DE102006045005A1

DE102006045005A1 - Verstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102006045005A1
Application number: DE102006045005A
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.-Ing. Meintschel; Tilmann Dipl.-Ing. Römheld; Thomas Dipl.-Ing. Stolk; Alexander Von Dipl.-Ing. Gaisberg-Helfenberg
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-09-23
Filing date: 2006-09-23
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-24
Also published as: DE102006045005C5; DE102006045005B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstelleinrichtung zur Phaseneinstellung einer Nockenwelle (1) gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, die ein Hydrauliksystem (2) zur Versorgung der Verstelleinrichtung aufweist, mit einem Stellmittel mit Arbeitskammern (5, 6), die von einer Steuereinrichtung (11) beaufschlagbar sind, welche ein Mehrwegeventil (12) aufweist, das mit mindestens einem Steuerventil (13) wirkverbunden ist. Um eine Verstelleinrichtung zur Phaseneinstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die auch bei hohen Stellgeschwindigkeiten einen geringen Hydraulikmittelverbrauch aufweist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrw13) als zwischen den Arbeitskammern (5, 6) wirkendes Arbeitsventil und/oder als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung (2) dient.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zur Phaseneinstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der US 7 000 580 B1 ist eine gattungsgemäße Verstelleinrichtung zur Phaseneinstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bekannt. Die Verstelleinrichtung weist ein Hydrauliksystem zur Versorgung der Verstelleinrichtung und ein Steilmittel mit Arbeitskammern, die von einer Steuereinrichtung beaufschlagbar sind. Die Steuereinrichtung umfasst ein Mehrwegeventil, das mit einem Steuerventil wirkverbunden ist. Das Steuerventil dient sowohl als Arbeitsventil zur Beaufschlagung der Arbeitskammern als auch als Rückschlagventil, wobei noch ein zusätzliches Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung vorgesehen ist.
Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die US 5 046 460 verwiesen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Verstelleinrichtung zur Phaseneinstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die auch bei hohen Stellgeschwindigkeiten einen geringen Hydraulikmittelverbrauch aufweist.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das Steuerventil der Verstelleinrichtung in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils als zwischen den Arbeitskammern wirkendes Arbeitsventil und/oder als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung dient. Hierdurch wird ermöglicht, dass das Hydraulikmittel während der Verstellvorgänge in der Verstelleinrichtung intern, d.h. zwischen den Arbeitskammern umgepumpt wird, und somit die Hydraulikversorgung nur mehr zur Ergänzung von Leckageverlusten dient. Dadurch kann bei hohen Stellgeschwindigkeiten ein Zusammenbruch der Hydraulikversorgung vermieden werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit der Stellung des Mehrwegeventils mindestens ein Hydraulikmitteleingang bzw. alle Hydraulikmitteleingänge mit dem Hydraulikmittelausgang verbindbar sind. In dieser Stellung des Steuerkolbens des Mehrwegeventils wird das Steuerventil gespült und damit gereinigt. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Stellung um die Mittelstellung des Kolbens.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Nockenwellenverstellers für eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, welche ein Mehrwegeventil und ein Arbeitsventil zur Beaufschlagung von Arbeitskammern eines Stellmittels des Nockenwellenverstellers aufweist,
2 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung, bei welcher sich das Mehrwegeventil in einer Stellung befindet, die dazu führt, dass eine erste Arbeitskammer entleert und eine zweite Arbeitskammer von einer Hydraulikmittelversorgung beaufschlagt wird,
3 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung, bei welcher sich das Mehrwegeventil in einer Stellung befindet, die dazu führt, dass eine zweite Arbeitskammer entleert und eine erste Arbeitskammer von einer Hydraulikmittelversorgung beaufschlagt wird,
4 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung, bei welcher sich das Mehrwegeventil in einer Stellung befindet, die dazu führt, dass das Hydraulikmittel aus einer ersten Arbeitskammer in eine zweite Arbeitskammer gefördert wird,
5 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung, bei welcher sich das Mehrwegeventil in einer Stellung befindet, die dazu führt, dass das Hydraulikmittel aus einer zweiten Arbeitskammer in eine erste Arbeitskammer gefördert wird, und
6 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung, bei welcher sich das Mehrwegeventil in einer Mittelstellung befindet, bei welcher alle Hydraulikmitteleingänge mit dem Hydraulikmittelausgang verbunden sind.
