piston ( 6 ) ( Fig. 1, 2).

10. The device according to claim 8, characterized in that the path ( 30 ) leads simultaneously in the pressure chamber ( 11 ) facing away from the slide ( 15 ) in front of the adjusting piston ( 6 ) and in a separate pressure chamber ( 31 ) in front of the slide ( 15 ) ( Fig. 4).

11. The device according to claim 10, characterized in that the pressure spaces ( 11 , 12 ) are delimited radially on the outside by a separate ring part ( 29 ) on which the adjusting piston ( 6 ) extends, between the ring part ( 29 ) and the drive unit ( 3 ) the path ( 30 ), starting from the pressure chamber ( 13 ), is arranged to the pressure chamber ( 31 ).

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the path ( 30 ) immediately before the pressure chamber ( 31 ) is made as an annular space.

13. The apparatus according to claim 4, characterized in that an axial path limitation of the slide ( 15 ) in at least one of its directions of movement via an at least indirectly connected to the ring ( 17 ) or extending in one piece from this, radially inwardly facing approach ( 24 , 25 ) is created.

14. The apparatus according to claim 1, characterized in that the adjusting piston ( 6 ) in a displacement direction via the force of a separate spring by means of ( 28 ) such as a compression spring ( Fig. 3, 4).

15. The apparatus according to claim 3, characterized in that the adjustment area of the slide ( 15 ) extends at least largely axially outside the Ver storage area of the adjusting piston ( 6 ), wherein the play adjusting means ( 17 ), the device ( 1 ) at least in the area of Slider ( 15 ) limited radially outwards ( Fig. 3, 4).

16. The apparatus according to claim 3 or 15, characterized in that the play adjusting means ( 17 ) via a diameter reduction ( 26 ) on an inner casing ( 27 ) of the drive unit ( 3 ) ( Fig. 3, 4).

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the diameter reduction ( 26 ) at the same time as an approach ( 24 ) for limiting the displacement of the adjusting piston ( 6 ) in its one displacement direction (coupling direction) is made ( Fig. 3, 4).