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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Hydraulikeinrichtung zum Verändern
der Drehwinkellage einer Nockenwelle nach der Gattung der Ansprüche
1, 6 und 11.
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Es
ist schon eine Hydraulikeinrichtung zum Verändern der Drehwinkellage
einer Nockenwelle aus der
DE
199 35 781 A1 bekannt, mit zumindest einem hydraulischen
Phasensteller, jeweils einem dem Phasensteller zugeordneten Steuerventil,
zumindest einer den Phasensteller über sein Steuerventil
mit Druckmittel versorgenden Stellerpumpe und mit einer Motorpumpe
zur Ölversorgung der Motorlager einer Brennkraftmaschine.
Nachteilig ist, dass dieses System den überschüssigen
Druck über Druckbegrenzungsventile abbaut und damit unnötig
Energie verbraucht, was den Kraftstoffverbrauch erhöht.
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber
den Vorteil, dass zur Verstellung des zumindest einen Phasenstellers
weniger Energie benötigt wird. Auf diese Weise wird der
Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine verringert.
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Gemäß einer
ersten Ausführung wird dies dadurch erreicht, dass dem
Steuerventil eines Phasenstellers ein separater Druckmittelkreislauf
vorgeschaltet ist, im dem die Stellerpumpe derart angeordnet ist,
dass deren Druckseite über das Steuerventil mit ihrer Saugseite
verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass die Verstellung des zumindest
einen Phasenstellers besonders schnell erfolgen kann. Das Öl des
separaten Druckmittelkreislaufs wird im Kreis gefördert,
wobei dem Kreislauf zur Verstellung der Phasensteller Öl
entnommen wird, das mit Öl aus den drucklosen Kammern der
Phasensteller ersetzt wird. Wenn keine Verstellung eines der Phasensteller
erfolgt, wird wenig Energie für das im Kreis fördern
benötigt, da kein wesentlicher Strömungswiderstand
im separaten Druckmittelkreislauf vorhanden ist.
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Bei
einer zweiten, alternativen Ausführung wird die Stellerpumpe über
eine Stellerleitung mit dem zumindest einen Phasensteller und die
Motorölpumpe über eine Motorleitung mit den Motorlagern verbunden,
wobei die Stellerleitung mit der Motorleitung über eine
Verbindungsleitung und ein darin angeordnetes Ventil verbunden ist
und wobei das Ventil ein 3/2-Wegeventil mit drei Anschlüssen
und zwei Schaltstellungen ist. Dies hat den Vorteil, dass die Verstellgeschwindigkeit
der Phasensteller einfach veränderbar ist. Die Phasensteller
werden in der einen Betriebsart alleinig vom Motoröldruck
aus der Motorleitung und in der anderen Betriebsart entweder alleinig
vom Druck der Stellerpumpe oder von einem Druck, der sich aus der
Addition von Motoröldruck und Druck der Stellerpumpe ergibt,
verstellt. Mit dem Motoröldruck wird eine Verstellung mit
normaler Geschwindigkeit und bei Betrieb der Stellerpumpe eine Verstellung
mit einer höheren Geschwindigkeit als der normalen Geschwindigkeit
erreicht. Außerdem besteht die Möglichkeit, bei
bestimmten Motorbetriebszuständen den Motor mittels der
elektrischen Stellerpumpe mit Öl zu versorgen, wie z. B. vor
Motorstart bei Start-Stopp-Betrieb zur Reduzierung der Motorreibung.
Die Stellerpumpe wird nur betrieben, wenn der Phasensteller sehr
schnell verstellt werden soll oder im Heissleerlauf des Motors mit
sehr eingeschränkten Motoröldrucken von der Motorölpumpe.
Während der übrigen Zeit ist die elektrische Stellerpumpe
ausgeschaltet. Dies hat zum Vorteil, dass die gesamte Betriebsdauer
im Fahrzeug gering ist und damit ein günstiger Bürstenläufermotor
verwendet werden kann.
