DE102008051145B4 - Belt-drive camshaft adjuster - Google Patents

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Abstract

Nockenwellenversteller (100) mit einem Riemenantrieb für eine Brennkraftmaschine umfassend einen von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über einen Riemen (30) angetriebenen Stator (2), einen drehfest mit einer Nockenwelle (1) verbundenen Rotor (3), zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) angeordneten mit einem Öldruck beaufschlagbaren Arbeitskammern (4), die durch dem Rotor (3) zugeordnete Flügel (23) in gegensinnig wirkende Druckräume (24, 25) unterteilt sind, wobei zur Steuerung des Öldruckes in den Druckräumen (24, 25) der Arbeitskammern (4) ein Zentralventil (26) mit einem längs verschieblich in dem Zentralventil (26) geführten Kolben (8) vorgesehen ist, der von einer Ansteuerseite (A) des Nockenwellenverstellers (100) von einem Aktuator (6) mit einer Kraft beaufschlagbar ist, und der Nockenwellenversteller (100) an seiner Ansteuerseite (A) eine Dichtung (10, 17) aufweist, die den Austritt des Ölstromes in den den Riemenantrieb aufnehmenden Bauraum (B) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (17) durch eine Balgdichtung gebildet ist, die mit ihrem radial äußeren Rand fest mit dem Nockenwellenversteller (100) verbunden ist und mittig mit einem dem Kolben (8) zugeordneten Teil (21) verbunden ist, an dem der Aktuator (6) anliegt.Camshaft adjuster (100) with a belt drive for an internal combustion engine comprising a stator (2) driven by a crankshaft of the internal combustion engine via a belt (30), a rotor (3) connected non-rotatably to a camshaft (1), between the stator (2) and the rotor (3) arranged with an oil pressure can be acted upon working chambers (4), which are divided by the rotor (3) associated vanes (23) into pressure chambers (24, 25) acting in opposite directions, wherein to control the oil pressure in the pressure chambers (24, 25) of the working chambers (4) a central valve (26) is provided with a longitudinally displaceable piston (8) guided in the central valve (26), which is driven from a control side (A) of the camshaft adjuster (100) by an actuator (6) with a Force can be applied, and the camshaft adjuster (100) has a seal (10, 17) on its control side (A) which prevents the oil flow from escaping into the installation space (B) accommodating the belt drive, thereby g Indicates that the seal (17) is formed by a bellows seal which is firmly connected with its radially outer edge to the camshaft adjuster (100) and is centrally connected to a part (21) assigned to the piston (8) on which the actuator (6) is applied.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller mit Riemenantrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a belt-drive camshaft adjuster with the features of the preamble of claim 1.
  • Nockenwellenversteller werden in der Fachwelt nach einer üblichen Kategorisierung in zwei Klassen eingeteilt, Nockenwellenversteller mit Kettenantrieb und Nockenwellenversteller mit Riemenantrieb. Der Nockenwellenversteller wird von einer Kurbelwelle über den Riemen oder die Kette angetrieben und hat die Aufgabe, die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine zu verstellen. Durch die Verstellung der Öffnungs- und Schließzeiten kann die Brennkraftmaschine hinsichtlich Verbrauch und Leistung optimiert betrieben werden, was insbesondere aufgrund der hohen Energiepreise und Umweltanforderungen bei modernen Brennkraftmaschinen zwingend erforderlich ist. Der Nockenwellenversteller selbst weist einen Stator auf, der über den Riemen oder die Kette von der Kurbelwelle angetrieben wird, und einen Rotor, der drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist. Zwischen dem Rotor und dem Stator sind Arbeitskammern vorgesehen, die wiederum durch an dem Rotor angeordnete Flügel in zwei gegensinnig wirkende Druckräume unterteilt werden.In the professional world, camshaft adjusters are divided into two classes according to a customary categorization, camshaft adjusters with chain drive and camshaft adjusters with belt drive. The camshaft adjuster is driven by a crankshaft via the belt or chain and has the task of adjusting the opening and closing times of the gas exchange valves of an internal combustion engine. By adjusting the opening and closing times, the internal combustion engine can be operated in an optimized manner with regard to consumption and performance, which is absolutely necessary in modern internal combustion engines, in particular because of the high energy prices and environmental requirements. The camshaft adjuster itself has a stator, which is driven by the crankshaft via the belt or chain, and a rotor, which is connected to the camshaft in a rotationally fixed manner. Between the rotor and the stator, working chambers are provided, which in turn are subdivided into two oppositely acting pressure chambers by vanes arranged on the rotor.