1 zeigt eine Verstelleinrichtung zur Phaseneinstellung einer Nockenwelle 1 gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Die Verstelleinrichtung liegt im Antrieb der Nockenwelle 1 von der hier nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und wird von einem Hydrauliksystem 2 der Brennkraftmaschine mit Hydraulikmittel versorgt.
Zur Phaseneinstellung bzw. Verstellung weist die Verstelleinrichtung ein Stellmittel auf, welches einen zur Nockenwelle 1 drehfesten ersten Körper 3 und einen gegenüber dem ersten Körper 3 verdrehbaren zweiten Körper 4 umfasst, wobei über den zweiten Körper 4 die Antriebsverbindung zur Kurbelwelle läuft. Die beiden Körper 3, 4 bilden zusammen Arbeitskammern 5, 6 aus. Die Arbeitskammern 5, 6 sind über Verbindungsleitungen 7, 8 von einer über Eingänge 9, 10 mit der Hydraulikversorgung 2 verbundenen Steuereinrichtung 11 mit Hydraulikmittel beaufschlagbar. Die Steuereinrichtung 11 weist ein Mehrwegeventil 12 auf, das mit mindestens einem Steuerventil 13 wirkverbunden ist. Das Mehrwegeventil 12 weist einen in einem Ventilgehäuse 14 geführten Steuerkolben 15 auf.
Erfindungsgemäß dient in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils 12 das mindestens eine Steuerventil 13 als zwischen den Arbeitskammern 5, 6 wirkendes Arbeitsventil und/oder als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung 2. Das Steuerventil 13 dient als einziges Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung 2. Vorzugsweise ist das Steuerventil 13 in das Mehrwegeventil 12 integriert.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Steuerventil 13 zwei Verschlusskörper 16 und 17, die von einem Federelement 18 beaufschlagbar sind, zwei Hydraulikmitteleingänge 19 und 20, und einen Hydraulikmittelausgang 21 auf. Selbstverständlich sind auch andere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausführungen des Steuerventils denkbar, wie beispielsweise eine Ausführung, bei welcher das Steuerventil einen Verschlusskörper aufweist. Vorzugsweise sind die Hydraulikmitteleingänge 19, 20 koaxial angeordnet.
Gemäß den 2 bis 5 ist in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils 12 eine Arbeitskammer 5, 6 von der Hydraulikversorgung 2 beaufschlagbar und eine andere Arbeitskammer 6, 5 entleerbar und/oder das Hydraulikmittel aus einer Arbeitskammer 5, 6 in eine andere Arbeitskammer 6, 5 förderbar.
2 zeigt die Steuereinrichtung 11 zu einem Zeitpunkt, in welchem sich das Mehrwegeventil 12 in einer Stellung befindet, die dazu führt, dass eine erste Arbeitskammer 5 entleert und eine zweite Arbeitskammer 6 von der Hydraulikversorgung 2 beaufschlagt wird. Hierbei liegt ein erster Verschlusskörper 17 des Steuerventils 13 als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung 2. In 3 befindet sich das Mehrwegeventil 12 in einer Stellung, in welcher die zweite Arbeitskammer 6 entleert und die erste Arbeitskammer 5 von der Hydraulikversorgung 2 beaufschlagt wird. Hierbei liegt ein zweiter Verschlusskörper 16 des Steuerventils 13 als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung 2.