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In
einer dritten alternativen Ausführung ist in dem Verbindungsleitung
ein Speicher angeordnet, aus dem die Stellerpumpe Druckmittel ansaugt.
Dies hat den Vorteil, dass die Stellerpumpe bereits beim Motorstart,
wenn noch kein Motoröldruck zur Verfügung steht, Öl
ansaugen und einen Druck aufbauen kann, um die Phasensteller in
ihrer Position zu halten. Die im Stand der Technik notwendige Verriegelung
für den Rotor ist daher nicht erforderlich. Der Speicher
und die Stellerpumpe sind zur Motorölpumpe in Reihe nachgeschaltet
und baut daher auf dem Druck des Motoröls auf. Die Stellerpumpe
kann dadurch kleiner ausgelegt werden.
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Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den
Ansprüchen 1, 6, 11 angegebenen Hydraulikeinrichtung möglich.
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Vorteilhaft
ist, wenn für jeden Phasensteller ein eigener separater
Druckmittelkreislauf vorgesehen ist, da auf diese Weise eine besonders
hohe Verstellgeschwindigkeit erreichbar ist.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn zumindest zwei Phasensteller mit ihren Steuerventilen
in dem separaten Druckmittelkreislauf eingebunden sind, wobei die
Steuerventile in dem separaten Druckmittelkreislauf in Reihe geschaltet
sind, da auf diese Weise nur eine Pumpe für mehrere Phasensteller
erforderlich ist.
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Bei
dieser Reihenschaltung ist vorgesehen, dass bei der Verstellung
eines Phasenstellers dem separaten Druckmittelkreislauf jeweils
Fluid zur Befüllung seiner druckbeaufschlagten Kammern
stromauf des Steuerventils entnommen wird und dass in den separaten
Druckmittelkreislauf jeweils Fluid aus seinen nicht druckbeaufschlagten
Kammern stromab seines Steuerventils eingespeist wird, das zum stromab
folgenden Steuerventil gelangt. Auf diese Weise wird der separate
Druckmittelkreislauf gemäß der ersten Ausführung
zumindest indirekt geschlossen.
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Weiterhin
vorteilhaft ist, wenn von der Motorpumpe ein Förderkanal
zu den Motorlagern der Brenrikraftmaschine führt, wobei
der separate Druckmittelkreislauf über ein Rückschlagventil
mit dem Förderkanal strömungsverbunden ist. Auf
diese Weise wird erreicht, dass kein Öl zurück
in den Motorölkreislauf gelangt.
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Sehr
vorteilhaft ist es, wenn in der zweiten alternativen Ausführung
zwei Anschlüsse des 3/2-Wegeventils an die Motorleitung
und ein Anschluss des 3/2-Wegeventils an die Stellerleitung angeschlossen sind,
wobei dem einen an die Motorleitung angeschlossenen Anschluss des
3/2-Wegeventils ein Rückschlagventil vorgeschaltet ist.
Auf diese Weise kann das Rückschlagventil aktiviert oder über
einen Bypass parallel umgangen werden.
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Auch
vorteilhaft ist, wenn in der zweiten alternativen Ausführung
in der Stellerleitung stromab der Stellerpumpe und stromauf des
zumindest einen Steuerventils ein Rückschlagventil angeordnet
ist, wobei die Verbindungsleitung stromab des Rückschlagventils
und stromauf des zumindest einen Steuerventils in die Stellerleitung
mündet. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Phasensteller
entweder bei ausgeschalteter Stellenpumpe über die Verbindungsleitung
mit dem Druck der Motorleitung oder bei eingeschalteter Stellerpumpe
mit dem Druck der Stellerpumpe verstellbar ist.
