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WO2010015541A1 - Device for variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine - Google Patents

Device for variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine Download PDF

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Publication number
WO2010015541A1
WO2010015541A1 PCT/EP2009/059668 EP2009059668W WO2010015541A1 WO 2010015541 A1 WO2010015541 A1 WO 2010015541A1 EP 2009059668 W EP2009059668 W EP 2009059668W WO 2010015541 A1 WO2010015541 A1 WO 2010015541A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure medium
camshaft
distributor
phase adjusting
hand
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/059668
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Boris PÜTZ
Ali Bayrakdar
Original Assignee
Schaeffler Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Kg filed Critical Schaeffler Kg
Priority to US13/057,070 priority Critical patent/US20110132303A1/en
Priority to AT09781129T priority patent/ATE542984T1/en
Priority to EP09781129A priority patent/EP2321501B1/en
Priority to CN200980130741.9A priority patent/CN102112707B/en
Publication of WO2010015541A1 publication Critical patent/WO2010015541A1/en

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    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
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    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
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    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
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    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F01L2001/34433—Location oil control valves

Definitions

  • the device usually consists of a Ckenwelle, a hydraulic phase adjusting device, by means of which by pressure medium supply or discharge a phase relationship between the crankshaft and the camshaft can be selectively changed, and a pressure medium distributor, by means of the phase adjusting means pressure medium can be supplied or discharged from this.
  • the phase adjusting device is integrated in a drive train, via which torque is transmitted from the crankshaft to the camshaft.
  • This drive train can be realized for example as a belt, chain or gear drive.
  • the second pressure medium channel can be formed, for example, within the pressure medium distributor. Alternatively it can be provided to form the second pressure medium channel at an interface between the cavity and the pressure medium distributor. It can be provided, for example, that the second pressure medium channel as a longitudinal groove on an outer circumferential surface of the pressure central distributor or is formed on an inner circumferential surface of the camshaft in the region of the pressure medium distributor.
  • the pressure medium path is at least partially formed by the pressure medium distributor.
  • the camshaft is designed as a hollow shaft with a cavity.
  • This can be realized, for example, in that the camshaft consists of a tube, whose one end is closed and force-fit, positive-locking or cohesively fixed on the cam.
  • solidly executed camshafts which have an axial channel, in the form of a blind hole, which opens into a receptacle in which the pressure medium distributor is arranged.
  • the camshaft is mounted in a plurality of camshaft bearings, wherein the hollow space communicates with at least one of the camshaft bearings via radial openings in the camshaft.
  • the pressure medium distributor is received in a receptacle of the camshaft, said receptacle communicating with the cavity.
  • the pressure medium distributor separates a pressure medium path which is provided for supplying the phase adjusting device by a second pressure medium channel which opens into the cavity of the camshaft and via which the camshaft bearing separate from the pressure medium rotary transformer is supplied with lubricant.
  • the pressure medium distributor closes the cavity, apart from the second pressure medium channel, pressure-tight to the outside.
  • a filter element can be integrated in the second pressure medium channel, which keeps foreign bodies in the lubricant or pressure medium away from the camshaft bearings and thus reduces the wear of the bearing points. Since all camshaft bearings are supplied with lubricant / pressure medium via the second pressure medium channel, only a single filter element is required in this embodiment.
  • the second pressure medium channel which communicates on the one hand with the opening and thus with the pressure medium rotary transformer and on the other hand with the cavity of the camshaft is at least partially formed by the pressure medium distributor.
  • a pressure medium distributor in the interior of a Bore is provided, which branches off from the pressure medium path, which supplies the phase adjusting device with pressure medium.
  • the second pressure medium channel is formed solely by the pressure medium distributor.
  • the second pressure medium channel is formed at an interface between the pressure medium distributor and the camshaft, for example an inner lateral surface of the camshaft and an outer lateral surface of the pressure medium distributor. This can be realized for example by a longitudinal groove which is formed on the outer circumferential surface of the pressure medium distributor or the inner circumferential surface of the camshaft.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 is sketched, wherein a seated on a crankshaft 2 piston 3 is indicated in a cylinder 4.
  • the crankshaft 2 is in the illustrated embodiment via a respective traction drive 5 with an intake camshaft 6 and exhaust camshaft 7 in combination, with a first and a second device 11 for a relative rotation between the crankshaft 2 and the camshafts 6, 7 can provide.
  • Cams 8 of the camshafts 6, 7 actuate one or more inlet gas exchange valves 9 or one or more Auslassgas scaffoldventile 10.
  • it may be provided only one of the camshafts 6, 7 with a device 11, or provide only a camshaft 6, 7, which with a Device 11 is provided.
  • FIGS 2 and 3 show a first embodiment of a device 11 according to the invention in longitudinal or in cross section.
  • the device 11 has a phase adjusting device 12, a camshaft 6, 7 and a pressure medium distributor 13.
  • the phase adjusting device 12 comprises a drive element 14 and a drive element 16.
  • the drive element 14 has a housing 15 and two side covers 17, 18, which are arranged on the axial side surfaces of the housing 15.
  • the output element 16 is designed in the form of an impeller and has a substantially cylindrical hub element 19, from the outer cylindrical surface of which in the illustrated embodiment, five wings 20 extend in the radial direction outward. Starting from an outer peripheral wall 21 of the housing 15, five projections 22 extend radially inwardly.
  • a pressure space 28 is formed between each two circumferentially adjacent projections 22.
  • Each of the pressure chambers 28 is circumferentially bounded by opposing, substantially radially extending boundary walls 29 of adjacent projections 22, in the axial direction of the side covers 17, 18, radially inwardly of the hub member 19 and radially outwardly of the peripheral wall 21.
  • In each of the pressure chambers 28 protrudes a wing 20, wherein the wings 20 are formed such that they rest against both the side covers 17, 18, and on the peripheral wall 21.
  • Each wing 20 thus divides the respective pressure chamber 28 into two counteracting pressure chambers 30, 31.
  • the output member 16 is rotatably arranged in a defined Winkeibreich to the drive member 14.
  • the angular range is limited in one direction of rotation of the driven element 16 in that the wings 20 come into contact with a corresponding boundary wall 29 (early stop 32) of the pressure chambers 28.
  • the angular range in the other direction of rotation is limited by the fact that the wings 20 come to rest on the other boundary walls 29 of the pressure chambers 28, which serve as a late stop 33.
  • phase position of the drive element 14 to the output element 16 can be varied.
  • phase position can be kept constant.
  • the pressure medium distributor 13 is designed and arranged such that a pressure medium path 40 is formed, which communicates on the one hand with the openings 38 and on the other hand with the inlet port P.
  • the pressure medium path 40 consists of a first pressure medium channel 41 between the outer lateral surface of the pressure medium distributor 13 and the inner lateral surface of the camshaft 6, 7, which communicates with radial openings 42, which in turn communicate with the interior of the pressure medium distributor 13. From there, the pressure medium passes through a check valve 43 and an axial channel 44 to the inlet port P.
  • the pressure medium reaches either the first or second working port A, B and from there via radial pressure medium lines 45, 46 to the first and second pressure chambers 30, 31.
  • the pressure medium from the other pressure chambers 30, 31 is returned via the pressure medium lines 45, 46 to the control valve 34 and discharged via the discharge port T SEN.
  • the axial position of the control piston 36 relative to the valve housing 35 is selectively adjustable by means of an electromagnetic actuator 47.
  • a throttle 52 is provided within the second pressure medium channel 48, which limits the pressure medium flow from the pressure medium rotary transformer 39 to the bearing surfaces of the camshaft bearings 50 without hindering the pressure medium flow to the phase adjusting device 12.
  • the throttle 52 is formed separately from the pressure medium manifold 13 and stationary in the second pressure medium channel 48, for example by a positive, material or non-positive connection attached.
  • the diameter of the second pressure medium channel 48 is designed such that the throttle function is caused by this ( Figure 2) or in which the throttle 52 is formed on the pressure medium manifold 13.
  • the minimum flow area of the second pressure medium channel 48 is smaller than the minimum flow area between the pressure medium rotary transformer 39 and the pressure chambers 30, 31.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the device 11 according to the invention, which is essentially identical to the first two embodiments.
  • the second pressure medium channel 48 is formed at the interface between the inner circumferential surface of the camshaft 6, 7 and the outer circumferential surface of the pressure medium distributor 13.
  • a longitudinal groove 53 is provided, which communicates on the one hand with the cavity 49 and on the other hand with the first pressure medium channel 41.