  • Um den Drehwinkel des Rotors gegenüber dem Stator und damit der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle zu verstellen, ist bei Nockenwellenverstellern mit Kettenantrieb z.B. ein Zentralventil vorgesehen, dass über einen in einer ortsfesten Struktur des Motors koaxial zu dem Zentralventil angeordneten Magneten angesteuert wird. Das Zentralventil umfasst einen feststehenden Hydraulikteil und einen in dem Hydraulikteil längs verschieblich geführten Kolben. In dem Hydraulikteil und dem Kolben sind jeweils Ölführungskanäle vorgesehen, die je nach Stellung des Kolbens miteinander verbunden sind. Die Ölführungskanäle in dem Hydraulikteil sind zusätzlich mit den Arbeitskammern verbunden und können je nach Stellung des Kolbens wahlweise mit Öldruck beaufschlagt werden, so dass der Öldruck in den Arbeitskammern in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens gesteuert werden kann. Durch die Veränderung der Drücke in den Arbeitskammern kann dann der Drehwinkel des Rotors gegenüber dem Stator und damit die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile verändert werden. Während der Verstellung des Rotors wird jeweils ein Druckraum mit einem Ölstrom beaufschlagt, während das Öl aus dem Druckraum auf der anderen Seite des Flügels in einen Tank, der hier durch den Kettenkasten gebildet ist, abströmt.In order to adjust the angle of rotation of the rotor with respect to the stator and thus the camshaft with respect to the crankshaft, camshaft adjusters with chain drive e.g. a central valve is provided that is controlled via a magnet arranged coaxially with the central valve in a stationary structure of the motor. The central valve comprises a stationary hydraulic part and a piston that is guided in the hydraulic part so as to be longitudinally displaceable. In the hydraulic part and the piston each oil guide channels are provided, which are connected to one another depending on the position of the piston. The oil ducts in the hydraulic part are also connected to the working chambers and, depending on the position of the piston, can optionally be pressurized with oil so that the oil pressure in the working chambers can be controlled depending on the position of the piston. By changing the pressures in the working chambers, the angle of rotation of the rotor with respect to the stator and thus the opening and closing times of the gas exchange valves can be changed. During the adjustment of the rotor, an oil flow is applied to one pressure chamber, while the oil flows out of the pressure chamber on the other side of the wing into a tank, which is formed here by the chain case.
  • Ein solches Abströmen des Ölstromes in den bei Riemenantrieben dem Kettenkasten entsprechen Riemenkasten ist nicht akzeptabel, da der Riemenantrieb grundsätzlich nicht im Öl laufen darf. Aus diesem Grund ist bei Nockenwellenverstellern mit Riemenantrieb die Verwendung eines Zentralventils bisher nicht möglich.Such an outflow of the oil flow into the belt case corresponding to the chain case in belt drives is not acceptable, since the belt drive must not run in oil. For this reason, the use of a central valve has not yet been possible with belt-driven camshaft adjusters.
  • Die DE 698 09 586 T2 zeigt einen Phasenverstellmechanismus für eine Motornockenwelle, welcher eine Veränderung der Ventilsteuerung des Motors derart ermöglicht, dass diese unterschiedlichen Betriebsbedingungen angepasst werden kann.The DE 698 09 586 T2 shows a phase adjustment mechanism for an engine camshaft which enables the valve timing of the engine to be changed in such a way that these different operating conditions can be adapted.
  • Die AT 70 892 E zeigt eine Verstellung einer Nockenwelle durch ein Steuerventil.The AT 70 892 E. shows an adjustment of a camshaft by a control valve.