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Weiter
vorteilhaft ist, wenn in der zweiten alternativen Ausführung
ein Anschluss des 3/2-Wegeventils an die Motorleitung und zwei Anschlüsse
des 3/2-Wegeventils an die Steuerleitung angeschlossen sind, wobei
in der Stellerleitung stromauf und stromab der Stellerpumpe jeweils
ein Rückschlagventil vorgesehen ist, wobei der erste an
die Stellerleitung angeschlossene Anschluss des 3/2-Wegeventils über
eine erste Verbindungsleitung in die Stellerleitung stromab der
Stellerpumpe und stromab des Rückschlagventils und wobei
der zweite an die Stellerleitung angeschlossene Anschluss des 3/2-Wegeventils über
eine zweite Verbindungsleitung in die Stellerleitung stromauf der
Stellerpumpe und stromab des Rückschlagventils mündet.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Phasensteller entweder bei ausgeschalteter
Stellerpumpe über die erste Verbindungsleitung mit dem
Druck der Motorleitung verstellbar ist oder bei eingeschalteter
Stellerpumpe mit einem Druck verstellbar ist, der sich aus der Addition der
Drucks der Motorleitung (über die zweite Verbindungsleitung)
und des von der Stellerpumpe erzeugten Drucks ergibt.
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Desweiteren
vorteilhaft ist, wenn in der dritten alternativen Ausführung
ein parallel zur Stellerpumpe geschalteter Bypass vorgesehen ist,
in dem ein Rückschlagventil angeordnet ist. Auf diese Weise wird
erreicht, dass die Phasensteller entweder bei ausgeschalteter Stellerpumpe über
den Bypass mit dem Druck der Motorleitung oder bei eingeschalteter Stellerpumpe
mit einem Druck verstellt, der sich aus der Addition der Drucks
der Motorleitung und des von der Stellerpumpe erzeugten Drucks ergibt.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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1 zeigt
schematisch eine erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung
gemäß einer ersten Ausführung,
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2 eine
weitere erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung
gemäß der ersten Ausführung,
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3 eine
erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung gemäß einer
zweiten Ausführung,
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4 eine
weitere erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung
gemäß der zweiten Ausführung,
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5 eine
weitere erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung
gemäß der zweiten Ausführung und
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6 eine
erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung gemäß einer
dritten Ausführung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
schematisch eine erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung
gemäß einer ersten Ausführung.
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Die
Hydraulikeinrichtung 1 dient der Verstellung der Drehwinkellage
einer Nockenwelle 2 einer Brennkraftmaschine relativ zu
einer Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine und weist zumindest
einen allgemein bekannten hydraulischen Phasensteller 4 und
jeweils ein dem hydraulischen Phasensteller 4 zugeordnetes
Steuerventil 5 auf. Die Nockenwelle 2 steuert
das Öffnen und Schließen von Gaswechselventilen 6.
Der hydraulische Phasensteller 4 hat ein Stellergehäuse 4.1 mit
einer Statorkammer 4.2 und einen in der Statorkammer 4.2 in
einem vorbestimmten Winkelbereich drehbar angeordneten Rotor 4.3. Das
Stellergehäuse 4.1 ist über ein Triebmittel
mit der Kurbelwelle 3 und der Rotor 4.3 mit der
Nockenwelle 2 mechanisch verbunden. Durch die Zwischenschaltung
des Phasenstellers 4 zwischen der Kurbelwelle 3 und
der Nockenwelle 2 wird eine variable Steuerung der Gaswechselventile 6 erreicht.
Am Umfang der Statorkammer 4.2 sind Statorflügel 4.4 und
am Rotor 4.3 Rotorflügel 4.5 ausgebildet.
Der Rotor 4.3 ist mit seinen Rotorflügeln 4.5 im
Winkelbereich zwischen den Statorflügeln 4.4 drehbar
angeordnet. In der Statorkammer 4.2 sind in Umfangsrichtung
gesehen zwischen den Statorflügeln 4.4 der Statorkammer 4.2 und
den Rotorflügeln 4.5 des Rotors 4.3 Arbeitskammern 4.6 gebildet,
die mit Fluid befüllt sind.
