DE102006045005B4 - Verstelleinrichtung - Google Patents
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- F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
- F01L2001/34426—Oil control valves
Abstract
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 und das Steuerventil (13) zwei Verschlusskörper (16, 17), mindestens zwei Hydraulikmitteleingänge (19, 20) und mindestens einen Hydraulikmittelausgang (21) aufweist und die beiden Verschlusskörper (16, 17) des Steuerventils (13) von einem Federelement (18) beaufschlagbar sind.
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 Stellmittel 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. - Aus der
DE 60 2005 000 504 T2 ist eine Verstelleinrichtung zur Phaseneinstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bekannt. Die Verstelleinrichtung weist ein Hydrauliksystem zur Versorgung der Verstelleinrichtung auf und ein Stellmittel mit Arbeitskammern, die von einer Steuereinrichtung beaufschlagbar sind. Die Steuereinrichtung weist ein Mehrwegeventil auf, das mit mindestens einem Steuerventil wirkverbunden ist und in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils das mindestens eine Steuerventil als zwischen den Arbeitskammern wirkendes Arbeitsventil und/oder als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung dient. - Aus der
DE 10 2004 024 132 A1 ist eine gattungsgemäße Verstelleinrichtung zur Phaseneinstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bekannt. Die Verstelleinrichtung weist ein Hydrauliksystem zur Versorgung der Verstelleinrichtung auf und ein Stellmittel mit Arbeitskammern, die von einer Steuereinrichtung beaufschlagbar sind. Die Steuereinrichtung weist ein Mehrwegeventil auf, das mit mindestens einem Steuerventil wirkverbunden ist und in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils das mindestens eine Steuerventil als zwischen den Arbeitskammern wirkendes Arbeitsventil und/oder als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung dient. Das Steuerventil weist zwei Verschlusskörper, mindestens zwei Hydraulikmitteleingänge und mindestens einen Hydraulikmittelausgang auf. - Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die
US 5 046 460 A 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. Des Weiteren weist das Steuerventil zwei Verschlusskörper, mindestens zwei Hydraulikmitteleingänge und mindestens einen Hydraulikmittelausgang auf. Dabei sind die beiden Verschlusskörper des Steuerventils von einem Federelement beaufschlagbar.
- 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 einer Verstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, welche ein Mehrwegeventil und ein Arbeitsventil zur Beaufschlagung von Arbeitskammern eines Stellmittels der Verstelleinrichtung 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 Nockenwelle1 gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Die Verstelleinrichtung liegt im Antrieb der Nockenwelle1 von der hier nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und wird von einem Hydrauliksystem2 der Brennkraftmaschine mit Hydraulikmittel versorgt. - Zur Phaseneinstellung bzw. Verstellung weist die Verstelleinrichtung ein Stellmittel auf, welches einen zur Nockenwelle
1 drehfesten ersten Körper3 und einen gegenüber dem ersten Körper3 verdrehbaren zweiten Körper4 umfasst, wobei über den zweiten Körper4 die Antriebsverbindung zur Kurbelwelle läuft. Die beiden Körper3 ,4 bilden zusammen Arbeitskammern5 ,6 aus. Die Arbeitskammern5 ,6 sind über Verbindungsleitungen7 ,8 von einer über Eingänge9 ,10 mit der Hydraulikversorgung2 verbundenen Steuereinrichtung11 mit Hydraulikmittel beaufschlagbar. Die Steuereinrichtung11 weist ein Mehrwegeventil12 auf, das mit mindestens einem Steuerventil13 wirkverbunden ist. Das Mehrwegeventil12 weist einen in einem Ventilgehäuse14 geführten Steuerkolben15 auf. - Erfindungsgemäß dient in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils
12 das mindestens eine Steuerventil13 als zwischen den Arbeitskammern5 ,6 wirkendes Arbeitsventil und/oder als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung2 . Das Steuerventil13 dient als einziges Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung2 . Vorzugsweise ist das Steuerventil13 in das Mehrwegeventil12 integriert. - Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Steuerventil