  • the longitudinal groove 53 may be formed, for example, on the inner circumferential surface of the camshaft 6, 7 or the outer circumferential surface of the pressure medium distributor 13. In any case, therefore, the second pressure medium channel 48 is partially limited by the pressure medium distributor 13.
  • the longitudinal groove 53 may have a constant small cross section or a local throttle point.
  • one or more camshaft bearings 50 which are separate from the pressure medium rotary transmitter 39 can be supplied with lubricant.
  • the usual in the cylinder head structures for supplying lubricant to each individual camshaft bearing 50 can be omitted, whereby the complexity and the cost of the cylinder head can be reduced.
  • the formation of the second pressure medium channel 48 through the pressure medium distributor 13 significantly reduces the costs and complexity of the device 11.
  • the supply of the phase adjusting device 12 and the camshaft bearings 50 can be realized by means of a single component, whereby the assembly cost drops considerably.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

The invention relates to a device (11) for the variable adjustment of the timing of gas exchange valves (9, 10) of an internal combustion engine (1), comprising a hydraulic phase shifting device (12), a camshaft (6, 7) and a pressurizing means distributor (13), wherein the phase shift device (12) can be caused to come into drive linkage with a crankshaft (2) and is rigidly connected to the camshaft (6, 7), wherein a phase position of the camshaft (6, 7) relative to the crankshaft (2) can be variably adjusted by way of the phase shift device (12), wherein the interior of the camshaft (6, 7) comprises a cavity (49) that communicates with one or more camshaft bearings (50) designed to be separate from a rotating pressurizing means conveyor (39), wherein the pressurizing means distributor (13) is disposed in a receiving area (37) of the camshaft (6, 7), wherein the camshaft (6, 7) comprises an opening (38) in the area of the pressurizing means distributor (13), said opening communicating on the one hand with the interior of the camshaft (6, 7) and on the other hand with the rotating pressurizing means conveyor (39), wherein a pressurizing means path (40) is designed inside the camshaft (6, 7), said path communicating on the one hand with the opening (38) and on the other hand with the hydraulic phase shift device (12).

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer BrennkraftmaschineDevice for the variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einer hydraulischen Phasenstelleinrichtung, einer Nockenwelle und einem Druckmittelverteiler, wobei die Phasenstelleinrichtung in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle bringbar ist und drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist, wobei eine Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle mittels der Phasenstelleinrichtung variabel einstellbar ist, wobei das Innere der Nockenwelle einen Hohlraum aufweist, der mit einem oder mehreren Nockenwellenlagern, die separat zu einem Druckmitteldrehübertrager ausgebildet sind, kommuniziert, wobei der Druckmittelverteiler in einem Aufnahmebereich der Nockenwelle angeordnet ist, wobei die Nockenwelle im Bereich des Druckmittelverteilers eine Öffnung aufweist, die einerseits mit dem Inneren der Nockenwelle und andererseits mit dem Druckmitteldrehübertrager kommuniziert, wobei innerhalb der Nockenwelle ein Druckmittel pfad ausgebildet ist, der einerseits mit der Öffnung und ande- rerseits mit der hydraulischen Phasenstelleinrichtung kommuniziert.The invention relates to a device for variably setting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine with a hydraulic phase adjusting device, a camshaft and a pressure medium distributor, wherein the phase adjusting device can be brought into drive connection with a crankshaft and rotatably connected to the camshaft, wherein a phase angle of the camshaft relative to Crankshaft is variably adjustable by means of the phase adjusting device, wherein the interior of the camshaft has a cavity communicating with one or more camshaft bearings, which are formed separately to a pressure medium rotary transformer, wherein the pressure medium distributor is arranged in a receiving area of the camshaft, wherein the camshaft in the area of the pressure medium distributor has an opening which communicates on the one hand with the interior of the camshaft and on the other hand with the pressure medium rotary transformer, wherein within the camshaft a Druc kmittel path is formed, which communicates on the one hand with the opening and on the other hand with the hydraulic phase adjusting device.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
In modernen Brennkraftmaschinen werden Vorrichtungen zur variablen Einstel- lung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Die Vorrichtung besteht üblicherweise aus einer No- ckenwelle, einer hydraulischen Phasenstelleinrichtung, mittels derer durch Druckmittelzufuhr, bzw. -abfuhr eine Phasenrelation zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle gezielt verändert werden kann, und einem Druckmittelverteiler, mittels dem der Phasenstelleinrichtung Druckmittel zugeführt bzw. von dieser abgeführt werden kann. Zu diesem Zweck ist die Phasenstelleinrichtung in einen Antriebsstrang integriert, über welchen Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb realisiert sein.In modern internal combustion engines devices for variable adjustment of the timing of gas exchange valves are used to make the phase relation between the crankshaft and the camshaft in a defined angular range, between a maximum early and a maximum late position variable. The device usually consists of a Ckenwelle, a hydraulic phase adjusting device, by means of which by pressure medium supply or discharge a phase relationship between the crankshaft and the camshaft can be selectively changed, and a pressure medium distributor, by means of the phase adjusting means pressure medium can be supplied or discharged from this. For this purpose, the phase adjusting device is integrated in a drive train, via which torque is transmitted from the crankshaft to the camshaft. This drive train can be realized for example as a belt, chain or gear drive.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2005 052 481 A1 bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Phasenstelleinrichtung, eine Zentralschraube und eine Nockenwelle, die mittels mehrerer Nockenwellenlager in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gelagert ist. Die Phasenstelleinrichtung weist ein Abtriebselement auf, welches drehbar zu einem Antriebselement angeordnet ist. Das Antriebselement steht in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle. In axialer Richtung wird die Vorrichtung durch je einen Seitendeckel begrenzt. Das Abtriebselement, das Antriebselement und die zwei Seitendeckel begrenzen mehrere Druckräume, wobei jeder der Druckräume mittels eines Flügels in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern unterteilt wird. Durch Druckmittelzufuhr zu bzw. Druckmittelabfuhr von den Druckkammern werden die Flügel innerhalb der Druckräume verschoben, wodurch eine gezielte Verdrehung des Abtriebselements zu dem Antriebselement und somit der Nockenwelle zur Kurbelwelle bewirkt werden kann. Die Phasenstelleinrichtung ist mittels der Zentralschraube drehfest mit der No- ckenwelle verbunden. Dabei durchgreift die Zentralschraube eine Zentralöffnung des Abtriebselements und stützt sich an deren der Nockenwelle abgewandten Seitenfläche an dem Abtriebselement ab. Innerhalb der Zentralschraube ist im Bereich der Zentralöffnung ein Steuerventil angeordnet, dem über ein Nockenwellenlager Druckmittel zugeführt wird. Mittels des Steuerven- tils werden die Druckmittelströme zu bzw. aus den Druckkammern und damit die Phasenrelation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle gesteuert. Nachteilig an dieser Ausführungsform ist, dass pro Nockenwellenlager aufwändige Schmiermittelzuleitungen innerhalb des Zylinderkopfes ausgebildet werden müssen um den Nockenwellenlagern Schmiermittel zuzuführen. Dies erhöht die Komplexität und die Herstellungskosten des Zylinderkopfes beträcht- lieh.Such a device is known for example from DE 10 2005 052 481 A1. The device comprises a phase adjusting device, a central screw and a camshaft which is mounted in the cylinder head of the internal combustion engine by means of a plurality of camshaft bearings. The phase adjusting device has an output element, which is arranged rotatably to a drive element. The drive element is in drive connection with the crankshaft. In the axial direction, the device is limited by a respective side cover. The output element, the drive element and the two side covers define a plurality of pressure chambers, wherein each of the pressure chambers is divided by a wing into two counteracting pressure chambers. By supplying pressure medium to or pressure fluid removal from the pressure chambers, the wings are moved within the pressure chambers, whereby a targeted rotation of the output element to the drive element and thus the camshaft can be effected to the crankshaft. The phase adjusting device is non-rotatably connected to the camshaft by means of the central screw. In this case, the central screw passes through a central opening of the output element and is supported on its side facing away from the camshaft side surface on the driven element. Within the central screw, a control valve is arranged in the region of the central opening, to which pressure medium is supplied via a camshaft bearing. By means of the Steuerven- tils the pressure medium flows to or from the pressure chambers and thus the phase relation between the crankshaft and camshaft are controlled. A disadvantage of this embodiment is that per camshaft bearing complex lubricant supply lines must be formed within the cylinder head to supply the camshaft bearings lubricant. This considerably increases the complexity and the production costs of the cylinder head.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur variablen Ein- Stellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die Schmiermittelversorgung der Nockenwellenlager vereinfacht werden soll.The invention has for its object to provide a device for variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, the lubricant supply of the camshaft bearing should be simplified.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein zweiter Druckmit- telkanal vorgesehen ist, der einerseits mit der Öffnung und andererseits mit dem Hohlraum kommuniziert, wobei der zweite Druckmittelkanal zumindest teilweise von dem Druckmittelverteiler ausgebildet ist.The object is achieved according to the invention in that a second pressure medium channel is provided, which communicates on the one hand with the opening and on the other hand with the cavity, wherein the second pressure medium channel is at least partially formed by the pressure medium distributor.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Druckmittelverteiler mit einem Gewin- deabschnitt versehen ist, mittels dem die Phasenstelleinrichtung an der Nockenwelle befestigbar ist.It can be provided that the pressure medium distributor is provided with a threaded section, by means of which the phase adjusting device can be fastened to the camshaft.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Druckmittelverteiler ein Steuerventil auf, mittels dem die Phasenstelleinrichtung mit Druckmittel versorgbar ist.In one development of the invention, the pressure medium distributor has a control valve, by means of which the phase adjusting device can be supplied with pressure medium.