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Die
Drehwinkellage bzw. der Phasenwinkel wird auf bekannte Art und Weise
verstellt, indem die Rotorflügel 4.5 von einer
Seite her durch Befüllen der entsprechenden Arbeitskammern 4.6 mit
einem Druck beaufschlagt werden und die der anderen Seite der Rotorflügel 4.5 zugewandten
Arbeitskammern 4.6 um ein entsprechendes Volumen entleert
werden. Die Druckbeaufschlagung der jeweiligen Arbeitskammern 4.6 des
Phasenstellers 4 wird durch das Steuerventil 5 erreicht,
das beispielsweise ein 4/3-Wegeventil mit vier Anschlüssen 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 und
drei Schaltstellungen 9.1, 9.2, 9.3 ist
und elektromagnetisch betätigt wird. Die Anschlüsse 5.3 und 5.4 sind über
das Steuerventil 5 mit den Arbeitskammern 4.6 des
hydraulischen Phasenstellers 4 derart strömungsverbindbar,
dass die Rotorflügel 4.5 von einer Seite her mit
einem Druck beaufschlagt und die der anderen Seite der Rotorflügel 4.5 zugewandten
Arbeitskammern 4.6 druckentlastet werden. In einer Schaltstellung 9.1 sind
die Anschlüsse 5.3 und 5.4 geschlossen
und die Anschlüsse 5.1 und 5.2 kurzgeschlossen,
also miteinander strömungsverbunden, um die Drehwinkellage
des Rotors und damit der Nockenwelle 2 in der erreichten
Position zu halten. In den beiden anderen Schaltstellungen 9.2, 9.3 wird eine
Verstellung des Rotors 4.3 bzw. der Nockenwelle 2 in
Richtung „früh” bzw. „spät” erreicht.
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Die
Phasensteller 4 der Hydraulikeinrichtung 1 werden
von einer Stellerpumpe 10 mit Druckmittel versorgt, wobei
der Zufluss zu den Phasenstellern 4 und der Abfluss aus
diesen heraus von dem jeweiligen Steuerventil 5 gesteuert
wird. Die Brennkraftmaschine weist außerdem eine Motorölpumpe 11 auf, die
in einer Förderleitung 12 angeordnet ist und Motoröl
aus einem Vorratsbehälter 15 ansaugt und Motoreinrichtungen 16 zu
deren Schmierung zuführt. Die Motoreinrichtungen 16 sind
beispielsweise Pleuellager, Kolben, Nockenwellenlager, Rollenschlepphebel
und andere.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass zumindest einem Steuerventil 5 eines Phasenstellers 4 ein
separater Druckmittelkreislauf 17 vorgeschaltet ist, im
dem die Stellerpumpe 10 derart angeordnet ist, dass deren
Druckseite 10.1 über das Steuerventil 5 zumindest
mittelbar mit ihrer Saugseite 10.2 verbunden ist, ohne
das Motoröl über den Vorratsbehälter 15 zu
leiten. Der separate Druckmittelkreislauf 17 wird von einer
Stellerleitung 28 gebildet, in der die Stellerpumpe 10 angeordnet
ist. Die Anschlüsse 5.1, 5.2 sind in
der Schaltstellung 9.1 miteinander strömungsverbunden.