13 zwei Verschlusskörper16 und17 , die von einem Federelement18 beaufschlagbar sind, zwei Hydraulikmitteleingänge19 und20 , und einen Hydraulikmittelausgang21 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 Hydraulikmitteleingänge19 ,20 koaxial angeordnet. - Gemäß den
2 bis5 ist in Abhängigkeit von der Stellung des Mehrwegeventils12 eine Arbeitskammer5 ,6 von der Hydraulikversorgung2 beaufschlagbar und eine andere Arbeitskammer6 ,5 entleerbar und/oder das Hydraulikmittel aus einer Arbeitskammer5 ,6 in eine andere Arbeitskammer6 ,5 förderbar. -
2 zeigt die Steuereinrichtung11 zu einem Zeitpunkt, in welchem sich das Mehrwegeventil12 in einer Stellung befindet, die dazu führt, dass eine erste Arbeitskammer5 entleert und eine zweite Arbeitskammer6 von der Hydraulikversorgung2 beaufschlagt wird. Hierbei liegt ein erster Verschlusskörper17 des Steuerventils13 als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung2 . In3 befindet sich das Mehrwegeventil12 in einer Stellung, in welcher die zweite Arbeitskammer6 entleert und die erste Arbeitskammer5 von der Hydraulikversorgung2 beaufschlagt wird. Hierbei liegt ein zweiter Verschlusskörper16 des Steuerventils13 als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung2 . -
4 zeigt die Steuereinrichtung11 zu einem Zeitpunkt, in welchem sich das Mehrwegeventil12 in einer Stellung befindet, die dazu führt, dass das Hydraulikmittel aus der ersten Arbeitskammer5 in die zweite Arbeitskammer6 gefördert wird. Hierbei liegt der erste Verschlusskörper17 des Steuerventils13 als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung2 . In5 befindet sich das Mehrwegeventil12 in einer Stellung, in welcher das Hydraulikmittel aus der zweiten Arbeitskammer6 in die erste Arbeitskammer5 gefördert wird. Hierbei liegt der zweite Verschlusskörper16 des Steuerventils13 als Rückschlagventil in der Hydraulikversorgung2 . - Vorzugsweise verbindet das Steuerventil
13 druckabhängig die befüllende Kammer5 ,6 mit der zu entleerenden Kammer6 ,5 und/oder der Hydraulikmittelversorgung2 . - Vorteilhafterweise sind in Abhängigkeit der Stellung des Mehrwegeventils
12 mindestens ein Hydraulikmitteleingang19 oder20 bzw. alle Hydraulikmitteleingänge19 und20 mit dem Hydraulikmittelausgang21 verbindbar sind. In dieser Stellung des Steuerkolbens15 des Mehrwegeventils12 wird das Steuerventil13 gespült und damit gereinigt. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Stellung um die Mittelstellung des Steuerkolbens15 .
Claims (11)
- 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 und das Steuerventil (13 ) zwei Verschlusskörper (16 ,17 ), mindestens zwei Hydraulikmitteleingänge (19 ,20 ) und mindestens einen Hydraulikmittelausgang (21 ) aufweist und die beiden Verschlusskörper (16 ,17 ) des Steuerventils (13 ) von einem Federelement (18 ) beaufschlagbar sind. - Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (
13 ) als einziges Rückschlagventil in der Hydraulikmittelversorgung (2 ) dient. - Verstelleinrichtung 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. - Verstelleinrichtung 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. - Verstelleinrichtung 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. - Verstelleinrichtung 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. - Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Steuerventil (
13 ) in das Mehrwegeventil (12 ) integriert ist. - Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikmitteleingänge (
19 ,20 ) koaxial angeordnet sind. - Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Stellung des Mehrwegeventils (
12 ) mindestens ein Hydraulikmitteleingang (19 ,20 ) mit dem Hydraulikmittelausgang (21 ) verbindbar ist. - Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Stellung des Mehrwegeventils (
12 ) alle Hydraulikmitteleingänge (19 ,20 ) mit dem Hydraulikmittelausgang (21 ) verbindbar sind. - Verstelleinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Stellung des Mehrwegeventils (
12 ) um die Mittelstellung handelt.
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