Dabei kann der Druckmittelverteiler eine Zentralöffnung der Phasenstelleinrichtung durchgreifen.In this case, the pressure medium distributor can pass through a central opening of the phase adjusting device.
Der zweite Druckmittelkanal kann beispielsweise innerhalb des Druckmittelver- teilers ausgebildet sein. Alternativ kann vorgesehen sein, den zweiten Druckmittelkanal an einer Grenzfläche zwischen dem Hohlraum und dem Druckmittelverteiler auszubilden. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der zweite Druckmittelkanal als Längsnut an einer Außenmantelfläche des Druck- mittelverteilers oder an einer Innenmantelfläche der Nockenwelle im Bereich des Druckmittelverteilers ausgebildet ist.The second pressure medium channel can be formed, for example, within the pressure medium distributor. Alternatively it can be provided to form the second pressure medium channel at an interface between the cavity and the pressure medium distributor. It can be provided, for example, that the second pressure medium channel as a longitudinal groove on an outer circumferential surface of the pressure central distributor or is formed on an inner circumferential surface of the camshaft in the region of the pressure medium distributor.
Der Druckmitteldrehübertrager kann beispielsweise als Nockenwellenlager ausgebildet sein.The pressure medium rotary transformer may be formed, for example, as a camshaft bearing.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Druckmittelpfad zumindest teilweise durch den Druckmittelverteiler ausgebildet ist.Furthermore, it can be provided that the pressure medium path is at least partially formed by the pressure medium distributor.
Die Vorrichtung weist zumindest ein hydraulische Phasenstelleinrichtung eine Nockenwelle und einen Druckmittelverteiler auf. Die Phasenstelleinrichtung umfasst zumindest ein Antriebselement und ein Abtriebselement. Das Antriebselement steht im montierten Zustand der Vorrichtung über einen Zugmitteltrieb, beispielsweise einem Riemen-oder Kettentrieb, oder einen Zahnradtrieb, mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung. Das Abtriebselement ist in einem Winkelbereich schwenkbar relativ zu dem Antriebselement angeordnet und drehfest an der Nockenwelle befestigt.The device has at least one hydraulic phase adjusting device on a camshaft and a pressure medium distributor. The phase adjusting device comprises at least one drive element and an output element. The drive element is in the assembled state of the device via a traction drive, such as a belt or chain drive, or a gear drive, with the crankshaft in drive connection. The output member is pivotally mounted in an angular range relative to the drive element and rotatably secured to the camshaft.
Innerhalb der Vorrichtung ist zumindest eine Druckkammer vorgesehen, durch deren Druckbeaufschlagung das Abtriebselement relativ zum Antriebselement und damit die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle verschwenkt werden kann. Vorteilhafterweise sind ein oder mehrere Paare gegeneinander wirkender Druckkammern vorgesehen.Within the device, at least one pressure chamber is provided by the pressurization of which the output element relative to the drive element and thus the camshaft can be pivoted relative to the crankshaft. Advantageously, one or more pairs of mutually acting pressure chambers are provided.
Die Nockenwelle ist als Hohlwelle mit einem Hohlraum ausgebildet. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass die Nockenwelle aus einem Rohr besteht, dessen eines Ende verschlossen ist und auf dem Nocken kraft-, form- oder stoffschlüssig befestigt sind. Ebenso denkbar sind aber auch massiv ausgeführte Nockenwellen, die einen axialen Kanal, in Form einer Sacklochbohrung aufweisen, der in eine Aufnahme mündet, in der der Druckmittelverteiler angeordnet ist. Die Nockenwelle ist in mehreren Nockenwellenlagern gelagert, wobei der Hohl- räum mit zumindest einem der Nockenwellenlager über radiale Öffnungen in der Nockenwelle kommuniziert. Der Druckmittelverteiler ist in einer Aufnahme der Nockenwelle aufgenommen, wobei diese Aufnahme mit dem Hohlraum kommuniziert. Die Aufnahme kann beispielsweise Teil des Hohlraums sein. Die Nockenwelle weist eine Öffnung im Bereich der Aufnahme auf, in der der Druckmittelverteiler angeordnet ist. In diesem Bereich ist ein Druckmitteldrehübertrager angeordnet. Dieser kann die Nockenwelle beispielsweise vollständig in Umfangsrichtung umgreifen. Dabei kann der Druckmitteldrehübertrager als Nockenwellenlager oder als separates Bauteil ausgebildet sein. Über den Druckmitteldrehübertrager und die Öffnung wird dem Inneren der Nockenwelle während des Betriebs der Brennkraftmaschine permanent oder in Intervallen Druckmittel zugeführt. Innerhalb der Nockenwelle trennt der Druckmittelverteiler einen Druckmittelpfad, der zur Versorgung der Phasenstelleinrichtung vor- gesehen ist von einem zweiten Druckmittelkanal, der in den Hohlraum der Nockenwelle mündet und über den die von dem Druckmitteldrehübertrager separaten Nockenwellenlager mit Schmiermittel versorgt werden. Der Druckmittelverteiler schließt den Hohlraum, abgesehen von dem zweiten Druckmittelkanal, druckdicht nach außen ab. In dem zweiten Druckmittelkanal kann zusätzlich ein Filterelement integriert sein, der in dem Schmier- bzw. Druckmittel befindliche Fremdkörper von den Nockenwellenlagern fernhält und somit den Verschleiß der Lagerstellen verringert. Da sämtliche Nockenwellenlager über den zweiten Druckmittelkanal mit Schmier- / Druckmittel versorgt werden, wird in dieser Ausführungsform nur ein einziges Filterelement benötigt. Der Druckmitteldre- hübertrager kann neben der Führung der Schmier- / Druckmittelströme noch weitere Funktionen erfüllen. Beispielsweise kann ein Gewindeabschnitt an diesem ausgebildet sein, mittels dem die Phasenstelleinrichtung, beispielsweise das Abtriebselement, drehfest mit der Nockenwelle verbunden werden kann. Ebenso denkbar ist, dass der Druckmittelverteiler ein Steuerventil aufweist, über welches die Druckmittelströme zu und von den Druckkammern der Phasenstelleinrichtung gesteuert werden können. Somit können mehrere Funktionalitäten durch ein Bauteil dargestellt werden, wodurch die Anzahl der Bauteile und somit der Montageaufwand, der Bauraumbedarf der Vorrichtung und deren Kosten sinken. Der zweite Druckmittelkanal, der einerseits mit der Öffnung und damit mit dem Druckmitteldrehübertrager und andererseits mit dem Hohlraum der Nockenwelle kommuniziert ist zumindest teilweise von dem Druckmittelverteiler ausgebildet. Denkbar ist beispielsweise ein Druckmittelverteiler, in dessen Innerem eine Bohrung vorgesehen ist, die von dem Druckmittel pfad abzweigt, der die Phasenstelleinrichtung mit Druckmittel versorgt. In diesem Fall ist der zweite Druckmittelkanal alleine durch den Druckmittelverteiler ausgebildet. Ebenso denkbar sind Ausführungsformen, in denen der zweite Druckmittelkanal an einer Grenzfläche zwischen dem Druckmittelverteiler und der Nockenwelle, beispielsweise einer Innenmantelfläche der Nockenwelle und einer Außenmantelfläche des Druckmittelverteilers, ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise durch eine Längsnut realisiert werden, die an der Außenmantelfläche des Druckmittelverteilers oder der Innenmantelfläche der Nockenwelle ausgebildet ist.The camshaft is designed as a hollow shaft with a cavity. This can be realized, for example, in that the camshaft consists of a tube, whose one end is closed and force-fit, positive-locking or cohesively fixed on the cam. But also conceivable are solidly executed camshafts, which have an axial channel, in the form of a blind hole, which opens into a receptacle in which the pressure medium distributor is arranged. The camshaft is mounted in a plurality of camshaft bearings, wherein the hollow space communicates with at least one of the camshaft bearings via radial openings in the camshaft. The pressure medium distributor is received in a receptacle of the camshaft, said receptacle communicating with the cavity. The receptacle may be part of the cavity, for example. The camshaft has an opening in the region of the receptacle in which the