4 zeigt die Steuereinrichtung 11 zu einem Zeitpunkt, in welchem sich das Mehrwegeventil 12 in einer Stellung befindet, die dazu führt, dass das Hydraulikmittel aus der ersten Arbeitskammer 5 in die zweite Arbeitskammer 6 gefördert wird. Hierbei liegt der erste Verschlusskörper 17 des Steuerventils 13 als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung 2. In 5 befindet sich das Mehrwegeventil 12 in einer Stellung, in welcher das Hydraulikmittel aus der zweiten Arbeitskammer 6 in die erste Arbeitskammer 5 gefördert wird. Hierbei liegt der zweite Verschlusskörper 16 des Steuerventils 13 als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung 2.
Vorzugsweise verbindet das Steuerventil 13 druckabhängig die befüllende Kammer 5, 6 mit der zu entleerenden Kammer 6, 5 und/oder der Hydraulikmittelversorgung 2.
Vorteilhafterweise sind in Abhängigkeit der Stellung des Mehrwegeventils 12 mindestens ein Hydraulikmitteleingang 19 oder 20 bzw. alle Hydraulikmitteleingänge 19 und 20 mit dem Hydraulikmittelausgang 21 verbindbar sind. In dieser Stellung des Steuerkolbens 15 des Mehrwegeventils 12 wird das Steuerventil 13 gespült und damit gereinigt. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Stellung um die Mittelstellung des Steuerkolbens 15.

Claims

Verstelleinrichtung zur Phaseneinstellung einer Nockenwelle (1) gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, die ein Hydrauliksystem (2) zur Versorgung der Verstelleinrichtung aufweist, mit einem Stellmittel mit Arbeitskammern (5, 6), die von einer Steuereinrichtung (11) beaufschlagbar sind, welche ein Mehrwegeventil (12) aufweist, das mit mindestens einem Steuerventil (13) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils (12) das mindestens eine Steuerventil (13) als zwischen den Arbeitskammern (5, 6) wirkendes Arbeitsventil und/oder als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung (2) dient.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (13) als einziges Rückschlagventil in der Hydraulikmittelversorgung (2) dient.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils (12) eine Arbeitskammer (5, 6) von der Hydraulikmittelversorgung (2) beaufschlagbar und eine andere Arbeitskammer (6, 5) entleerbar ist.
Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils (12) das Hydraulikmittel aus einer Arbeitskammer (5, 6) in eine andere Arbeitskammer (6, 5) förderbar ist.
Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils (12) eine Arbeitskammer (5, 6) von der Hydraulikmittelversorgung (2) beaufschlagbar und eine andere Arbeitskammer (6, 5) entleerbar ist und/oder das Hydraulikmittel aus einer Arbeitskammer (5, 6) in eine andere Arbeitskammer (6, 5) förderbar ist.
Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (13) druckabhängig die befüllende Kammer (5, 6) mit der zu entleerenden Kammer (6, 5) und/oder der Hydraulikmittelversorgung (2) verbindet.
Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (13) zwei Verschlusskörper (16, 17), mindestens zwei Hydraulikmitteleingänge (19, 20) und mindestens einen Hydraulikmittelausgang (21) aufweist.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verschlusskörper (16, 17) des Steuerventils (13) von einem Federelement (18) beaufschlagbar sind.
Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (13) einen Verschlusskörper (16, 17), mindestens zwei Hydraulikmitteleingänge (19, 20) und mindestens einen Hydraulikmittelausgang (21) aufweist.
Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Steuerventil (13) in das Mehrwegeventil (12) integriert ist.
Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikmitteleingänge (19, 20) koaxial angeordnet sind.
Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Stellung des Mehrwegeventils (12) mindestens ein Hydraulikmitteleingang (19, 20) mit dem Hydraulikmittelausgang (21) verbindbar ist.
Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Stellung des Mehrwegeventils (12) alle Hydraulikmitteleingänge (19, 20) mit dem Hydraulikmittelausgang (21) verbindbar ist.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Stellung des Mehrwegeventils (12) um die Mittelstellung handelt.