Keiner der an den Druckmittelkreislauf 17 angeschlossenen
Anschlüsse 5.1, 5.2 führt in
den drucklosen Vorratsbehälter 15. Durch die erfindungsgemäße
Ausführung nach 1 und 2 wird das Öl
im separaten Druckmittelkreislauf 17 im Kreis gefördert,
wobei dem Kreislauf zur Verstellung der Phasensteller 4 Öl
entnommen wird, das mit Öl aus den drucklosen Kammern der
Phasensteller 4 ersetzt wird.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel nach 1 sind zwei
Phasensteller 4 mit ihren Steuerventilen 5 in
den separaten Druckmittelkreislauf 17 eingebunden, wobei
die Steuerventile 5 in dem separaten Druckmittelkreislauf 17 in
Reihe geschaltet sind. Selbstverständlich können
auch nur ein einziger oder auch mehr als zwei Phasensteller 4 mit
ihren Steuerventilen 5 in den separaten Druckmittelkreislauf 17 in Reihe
verschaltet sein. Bei einer Verstellung eines Phasenstellers 4 wird
jeweils Druckmittel stromauf des Steuerventils 5 aus dem
separaten Druckmittelkreislauf 17 zur Befüllung
der mit Druck zu beaufschlagenden Kammern 4.6 entnommen
und Druckmittel aus den zu entleerenden Kammern 4.6 des Phasenstellers 4 stromab
des Steuerventils 5 in den separaten Druckmittelkreislauf 17 eingespeist
und dem stromab folgenden Steuerventil 5 zugeleitet. In dem
separaten Druckmittelkreislauf 17 stromab der Stellerpumpe 10 ist
ein Rückschlagventil 18 vorgesehen, um nur eine
Strömungsrichtung im separaten Druckmittelkreislauf 17 zuzulassen.
Die Stellerpumpe 10 ist gemäß 1 von
einem Elektromotor 19 angetrieben. Anstatt eines elektrischen
Antriebs kann die Stellerpumpe 10 aber auch über
ein Triebmittel von der Brennkraftmaschine mechanisch angetrieben
sein. Außerdem kann in dem separaten Druckmittelkreislauf 17 ein
Speicher 20 vorgesehen sein, der bei Motorstillstand noch
befüllt ist und für einen Motorstart ausreicht,
um den Phasensteller kurzzeitig in einer gewünschten Position
zu halten, bis nach Motorstart genügend Öldruck
zur Verfügung steht. Es kann auch ein Überdruckventil 21 ausgeführt
sein, das Druckmittel ab einem vorbestimmten Druck aus dem separaten
Druckmittelkreislauf 17 in den Vorratsbehälter 15 abströmen
lässt.
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Der
separate Druckmittelkreislauf 17 wird gemäß 1 aus
der Förderleitung 12 der Motorölpumpe 11 mit
Druckmittel versorgt. Dazu ist eine Verbindungsleitung 24 vorgesehen,
die von der Förderleitung 12 abzweigt und stromauf
der Stellerpumpe 10 in den separaten Druckmittelkreislauf 17 mündet. In
der Verbindungsleitung 24 ist ein Rückschlagventil 25 angeordnet,
um eine Rückströmung aus dem separaten Druckmittelkreislauf 17 in
die Förderleitung 12 zu verhindern.
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2 zeigt
eine Variante der ersten Ausführung der Hydraulikeinrichtung.
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Bei
der Hydraulikeinrichtung nach 2 sind die
gegenüber der Hydraulikeinrichtung nach 1 gleichbleibenden
oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Anstatt
mehrere Steuerventile 5 in einem einzigen separaten Druckmittelkreislauf 17 in
Reihe zu schalten, ist beim diesem Ausführungsbeispiel
jedem Steuerventil 5 ein eigener separater Druckmittelkreislauf 17 zugeordnet
und vorgeschaltet. Die Pumpen 10 können auf einer
gemeinsamen Welle sitzen und werden nur durch einen Motor angetrieben.
Alternativ hat jeder Druckmittelkreislauf seine eigene Pumpe 10 und
seinen eigenen Antrieb.
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3 zeigt
schematisch eine erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung
gemäß einer zweiten Ausführung.
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Bei
der Hydraulikeinrichtung nach 3 sind die
gegenüber der Hydraulikeinrichtung nach 1 und 2 gleichbleibenden
oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die
zweite Ausführung unterscheidet sich von der Ausführung
nach 1 und 2 darin, dass kein separater
Druckmittelkreislauf 17 vorgesehen ist und die Steuerventile 5 parallel
zueinander geschaltet sind. Weiterhin werden übliche Steuerventile 5 verwendet,
in deren Schaltstellung 9.1 alle Anschlüsse 5.1–5.4 vollständig
gesperrt sind und deren Anschluss 5.1 nicht an den Ölkreislauf,
sondern über eine Leitung an den drucklosen Vorratsbehälter 15 angeschlossen
ist.