pressure medium distributor is arranged. In this area, a pressure medium rotary transformer is arranged. This can surround the camshaft, for example, completely in the circumferential direction. In this case, the pressure medium rotary transformer can be designed as a camshaft bearing or as a separate component. About the pressure medium rotary transformer and the opening is supplied to the interior of the camshaft during operation of the internal combustion engine permanently or at intervals pressure medium. Within the camshaft, the pressure medium distributor separates a pressure medium path which is provided for supplying the phase adjusting device by a second pressure medium channel which opens into the cavity of the camshaft and via which the camshaft bearing separate from the pressure medium rotary transformer is supplied with lubricant. The pressure medium distributor closes the cavity, apart from the second pressure medium channel, pressure-tight to the outside. In addition, a filter element can be integrated in the second pressure medium channel, which keeps foreign bodies in the lubricant or pressure medium away from the camshaft bearings and thus reduces the wear of the bearing points. Since all camshaft bearings are supplied with lubricant / pressure medium via the second pressure medium channel, only a single filter element is required in this embodiment. The Druckmitteldre- prettyertrager can fulfill other functions in addition to the leadership of the lubricant / pressure medium flows. For example, a threaded portion may be formed on this, by means of which the phase adjusting device, such as the output member, rotatably connected to the camshaft can be connected. It is also conceivable that the pressure medium distributor has a control valve, via which the pressure medium flows can be controlled to and from the pressure chambers of the phase adjusting device. Thus, several functionalities can be represented by a component, whereby the number of components and thus the assembly costs, the space requirement of the device and their costs decrease. The second pressure medium channel, which communicates on the one hand with the opening and thus with the pressure medium rotary transformer and on the other hand with the cavity of the camshaft is at least partially formed by the pressure medium distributor. It is conceivable, for example, a pressure medium distributor, in the interior of a Bore is provided, which branches off from the pressure medium path, which supplies the phase adjusting device with pressure medium. In this case, the second pressure medium channel is formed solely by the pressure medium distributor. Likewise conceivable are embodiments in which the second pressure medium channel is formed at an interface between the pressure medium distributor and the camshaft, for example an inner lateral surface of the camshaft and an outer lateral surface of the pressure medium distributor. This can be realized for example by a longitudinal groove which is formed on the outer circumferential surface of the pressure medium distributor or the inner circumferential surface of the camshaft.
Vorteilhafterweise ist eine minimale Durchflussfläche des zweiten Druckmittelkanals kleiner ausgeführt, als eine minimale Durchflussfläche des Druckmittelpfads zwischen der Öffnung und der Phasenstelleinrichtung. Beispielsweise kann der zweite Druckmittelkanal eine Drosselstelle aufweisen. Die Drosselstelle kann beispielsweise mittels eines separaten Bauteils realisiert sein, welches in dem zweiten Druckmittelkanal angeordnet ist. Somit kann der Druckmittelstrom zu den Nockenwellenlagern auf das erforderliche Maß reduziert werden, wohingegen der Phasenstelleinrichtung das Druckmittel ungedrosselt zu- geführt werden kann. Der hohe Druckmittelstrom zu der Phasenstelleinrichtung führt zu einem hohen Ansprechverhalten und hohen Verstellgeschwindigkeiten. Gleichzeitig wird der benötigte Volumenstrom dadurch begrenzt, dass den Nockenwellenlagern ein geringerer Volumenstrom zugeführt wird. Dies entlastet die Druckmittelpumpe der Brennkraftmaschine.Advantageously, a minimum flow area of the second pressure medium channel is made smaller than a minimum flow area of the pressure medium path between the opening and the phase adjusting device. For example, the second pressure medium channel may have a throttle point. The throttle point may for example be realized by means of a separate component, which is arranged in the second pressure medium channel. Thus, the pressure medium flow to the camshaft bearings can be reduced to the required degree, whereas the phase adjusting means the pressure medium can be fed unthrottled. The high pressure medium flow to the phase adjusting device leads to a high response and high adjustment speeds. At the same time, the required volume flow is limited by the fact that the camshaft bearings, a lower flow rate is supplied. This relieves the pressure medium pump of the internal combustion engine.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen in denen Ausführungsbeispiele der Er- findung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:Further features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings in which embodiments of the invention are shown in simplified form. Show it:
Figur 1 nur sehr schematisch eine Brennkraftmaschine, Figur 2 einen Längsschnitt durch eine erste erfindungsgemäße Ausfüh- rungsform einer Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine,FIG. 1 shows very schematically an internal combustion engine, FIG. 2 shows a longitudinal section through a first embodiment according to the invention of a device for changing the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine,
Figur 3 einen Querschnitt durch die Phasenstelleinrichtung aus Figur 2 entlang der Linie IM-III,FIG. 3 shows a cross section through the phase adjusting device from FIG. 2 along the line III-III,
Figur 4 einen Längsschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Ausfüh- rungsform einer Vorrichtung analog zu Figur 2, wobei nur die No- ckenwelle und der Druckmittelverteiler dargestellt sind,FIG. 4 shows a longitudinal section through a second embodiment according to the invention of a device analogous to FIG. 2, with only the camshaft and the pressure medium distributor being shown,
Figur 5 einen Längsschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung analog zu Figur 2, wobei nur die Nockenwelle und der Druckmittelverteiler dargestellt sind.Figure 5 shows a longitudinal section through a third embodiment according to the invention of a device analogous to Figure 2, wherein only the camshaft and the pressure medium distributor are shown.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
In Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 skizziert, wobei ein auf einer Kurbelwelle 2 sitzender Kolben 3 in einem Zylinder 4 angedeutet ist. Die Kurbelwelle 2 steht in der dargestellten Ausführungsform über je einen Zugmitteltrieb 5 mit einer Einlassnockenwelle 6 bzw. Auslassnockenwelle 7 in Verbindung, wobei eine erste und eine zweite Vorrichtung 11 für eine Relativdrehung zwischen Kurbelwelle 2 und den Nockenwellen 6, 7 sorgen können. Nocken 8 der Nockenwellen 6, 7 betätigen ein oder mehrere Einlassgaswechselventile 9 bzw. ein oder mehrere Auslassgaswechselventile 10. Ebenso kann vorgesehen sein nur eine der Nockenwellen 6, 7 mit einer Vorrichtung 11 auszustatten, oder nur eine Nockenwelle 6, 7 vorzusehen, welche mit einer Vorrichtung 11 versehen ist.1 shows an internal combustion engine 1 is sketched, wherein a seated on a crankshaft 2 piston 3 is indicated in a cylinder 4. The crankshaft 2 is in the illustrated embodiment via a respective traction drive 5 with an intake camshaft 6 and exhaust camshaft 7 in combination, with a first and a second device 11 for a relative rotation between the crankshaft 2 and the camshafts 6, 7 can provide. Cams 8 of the camshafts 6, 7 actuate one or more inlet gas exchange valves 9 or one or more Auslassgaswechselventile 10. Likewise, it may be provided only one of the camshafts 6, 7 with a device 11, or provide only a camshaft 6, 7, which with a Device 11 is provided.
Die Figuren 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 im Längs- bzw. im Querschnitt. Die Vorrichtung 11 weist eine Phasenstelleinrichtung 12, eine Nockenwelle 6, 7 und einen Druckmittelverteiler 13 auf. Die Phasenstelleinrichtung 12 umfasst ein Antriebselement 14 und ein Ab- triebselement 16. Das Antriebselement 14 weist ein Gehäuse 15 und zwei Seitendeckel 17, 18 auf, die an den axialen Seitenflächen des Gehäuses 15 angeordnet sind. Das Abtriebselement 16 ist in Form eines Flügelrades ausge- führt und weist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgeführtes Nabenelement 19 auf, von dessen äußerer zylindrischer Mantelfläche sich in der dargestellten Ausführungsform fünf Flügel 20 in radialer Richtung nach außen erstrecken. Ausgehend von einer äußeren Umfangswand 21 des Gehäuses 15 erstrecken sich fünf Vorsprünge 22 radial nach innen. In der dargestellten Ausführungs- form sind die Vorsprünge 22 und die Flügel 20 einteilig mit der Umfangswand 21 bzw. dem Nabenelement 19 ausgebildet. Das Antriebselement 14 ist mittels radial innen liegender Umfangswände der Vorsprünge 22 relativ zu dem Abtriebselement 16 drehbar zu diesem angeordnet.Figures 2 and 3 show a first embodiment of a device 11 according to the invention in longitudinal or in cross section. The device 11 has a phase adjusting device 12, a camshaft 6, 7 and a pressure medium distributor 13. The phase adjusting device 12 comprises a drive element 14 and a drive element 16. The drive element 14 has a housing 15 and two side covers 17, 18, which are arranged on the axial side surfaces of the housing 15. The output element 16 is designed in the form of an impeller and has a substantially cylindrical hub element 19, from the outer cylindrical surface of which in the illustrated embodiment, five wings 20 extend in the radial direction outward. Starting from an outer peripheral wall 21 of the housing 15, five projections 22 extend radially inwardly. In the illustrated embodiment, the projections 22 and the wings 20 are integrally formed with the peripheral wall 21 and the hub member 19, respectively. The drive element 14 is arranged by means of radially inner circumferential walls of the projections 22 relative to the output member 16 rotatable thereto.
An einer äußeren Mantelfläche des ersten Seitendeckels 17 ist ein Kettenrad 23 ausgebildet, über das mittels eines nicht dargestellten Kettentriebs Drehmoment von der Kurbelwelle 2 auf das Antriebselement 14 übertragen werden kann. Das Abtriebselement 16 ist drehfest mit der Nockenwelle 6,7 verbunden. Zu diesem Zweck ist in der dargestellten Ausführungsform der Druckmittelver- teuer 13 mit einem Gewindeabschnitt 24 versehen, der in einen Gewindeabschnitt 25 der Nockenwelle 6, 7 eingreift. Der Druckmittelverteiler 13 durchgreift eine Zentralöffnung 16a des Abtriebselements 16. Dabei liegt ein Absatz des Druckmittelverteilers 13 an der der Nockenwelle 6, 7 abgewandten Seitenfläche des Abtriebselements 16 an.On an outer lateral surface of the first side cover 17, a sprocket 23 is formed, via which by means of a chain drive, not shown, torque can be transmitted from the crankshaft 2 to the drive member 14. The output member 16 is rotatably connected to the camshaft 6,7. For this purpose, in the illustrated embodiment, the pressure medium displacement 13 is provided with a threaded portion 24 which engages in a threaded portion 25 of the camshaft 6, 7. The pressure medium distributor 13 passes through a central opening 16a of the output element 16. A shoulder of the pressure medium distributor 13 rests against the side surface of the output element 16 facing away from the camshaft 6, 7.
Je einer der Seitendeckel 17, 18 ist an einer der axialen Seitenflächen des Gehäuses 15 angeordnet und drehfest an diesem fixiert. Zu diesem Zweck ist in jedem Vorsprung 22 eine Axialöffnung 26 vorgesehen. Des Weiteren sind in den Seitendeckeln 17, 18 jeweils fünf Öffnungen vorgesehen, die derart ange- ordnet sind, dass diese mit den Axialöffnungen 26 fluchten. Jeweils eine Schraube 27 durchgreift eine Öffnung des zweiten Seitendeckels 18, eine Axialöffnung 26 und eine Öffnung des ersten Seitendeckels 17. Dabei greift ein Gewindeabschnitt der Schraube 27 in einen Gewindeabschnitt ein, der in der Öffnung des ersten Seitendeckels 17 ausgebildet ist.Depending on one of the side covers 17, 18 is arranged on one of the axial side surfaces of the housing 15 and rotatably fixed thereto. For this purpose, an axial opening 26 is provided in each projection 22. Furthermore, five openings each are provided in the side covers 17, 18, which are arranged in such a way that they are aligned with the axial openings 26. In each case, a screw 27 passes through an opening of the second side cover 18, an axial opening 26 and an opening of the first side cover 17. In this case engages a threaded portion of the screw 27 in a threaded portion which in the Opening of the first side cover 17 is formed.
Innerhalb der Vorrichtung 11 ist zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarten Vorsprüngen 22 ein Druckraum 28 ausgebildet. Jeder der Druck- räume 28 wird in Umfangsrichtung von gegenüberliegenden, im Wesentlichen radial verlaufenden Begrenzungswänden 29 benachbarter Vorsprünge 22, in axialer Richtung von den Seitendeckeln 17, 18, radial nach innen von dem Nabenelement 19 und radial nach außen von der Umfangswand 21 begrenzt. In jeden der Druckräume 28 ragt ein Flügel 20, wobei die Flügel 20 derart ausge- bildet sind, dass diese sowohl an den Seitendeckeln 17, 18, als auch an der Umfangswand 21 anliegen. Jeder Flügel 20 teilt somit den jeweiligen Druckraum 28 in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern 30, 31.Within the device 11, a pressure space 28 is formed between each two circumferentially adjacent projections 22. Each of the pressure chambers 28 is circumferentially bounded by opposing, substantially radially extending boundary walls 29 of adjacent projections 22, in the axial direction of the side covers 17, 18, radially inwardly of the hub member 19 and radially outwardly of the peripheral wall 21. In each of the pressure chambers 28 protrudes a wing 20, wherein the wings 20 are formed such that they rest against both the side covers 17, 18, and on the peripheral wall 21. Each wing 20 thus divides the respective pressure chamber 28 into two counteracting pressure chambers 30, 31.
Das Abtriebselement 16 ist in einem definierten Winkeibreich drehbar zu dem Antriebselement 14 angeordnet. Der Winkelbereich wird in einer Drehrichtung des Abtriebselements 16 dadurch begrenzt, dass die Flügel 20 an je einer korrespondierenden Begrenzungswand 29 (Frühanschlag 32) der Druckräume 28 zum Anliegen kommen. Analog wird der Winkelbereich in der anderen Drehrichtung dadurch begrenzt, dass die Flügel 20 an den anderen Begrenzungs- wänden 29 der Druckräume 28, die als Spätanschlag 33 dienen, zum Anliegen kommen.The output member 16 is rotatably arranged in a defined Winkeibreich to the drive member 14. The angular range is limited in one direction of rotation of the driven element 16 in that the wings 20 come into contact with a corresponding boundary wall 29 (early stop 32) of the pressure chambers 28. Similarly, the angular range in the other direction of rotation is limited by the fact that the wings 20 come to rest on the other boundary walls 29 of the pressure chambers 28, which serve as a late stop 33.
Durch Druckbeaufschlagung einer Gruppe von Druckkammern 30, 31 und Druckentlastung der anderen Gruppe kann die Phasenlage des Antriebselements 14 zum Abtriebselement 16 (und damit die Phasenlage der Nockenwelle 6, 7 zur Kurbelwelle 2) variiert werden. Durch Druckbeaufschlagung beider Gruppen von Druckkammern 30, 31 kann die Phasenlage konstant gehalten werden.By pressurizing a group of pressure chambers 30, 31 and pressure relief of the other group, the phase position of the drive element 14 to the output element 16 (and thus the phase angle of the camshaft 6, 7 to the crankshaft 2) can be varied. By pressurizing both groups of pressure chambers 30, 31, the phase position can be kept constant.