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Während
in der ersten Ausführung nach 1 und 2 nur
die Motorölpumpe 11 aus dem Vorratsbehälter 15 Motoröl
ansaugt, saugen in der alternativen zweiten Ausführung
sowohl die Stellerpumpe 10 und die Motorölpumpe 11 Motoröl
aus dem Vorratsbehälter 15 an. Außerdem
sind die Steuerventile 5 im Gegensatz zur ersten und zweiten
Ausführung nach 1 und 2 parallel
zueinander geschaltet.
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Die
Stellerpumpe 10 versorgt den zumindest einen Phasensteller 4 über
eine Stellerleitung 28 mit Druckmittel, wobei die Stellerleitung 28 parallel
zur Förderleitung 12 angeordnet ist. Die Förderleitung 12 liefert
den Motoreinrichtungen 16 Motoröl zur Schmierung.
In der Stellerleitung 28 stromab der Stellerpumpe 10 ist
das Rückschlagventil 18 vorgesehen. Die Förderleitung 12 ist
wie in den beiden Ausführungsbeispielen nach 1 und 2 über eine
Verbindungsleitung 24 mit der Stellerleitung 28 verbunden.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass in der Verbindungsleitung 24 ein 3/2-Wegeventil 29 mit drei
Anschlüssen 29.1, 29.2, 29.3 und
zwei Schaltstellungen 30.1, 30.2 ist. Zwei Anschlüsse 29.1, 29.2 des
3/2-Wegeventils 29 mit der Förderleitung 12 und ein
Anschluss 29.3 des 3/2-Wegeventils 29 mit der Stellerleitung
verbunden. Die Verbindungsleitung 24 verzweigt sich zum
Anschluss an das 3/2-Wegeventil 29 in zwei Parallelabschnitte 24.1, 24.2,
wobei der an dem Anschluss 29.2 angeschlossene Parallelabschnitt 24.2 ein
Rückschlagventil 31 enthält. Im anderen
Parallelabschnitt 24.1 ist kein Rückschlagventil vorgesehen.
Die Strömungsverbindung zwischen der Stellerleitung 28 und
der Förderleitung 12 kann durch das 3/2-Wegeventil 29 so
gewählt werden, dass sie über das Rückschlagventil 31 oder
parallel am Rückschlagventil 31 vorbei über
den anderen Parallelabschnitt 24.1 verläuft.
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Das
3/2-Wegeventil 29 ist bei dieser Ausführung ein
Magnetventil. Die Stellerpumpe 10 wird in der dritten Ausführung
mittels des Elektromotors 19 angetrieben.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausführung nach 3 sind
zwei verschiedene Betriebsarten zur Verstellung der Phasensteller 4 möglich.
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In
einer ersten Betriebsart werden die Phasensteller 4 mittels
des Systemdrucks aus der Förderleitung 12 verstellt,
wobei das 3/2-Wegeventil 29 in der das Rückschlagventil 31 umgehenden
Schaltstellung 30.2 ist und die Stellerpumpe 10 ausgeschaltet
ist.
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In
einer zweiten Betriebsart werden die Phasensteller 4 ausschließlich
mittels des von der Stellerpumpe 10 aufgebauten Drucks
verstellt, wobei das 3/2-Wegeventil 29 in der das Rückschlagventil 31 durchlaufenden
Schaltstellung 30.1 ist und die Stellerpumpe 10 eingeschaltet
ist. Das Rückschlagventil 31 verhindert in dieser
Betriebsart, dass Druckmittel aus der Stellerleitung 28 in
die Förderleitung 12 gefördert wird.
Diese Betriebsart ist beispielsweise vor oder während eines
Motorstarts der Brennkraftmaschine möglich, wenn noch kein
oder erst ein geringer Motoröldruck in der Förderleitung 12 vorliegt.