Zur Versorgung der Phasenstelleinrichtung 12 mit Druckmittel ist der Druckmit- telverteiler 13 mit einem Steuerventil 34 versehen. Das Steuerventil 34 umfasst ein im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildetes Ventilgehäuse 35 und einenTo supply the phase adjusting device 12 with pressure medium, the pressure medium distributor 13 is provided with a control valve 34. The control valve 34 comprises a substantially hollow cylindrical valve housing 35 and a
Steuerkolben 36, der innerhalb des Ventilgehäuses 35 axial verschiebbar an- geordnet ist. Das Ventilgehäuse 35 ist mit einem Zulaufanschluss P, einem Ablaufanschluss T, und zwei Arbeitsanschlüssen A, B versehen. Der Druckmittelverteiler 13 durchgreift die Zentralöffnung 16a des Abtriebselements 16, wobei dessen nockenwellenzugewandter Abschnitt in einer Aufnah- me 37 der hohl ausgebildeten Nockenwelle 6, 7 angeordnet ist. Die Nockenwelle 6, 7 weist im Bereich der Aufnahme 37 mehrere Öffnungen 38 auf, die einerseits mit einem Druckmitteldrehübertrager 39, welcher die Nockenwelle 6, 7 zumindest teilweise umgreift, und andererseits mit dem Inneren der Nockenwelle 6, 7 kommunizieren. In der dargestellten Ausführungsform ist der Druck- mitteldrehübertrager 39 gleichzeitig als Nockenwellenlager 50 ausgebildet. Über den Druckmitteldrehübertrager 39 und die Öffnungen 38 wird dem Inneren der Nockenwelle 6, 7 während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 Druckmittel aus deren Schmiermittelkreislauf zugeführt. Denkbar sind auch Ausführungsformen, in denen den Druckmitteldrehübertrager 39 separat zu den Nockenwellenlagern 50 ausgeführt ist und ausschließlich die Druckmittelübergabe zwischen zylinderkopffesten Bauteilen und der Nockenwelle 6, 7 ermöglicht.Control piston 36, the axially displaceable within the valve housing 35 to is ordered. The valve housing 35 is provided with an inlet port P, a drain port T, and two working ports A, B. The pressure medium distributor 13 passes through the central opening 16a of the output element 16, wherein its camshaft-facing portion is arranged in a receptacle 37 of the hollow camshaft 6, 7. The camshaft 6, 7 has in the region of the receptacle 37 a plurality of openings 38, on the one hand with a pressure medium rotary transformer 39, which at least partially surrounds the camshaft 6, 7, and on the other hand with the interior of the camshaft 6, 7 communicate. In the illustrated embodiment, the pressure medium rotary transformer 39 is simultaneously designed as a camshaft bearing 50. About the pressure medium rotary transformer 39 and the openings 38 is supplied to the interior of the camshaft 6, 7 during operation of the internal combustion engine 1 pressure medium from the lubricant circuit. Also conceivable are embodiments in which the pressure medium rotary transformer 39 is designed separately from the camshaft bearings 50 and only the pressure medium transfer between the cylinder head fixed components and the camshaft 6, 7 allows.
Der Druckmittelverteiler 13 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass ein Druckmittelpfad 40 ausgebildet wird, der einerseits mit den Öffnungen 38 und andererseits mit dem Zulaufanschluss P kommuniziert. Der Druckmittelpfad 40 besteht in der dargestellten Ausführungsform aus einem ersten Druckmittelkanal 41 zwischen der Außenmantelfläche des Druckmittelverteilers 13 und der Innenmantelfläche der Nockenwelle 6, 7, der mit Radialöffnungen 42 kommuni- ziert, die wiederrum mit dem Inneren des Druckmittelverteilers 13 kommunizieren. Von dort gelangt das Druckmittel über ein Rückschlagventil 43 und einen axialen Kanal 44 zu dem Zulaufanschluss P.The pressure medium distributor 13 is designed and arranged such that a pressure medium path 40 is formed, which communicates on the one hand with the openings 38 and on the other hand with the inlet port P. In the illustrated embodiment, the pressure medium path 40 consists of a first pressure medium channel 41 between the outer lateral surface of the pressure medium distributor 13 and the inner lateral surface of the camshaft 6, 7, which communicates with radial openings 42, which in turn communicate with the interior of the pressure medium distributor 13. From there, the pressure medium passes through a check valve 43 and an axial channel 44 to the inlet port P.
Abhängig von der axialen Stellung des Steuerkolbens 36 zu dem Ventilgehäuse 35, gelangt das Druckmittel entweder zu dem ersten oder zweiten Arbeits- anschluss A, B und von dort über radiale Druckmittelleitungen 45, 46 zu den ersten bzw. zweiten Druckkammern 30, 31. Gleichzeitig wird das Druckmittel aus den anderen Druckkammern 30, 31 über die Druckmittelleitungen 45, 46 zu dem Steuerventil 34 zurückgeführt und über den Ablaufanschluss T ausgesto- ßen. Die axiale Stellung des Steuerkolbens 36 relativ zu dem Ventilgehäuse 35 ist mittels einer elektromagnetischen Stelleinheit 47 gezielt einstellbar.Depending on the axial position of the control piston 36 to the valve housing 35, the pressure medium reaches either the first or second working port A, B and from there via radial pressure medium lines 45, 46 to the first and second pressure chambers 30, 31. At the same time the pressure medium from the other pressure chambers 30, 31 is returned via the pressure medium lines 45, 46 to the control valve 34 and discharged via the discharge port T SEN. The axial position of the control piston 36 relative to the valve housing 35 is selectively adjustable by means of an electromagnetic actuator 47.
Im Inneren des Druckmittelverteilers 13 ist ein zweiter Druckmittelkanal 48 vor- gesehen, der einerseits über die Radialöffnungen 42 und den ersten Druckmittelkanal 41 mit den Öffnungen 38 und andererseits mit einem Hohlraum 49 der hohl ausgebildeten Nockenwelle 6, 7 kommuniziert. Der zweite Druckmittelkanal 48 ist in den in den Figuren 2 und 4 dargestellten Ausführungsformen als axiale Bohrung ausgebildet, die den Gewindeabschnitt 24 durchgreift. Der Hohlraum 49 erstreckt sich, wie in Figur 4 dargestellt, über die gesamte Länge der Nockenwelle 6, 7, wobei deren der Phasenstelleinrichtung 12 abgewandte Seite geschlossen ausgebildet und durch den Druckmittelverteiler 13 in der anderen Richtung begrenzt ist. Dabei dichtet der Druckmittelverteiler 13 den Hohlraum 49, abgesehen von dem zweiten Druckmittelkanal 48, nach außen ab. Die Nockenwelle 6, 7 ist mittels eines oder mehreren Nockenwellenlagern 50 drehbar in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 1 gelagert. Im Bereich jedes dieser Nockenwellenlager 50 ist zumindest eine, vorteilhafterweise mehrere, radiale Öffnungen 51 vorgesehen, die einerseits mit dem Hohlraum 49 und andererseits mit dem der Lagerfläche des Nockenwellenlagers 50 kommu- nizieren. Somit wird den Nockenwellenlagern 50 über den Druckmitteldrehübertrager 39, die Öffnungen 38, den ersten Druckmittelkanal 41 , den Radialöffnungen 42, dem zweiten Druckmittelkanal 48, den Hohlraum 49 und den radialen Öffnungen 51 Schmiermittel zugeführt. Des Weiteren ist ein Filterelement 54 vorgesehen, welches den Druckmittel- /Schmiermittelstrom zu den Nocken- wellenlagern und der Phasenstelleinrichtung 12 von Verunreinigungen befreit. In der dargestellten Ausführungsform ist das Filterelement 54 als Ringfilter ausgebildet.Inside the pressure medium distributor 13, a second pressure medium channel 48 is provided, which communicates on the one hand via the radial openings 42 and the first pressure medium channel 41 with the openings 38 and on the other hand with a cavity 49 of the hollow camshaft 6, 7. The second pressure medium channel 48 is formed in the embodiments shown in Figures 2 and 4 as an axial bore, which passes through the threaded portion 24. The cavity 49 extends, as shown in Figure 4, over the entire length of the camshaft 6, 7, wherein the phase adjusting device 12 remote from the side formed closed and limited by the pressure medium distributor 13 in the other direction. In this case, the pressure medium distributor 13 seals the cavity 49, apart from the second pressure medium channel 48, to the outside. The camshaft 6, 7 is rotatably mounted in the cylinder head of the internal combustion engine 1 by means of one or more camshaft bearings 50. In the area of each of these camshaft bearings 50, at least one, advantageously a plurality, radial openings 51 are provided, which communicate on the one hand with the cavity 49 and on the other hand with the bearing surface of the camshaft bearing 50. Thus, the camshaft bearings 50 via the pressure medium rotary transformer 39, the openings 38, the first pressure medium channel 41, the radial openings 42, the second pressure medium channel 48, the cavity 49 and the radial openings 51 lubricant supplied. Furthermore, a filter element 54 is provided, which frees the pressure fluid / lubricant flow to the camshaft bearings and the phase adjusting device 12 of impurities. In the illustrated embodiment, the filter element 54 is formed as a ring filter.
Um eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und eine hohe Verstellgeschwindigkeit der Phasenstelleinrichtung 12 zu gewährleisten, ist es erforderlich einen hohen Volumenstrom zu der Phasenstelleinrichtung 12 zu ermöglichen. Gleichzeitig ist es vorteilhaft den Volumenstrom zu den Nockenwellenlagern 50 auf ein deren Funktionsfähigkeit gewährleistendes Minimum zu begrenzen. Dadurch kann der benötigte Volumenstrom, der über den Druckmitteldrehübertrager 39 bereitgestellt werden muss, gesenkt werden, wobei gleichzeige eine hohe Ansprech- und Verstellgeschwindigkeit der Phasenstelleinrichtung 12 gewährleistet wird. Zu diesem Zweck ist innerhalb des zweiten Druckmittelkanals 48 eine Drossel 52 vorgesehen, die den Druckmittelstrom von dem Druckmitteldrehübertrager 39 zu den Lagerflächen der Nockenwellenlagern 50 begrenzt, ohne den Druckmittelstrom zu der Phasenstelleinrichtung 12 zu behindern. In der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform ist die Drossel 52 separat zu dem Druckmittelverteiler 13 ausgebildet und ortsfest in dem zweiten Druck- mittelkanal 48, beispielsweise durch eine form-, stoff- oder kraftschlüssige Verbindung, befestigt. Ebenso denkbar sind Ausführungsformen, in denen der Durchmesser des zweiten Druckmittelkanals 48 derart ausgebildet ist, dass durch diesen die Drosselfunktion hervorgerufen wird (Figur 2) oder in denen die Drossel 52 an dem Druckmittelverteiler 13 ausgebildet ist. In allen Fällen ist die minimale Durchflussfläche des zweiten Druckmittelkanals 48 kleiner ausgebildet, als die minimale Durchflussfläche zwischen dem Druckmitteldrehübertrager 39 und den Druckkammern 30, 31.In order to ensure a high response speed and a high adjustment speed of the phase adjusting device 12, it is necessary to allow a high volume flow to the phase adjusting device 12. At the same time, it is advantageous to limit the volume flow to the camshaft bearings 50 to a minimum guaranteeing their functionality. Thereby the required volume flow, which must be provided via the pressure medium rotary transformer 39, can be lowered, at the same time a high response and adjustment speed of the phase adjusting device 12 is ensured. For this purpose, a throttle 52 is provided within the second pressure medium channel 48, which limits the pressure medium flow from the pressure medium rotary transformer 39 to the bearing surfaces of the camshaft bearings 50 without hindering the pressure medium flow to the phase adjusting device 12. In the embodiment shown in Figure 4, the throttle 52 is formed separately from the pressure medium manifold 13 and stationary in the second pressure medium channel 48, for example by a positive, material or non-positive connection attached. Likewise conceivable are embodiments in which the diameter of the second pressure medium channel 48 is designed such that the throttle function is caused by this (Figure 2) or in which the throttle 52 is formed on the pressure medium manifold 13. In all cases, the minimum flow area of the second pressure medium channel 48 is smaller than the minimum flow area between the pressure medium rotary transformer 39 and the pressure chambers 30, 31.
Figur 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung 11 , die im Wesentlichen identisch zu den ersten beiden Ausführungsformen ausgebildet ist. Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsformen ist der zweite Druckmittelkanal 48 an der Grenzfläche zwischen der Innenmantelfläche der Nockenwelle 6, 7 und der Außenmantelfläche des Druckmittelverteilers 13 ausgebildet. Zu diesem Zweck ist ein eine Längsnut 53 vorgesehen, die einerseits mit dem Hohlraum 49 und andererseits mit dem ersten Druckmittelkanal 41 kommuniziert. Die Längsnut 53 kann zum Beispiel an der Innenmantelfläche der Nockenwelle 6, 7 oder der Außenmantelfläche des Druckmittelverteilers 13 ausgebildet sein. In jedem Fall wird somit der zweite Druckmittelkanal 48 von dem Druckmittelverteiler 13 teilweise begrenzt. Auch in dieser Ausfüh- rungsform ist vorgesehen, den Druckmittelstrom zu den Nockenwellenlagern 50 zu drosseln. Dies kann beispielsweise, wie in Figur 5 dargestellt über eine geeignete Auslegung des Querschnitts der Längsnut 53 erreicht werden. Dabei kann die Längsnut 53 einen konstant geringen Querschnitt oder eine lokale Drosselstelle aufweisen.FIG. 5 shows a further embodiment of the device 11 according to the invention, which is essentially identical to the first two embodiments. In contrast to the first two embodiments, the second pressure medium channel 48 is formed at the interface between the inner circumferential surface of the camshaft 6, 7 and the outer circumferential surface of the pressure medium distributor 13. For this purpose, a longitudinal groove 53 is provided, which communicates on the one hand with the cavity 49 and on the other hand with the first pressure medium channel 41. The longitudinal groove 53 may be formed, for example, on the inner circumferential surface of the camshaft 6, 7 or the outer circumferential surface of the pressure medium distributor 13. In any case, therefore, the second pressure medium channel 48 is partially limited by the pressure medium distributor 13. Also in this embodiment, it is provided to throttle the pressure medium flow to the camshaft bearings 50. This can be achieved for example, as shown in Figure 5 via a suitable design of the cross section of the longitudinal groove 53. there For example, the longitudinal groove 53 may have a constant small cross section or a local throttle point.
Mittels der Erfindung können eine oder mehrere von dem Druckmitteldrehü- bertrager 39 separate Nockenwellenlager 50 mit Schmiermittel versorgt werden. Somit können die sonst in dem Zylinderkopf üblichen Strukturen zur Schmiermittelversorgung jedes einzelnen Nockenwellenlagers 50 entfallen, wodurch die Komplexität und die Kosten des Zylinderkopfes gesenkt werden. Durch die Druckmittelversorgung aller Nockenwellenlager 50 über den Hohl- räum 49 der Nockenwelle 6, 7 ist nur eine Druckmittelzuführung zu der Nockenwelle 6, 7 notwendig, über die gleichzeitig die Phasenstelleinrichtung 12 versorgt wird. Die Ausbildung des zweiten Druckmittelkanals 48 durch den Druckmittelverteiler 13 verringert die Kosten und die Komplexität der Vorrichtung 11 deutlich. Somit kann die Versorgung der Phasenstelleinrichtung 12 und der Nockenwellenlagern 50 mittels eines einzigen Bauteils realisiert werden, wodurch der Montageaufwand beträchtlich sinkt. By means of the invention, one or more camshaft bearings 50 which are separate from the pressure medium rotary transmitter 39 can be supplied with lubricant. Thus, the usual in the cylinder head structures for supplying lubricant to each individual camshaft bearing 50 can be omitted, whereby the complexity and the cost of the cylinder head can be reduced. Due to the pressure medium supply of all camshaft bearing 50 via the hollow space 49 of the camshaft 6, 7, only a pressure medium supply to the camshaft 6, 7 is necessary, via which the phase adjusting device 12 is simultaneously supplied. The formation of the second pressure medium channel 48 through the pressure medium distributor 13 significantly reduces the costs and complexity of the device 11. Thus, the supply of the phase adjusting device 12 and the camshaft bearings 50 can be realized by means of a single component, whereby the assembly cost drops considerably.