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In
einer zusätzlichen dritten Betriebsart kann der Motor 16 durch
die Stellerpumpe 10 mit Öl versorgt werden, wobei
sich das Ventil 29 in der Schaltstellung 30.2 befindet.
Auf diese Weise können die Lager des Motors vor dem Motorstart
geschmiert werden.
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Alternativ
zum 3/2-Wegeventil 29 könnte auch ein 2/2-Ventil
mit einem Bypass und einem in dem Bypass angeordneten Rückschlagventil
eingesetzt werden.
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4 zeigt
eine Variante der zweiten Ausführung der Hydraulikeinrichtung.
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Bei
der Hydraulikeinrichtung nach 4 sind die
gegenüber der Hydraulikeinrichtung nach 1 bis 3 gleichbleibenden
oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Das
weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der
zweiten Ausführung nach 3 darin,
dass das 3/2-Wegeventil 29 nicht elektrisch, sondern hydraulisch
verstellbar ist. Der Schieber des 3/2-Wegeventils 29 wird
abhängig vom Druck in der Verbindungsleitung 24 oder
in der Förderleitung 12 in die eine oder andere
Schaltstellung 30.1, 30.2 bewegt.
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Alternativ
zum 3/2-Wegeventil 29 könnte auch hier ein 2/2-Ventil
mit einem Bypass und einem in dem Bypass angeordneten Rückschlagventil
eingesetzt werden.
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5 zeigt
eine weitere Variante der zweiten Ausführung der Hydraulikeinrichtung.
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Bei
der Hydraulikeinrichtung nach 5 sind die
gegenüber der Hydraulikeinrichtung nach 1 bis 4 gleichbleibenden
oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Das
weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der
zweiten Ausführung nach 3 und 4 darin,
dass nur ein Anschluss 29.1 des 3/2-Wegeventils 29 mit
der Förderleitung 12 und zwei Anschlüsse 29.2, 29.3 des
3/2-Wegeventils 29 mit der Stellerleitung 28 verbunden
sind. Außerdem ist stromauf der Stellerpumpe 10 ein
Rückschlagventil 34 und parallel zur Stellerpumpe
ein Pumpenbypass 35 mit einem Rückschlagventil 36 vorgesehen.
Die Verbindungsleitung 24 mündet mit einem ersten
Parallelabschnitt 24.1 vom zweiten Anschluss 29.2 ausgehend
stromab der Stellerpumpe 10 und stromab des Rückschlagventils 18 in
die Stellerleitung 28. Die Verbindungsleitung 24 mündet
außerdem mit einem zweiten Parallelabschnitt 24.2 vom
dritten Anschluss 29.3 ausgehend stromauf der Stellerpumpe 10 und stromab
des Rückschlagventils 34 in die Stellerleitung 28.
Das 3/2-Wegeventil 29 verbindet in der ersten Schaltstellung 30.1 den
ersten Anschluss 29.1 mit dem zweiten Anschluss 29.2 und
damit mit dem ersten Parallelabschnitt 24.1 der Verbindungsleitung 24.
In der anderen Schaltstellung 30.2 wird der erste Anschluss 29.1 mit
dem dritten Anschluss 29.3 und damit mit dem zweiten Parallelabschnitt 24.2 der
Verbindungsleitung 24 verbunden.
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Die
Stellerpumpe 10 wird in der fünften Ausführung
mittels des Elektromotors 19 angetrieben.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausführung nach 5 sind
drei verschiedene Betriebsarten zur Verstellung der Phasensteller 4 möglich.
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In
einer ersten Betriebsart werden die Phasensteller 4 mittels
des Systemdrucks aus der Förderleitung 12 verstellt,
wobei sich das 3/2-Wegeventil 29 in der zweiten Schaltstellung 30.2 befindet
und die Stellerpumpe 10 ausgeschaltet ist.