Bezugszeichenreference numeral
1 Brennkraftmaschine1 internal combustion engine
2 Kurbelwelle2 crankshaft
3 Kolben3 pistons
4 Zylinder4 cylinders
5 Zugmitteltrieb5 traction drive
6 Einlassnockenwelle6 intake camshaft
7 Auslassnockenwelle7 exhaust camshaft
8 Nocken8 cams
9 Einlassgaswechselventil9 inlet gas exchange valve
10 Auslassgaswechselventil10 outlet gas exchange valve
11 Vorrichtung11 device
12 Phasenstelleinrichtung12 phase adjusting device
13 Druckmittelverteiler13 pressure medium distributor
14 Antriebselement14 drive element
15 Gehäuse15 housing
16 Abtriebselement16 output element
16a Zentralöffnung16a central opening
17 Seitendeckel17 side covers
18 Seitendeckel18 side covers
19 Nabenelement19 hub element
20 Flügel20 wings
21 Umfangswand21 peripheral wall
22 Vorsprung22 lead
23 Kettenrad23 sprocket
24 Gewindeabschnitt24 threaded section
25 Gewindeabschnitt25 threaded section
26 Axialöffnung26 axial opening
27 Schraube27 screw
28 Druckraum28 pressure chamber
29 Begrenzungswand 30 erste Druckkammer29 boundary wall 30 first pressure chamber
31 zweite Druckkammer31 second pressure chamber
32 Frühanschlag32 early stop
33 Spätanschlag33 Late stop
34 Steuerventil34 control valve
35 Ventilgehäuse35 valve housing
36 Steuerkolben36 control piston
37 Aufnahme37 recording
38 Öffnungen38 openings
39 Druckmitteldrehübertrager39 pressure medium rotary transformer
40 Druckmittelpfad40 pressure medium path
41 erster Druckmittelkanal41 first pressure medium channel
42 Radialöffnungen42 radial openings
43 Rückschlagventil43 non-return valve
44 axialer Kanal44 axial channel
45 erste Druckmittelleitung45 first pressure medium line
46 zweite Druckmittelleitung46 second pressure medium line
47 Stelleinheit47 control unit
48 zweiter Druckmittelkanal48 second pressure medium channel
49 Hohlraum49 cavity
50 Nockenwellenlager50 camshaft bearings
51 radiale Öffnung51 radial opening
52 Drossel52 throttle
53 Längsnut53 longitudinal groove
54 Filterelement54 filter element
A erster ArbeitsanschlussA first work connection
B zweiter ArbeitsanschlussB second work connection
P ZulaufanschlussP inlet connection
T Ablaufanschluss T drain connection

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (11 ) zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen (9, 10) einer Brennkraftmaschine (1 ) mit - einer hydraulischen Phasenstelleinrichtung (12), einer Nockenwelle (6, 7) und einem Druckmittelverteiler (13),1. Device (11) for variably setting the timing of gas exchange valves (9, 10) of an internal combustion engine (1) with - a hydraulic phase adjusting device (12), a camshaft (6, 7) and a pressure medium distributor (13),
- wobei die Phasenstelleinrichtung (12) in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle (2) bringbar ist und drehfest mit der Nockenwelle (6, 7) verbunden ist, - wobei eine Phasenlage der Nockenwelle (6, 7) relativ zur Kurbelwelle (2) mittels der Phasenstelleinrichtung (12) variabel einstellbar ist,- Wherein the phase adjusting device (12) in drive connection with a crankshaft (2) can be brought and non-rotatably connected to the camshaft (6, 7), - wherein a phase angle of the camshaft (6, 7) relative to the crankshaft (2) by means of the phase adjusting device (12) is variably adjustable,
- wobei das Innere der Nockenwelle (6, 7) einen Hohlraum (49) aufweist, der mit einem oder mehreren Nockenwellenlagern (50), die separat zu einem Druckmitteldrehübertrager (39) ausgebildet sind, kommuniziert, - wobei der Druckmittelverteiler (13) in einem Aufnahmebereich (37) der Nockenwelle (6, 7) angeordnet ist,- wherein the interior of the camshaft (6, 7) has a cavity (49) which communicates with one or more camshaft bearings (50) which are formed separately from a pressure medium rotary transformer (39), - wherein the pressure medium distributor (13) in one Receiving area (37) of the camshaft (6, 7) is arranged,
- wobei die Nockenwelle (6, 7) im Bereich des Druckmittelverteilers (13) eine Öffnung (38) aufweist, die einerseits mit dem Inneren der Nockenwelle (6, 7) und andererseits mit dem Druckmitteldrehübertrager (39) kommuniziert,- wherein the camshaft (6, 7) in the region of the pressure medium distributor (13) has an opening (38) which communicates on the one hand with the interior of the camshaft (6, 7) and on the other hand with the pressure medium rotary transformer (39),
- wobei innerhalb der Nockenwelle (6, 7) ein Druckmittelpfad (40) ausgebildet ist, der einerseits mit der Öffnung (38) und andererseits mit der hydraulischen Phasenstelleinrichtung (12) kommuniziert,- wherein within the camshaft (6, 7) a pressure medium path (40) is formed, which communicates on the one hand with the opening (38) and on the other hand with the hydraulic phase adjusting device (12),
- dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Druckmittelkanal (48) vor- gesehen ist, der einerseits mit der Öffnung (38) und andererseits mit dem Hohlraum (49) kommuniziert,- characterized in that a second pressure medium channel (48) is provided which communicates on the one hand with the opening (38) and on the other hand with the cavity (49),
- wobei der zweite Druckmittelkanal (48) zumindest teilweise von dem Druckmittelverteiler (13) ausgebildet ist.- Wherein the second pressure medium channel (48) is at least partially formed by the pressure medium distributor (13).
2. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelverteiler (13) mit einem Gewindeabschnitt (24) versehen ist, mittels dem die Phasenstelleinrichtung (12) an der Nockenwelle (6, 7) befestigbar ist. 2. Device (11) according to claim 1, characterized in that the pressure medium distributor (13) with a threaded portion (24) is provided, by means of which the phase adjusting device (12) on the camshaft (6, 7) can be fastened.
3. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelverteiler (13) ein Steuerventil (34) aufweist, mittels dem die Phasenstelleinrichtung (12) mit Druckmittel versorgbar ist.3. Device (11) according to claim 1, characterized in that the pressure medium distributor (13) has a control valve (34) by means of which the phase adjusting device (12) can be supplied with pressure medium.
4. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelverteiler (13) eine Zentralöffnung (16a) der Phasenstelleinrichtung (12) durchgreift.4. Device (11) according to claim 1, characterized in that the pressure medium distributor (13) passes through a central opening (16a) of the phase adjusting device (12).
5. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine minimale Durchflussfläche des zweiten Druckmittelkanals (48) kleiner ausgeführt ist, als eine minimale Durchflussfläche des Druckmittelpfads (40) zwischen der Öffnung (38) und der Phasenstelleinrichtung (12).5. Device (11) according to claim 1, characterized in that a minimum flow area of the second pressure medium channel (48) is made smaller than a minimum flow area of the pressure medium path (40) between the opening (38) and the phase adjusting device (12).
6. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckmittelkanal (48) innerhalb des Druckmittelverteilers (13) ausgebildet ist.6. Device (11) according to claim 1, characterized in that the second pressure medium channel (48) is formed within the pressure medium distributor (13).
7. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckmittelkanal (48) an einer Grenzfläche zwischen dem Hohlraum7. Device (11) according to claim 1, characterized in that the second pressure medium channel (48) at an interface between the cavity
(49) und dem Druckmittelverteiler (13) ausgebildet ist.(49) and the pressure medium distributor (13) is formed.
8. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckmittelkanal (48) als Längsnut (53) an einer Außenmantelfläche des Druckmittelverteilers (13) ausgebildet ist.8. Device (11) according to claim 7, characterized in that the second pressure medium channel (48) as a longitudinal groove (53) on an outer circumferential surface of the pressure medium distributor (13) is formed.
9. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckmittelkanal (48) als Längsnut (53) an einer Innenmantelfläche der Nockenwelle (6, 7) im Bereich des Druckmittelverteilers (13) ausgebil- det ist.9. Device (11) according to claim 7, characterized in that the second pressure medium channel (48) as a longitudinal groove (53) on an inner circumferential surface of the camshaft (6, 7) in the region of the pressure medium distributor (13) is ausgebil det.
10.Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckmittel kanal (48) eine Drossel (52) aufweist. 10.Vorrichtung (11) according to claim 1, characterized in that the second pressure medium channel (48) has a throttle (52).
11. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (52) mittels eines separaten Bauteils realisiert ist, welches in dem zweiten Druckmittelkanal (48) angeordnet ist.11. Device (11) according to claim 10, characterized in that the throttle (52) is realized by means of a separate component which is arranged in the second pressure medium channel (48).
12. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmitteldrehübertrager (39) als Nockenwellenlager (50) ausgebildet ist.12. Device (11) according to claim 1, characterized in that the pressure medium rotary transformer (39) is designed as a camshaft bearing (50).
13. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelpfad (40) zumindest teilweise durch den Druckmittelverteiler (13) ausgebildet ist.13. Device (11) according to claim 1, characterized in that the pressure medium path (40) is at least partially formed by the pressure medium distributor (13).
14. Vorrichtung (11 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Druckmittelkanal (48) ein Filterelement (54) angeordnet ist. 14. Device (11) according to claim 1, characterized in that in the second pressure medium channel (48) a filter element (54) is arranged.
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