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In
einer zweiten Betriebsart werden die Phasensteller 4 mittels
einem größeren Druck als dem Systemdruck verstellt,
wobei das 3/2-Wegeventil 29 in der ersten Schaltstellung 30.1 ist
und die Stellerpumpe 10 eingeschaltet ist. In dieser Verschaltung sind
die Motorölpumpe 11 und die Stellerpumpe 10 in Reihe
geschaltet, so dass die Stellerpumpe 10 den saugseitig
anstehenden Druck der Motorölpumpe 11 weiter erhöht.
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In
einer dritten Betriebsart, die ähnlich der ersten Betriebsart
ist, kann zusätzlich eine schnelle Umschaltung von Motoröldruck
auf die additive Druckerhöhung der Pumpe 10 realisiert
werden. Das Ventil 29 ist in Stellung 30.1 betätigt
und über die Leitung 24.2 werden – um
die stehende Pumpe 10 herum mittels Bypass 35 – die
Phasensteller 4 versorgt. Soll jetzt mit der zweiten Betriebsart
schnell verstellt werden, ist die Leitung 24.2 vorgespannt
und die jetzt aktivierte Pumpe 10 kann direkt den Druck
ohne Verzögerung erhöhen.
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In
einer vierten Betriebsart kann die Pumpe 10 über
die Leitung 24.1 den stehenden Verbrennungsmotor mit Drucköl
versorgen. Die ist mit Schaltstellung 29.1 und aktivierter Pumpe 10 möglich
und erleichtert so den Start des Verbrennungsmotors durch verringerte
Reibung in den nun mit Drucköl versorgten Hauptlagern.
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6 zeigt
schematisch eine erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung
gemäß einer dritten Ausführung.
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Bei
der Hydraulikeinrichtung nach 6 sind die
gegenüber der Hydraulikeinrichtung nach 1 bis 5 gleichbleibenden
oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Bei
der dritten Ausführung ist die Stellerleitung 28 über
einen Verbindungsabschnitt 38 mit der Förderleitung 12 verbunden.
Die Saugseite 10.2 der Stellerpumpe 10 ist daher
nicht unmittelbar wie in den Einrichtungen nach 3 bis 5 mit
dem Vorratsbehälter 15 verbunden, sondern wird über
die Förderleitung 12 mit Motoröl versorgt.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass in dem Verbindungsabschnitt 38 ein Speicher 39 angeordnet
ist, aus dem die Stellerpumpe 10 Druckmittel ansaugt. Parallel
zur Stellerpumpe 10 ist der Pumpenbypass 35 vorgesehen,
in dem das Rückschlagventil 36 angeordnet ist.
Stromauf der parallel geschalteten Stellerpumpe 10 und
des Pumpenbypasses 35 ist der Speicher 39. Der
Speicher 39 ist über eine Speicherleitung 40 mit
dem Vorratsbehälter 15 strömungsverbunden.
In der Speicherleitung 40 ist ein Drosselelement 41 ausgeführt.
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In
einer ersten Betriebsart ist die Stellerpumpe 10 ausgeschaltet,
so dass der zumindest eine Phasensteller 4 allein mittels
des Systemdrucks der Förderleitung 12 verstellt
wird. Dabei wird das Druckmittel von der Förderleitung 12 über
den Speicher 39 und den Pumpenbypass 35 zum Steuerventil 5 gefördert.
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In
einer zweiten Betriebsart wird die Verstellgeschwindigkeit des zumindest
einen Phasenstellers deutlich erhöht, indem die Stellerpumpe 10 eingeschaltet
ist und einen Zusatzdruck bereitstellt.
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Der
Speicher 39 bevorratet ausreichend Motoröl, damit
die Stellerpumpe 10 im Fall des Motorstarts, wenn die Motorölpumpe 11 noch
nicht oder noch nicht ausreichend fördert, ausreichend
Motoröl zur Verfügung hat. Durch den Speicher 39 kann
der übliche, nicht dargestellte Verriegelungsbolzen im Phasensteller 4 entfallen.
Der Speicher 39 wiederum kann entfallen, wenn die Phasensteller 4 mit
dem üblichen Verriegelungsbolzen versehen sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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