  • Die DE 10 2004 039 800 A1 zeigt ein Nockenwellenverstellsystem mit einem Nockenwellenversteller mit zwei gegenläufigen Hydraulikkammern umfasst insbesondere Schwenkmotornockenwellenversteller und eine Steuerventilgruppe. Die Steuerventilgruppe des Nockenwellenverstellsystems arbeitet als 4/4-Ventil. Sie hat einen Anschluss für die erste und einen Anschluss für die zweite Hydraulikkammer. Sie beinhaltet ebenso einen Tankanschluss und einen Anschluss für die Druckbeaufschlagung. Das Nockenwellenverstellsystem zeichnet sich dadurch aus, dass es in einem ersten Zustand, dem drucklosen Zustand, durch das Ventil entlastet ist. Dies geschieht durch gleichzeitiges, hydraulisches Verschalten der Anschlüsse der Hydraulikkammern des Nockenwellenverstellers gegenüber dem Tankanschluss.The DE 10 2004 039 800 A1 shows a camshaft adjustment system with a camshaft adjuster with two hydraulic chambers rotating in opposite directions, comprises in particular swivel motor camshaft adjusters and a control valve group. The control valve group of the camshaft adjustment system works as a 4/4 valve. It has a connection for the first and a connection for the second hydraulic chamber. It also includes a tank connection and a connection for pressurization. The camshaft adjustment system is characterized in that it is relieved by the valve in a first state, the unpressurized state. This is done by simultaneous, hydraulic switching of the connections of the hydraulic chambers of the camshaft adjuster with respect to the tank connection.
  • Die DE 10 2006 012 733 A1 zeigt ein Ventil und einen geeigneten Hydraulikkreis, insbesondere für Nockenwellenversteller einer Verbrennungskraftmaschine, in dem eine Anzahl Rückschlagventile bzw. wie Rückschlagventile funktionierende Zweiwegeventile platziert werden, um einen schnellen Nockenwellenversteller mit hoher Regelgüte zu schaffen.The DE 10 2006 012 733 A1 shows a valve and a suitable hydraulic circuit, especially for camshaft adjusters of an internal combustion engine, in which a number of check valves or two-way valves that function like check valves are placed in order to create a fast camshaft adjuster with high control quality.
  • Die DE 38 72 963 T2 zeigt eine Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor zum kontinuierlichen Steuern oder Variieren der Steuerzeit, bei der ein Einlaß- oder Auslaßventil geöffnet oder geschlossen wird.The DE 38 72 963 T2 shows a valve timing control device for use in an internal combustion engine for continuously controlling or varying the timing at which an intake or exhaust valve is opened or closed.
  • Aufgabe ist es, einen Nockenwellenversteller mit einem Riemenantrieb zu schaffen, dessen Ölstrom über ein Zentralventil gesteuert wird.The task is to create a camshaft adjuster with a belt drive, the oil flow of which is controlled by a central valve.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 4 und 6 gelöst, während vorteilhafte Weiterbildungen den Unteransprüchen zu entnehmen sind.According to the invention, the object is achieved by a camshaft adjuster having the features of claims 1, 4 and 6, while advantageous developments can be found in the subclaims.
  • Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, dass zur Steuerung des Öldruckes in den Druckräumen der Arbeitskammern ein Zentralventil mit einem längs verschieblich in dem Zentralventil geführten Kolben vorgesehen ist, der von einer Ansteuerseite des Nockenwellenverstellers von einem Aktuator mit einer Kraft beaufschlagbar ist, und der Nockenwellenversteller an seiner Ansteuerseite eine Dichtung aufweist, die den Austritt des Ölstromes in den den Riemenantrieb aufnehmenden Bauraum verhindert.According to the invention, to achieve the object, it is proposed that to control the oil pressure in the pressure chambers of the working chambers Central valve is provided with a longitudinally displaceable piston guided in the central valve, which can be acted upon by an actuator from a control side of the camshaft adjuster, and the camshaft adjuster has a seal on its control side which prevents the oil flow from escaping into the installation space accommodating the belt drive .
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösungen ist es ermöglicht, den Nockenwellenversteller mit Riemenantrieb über ein Zentralventil zu steuern, ohne dass das ablaufende Öl in den den Riemenantrieb aufnehmende Bauraum, auch Riemenkasten genannt, gelangen kann.The solutions according to the invention make it possible to control the belt-driven camshaft adjuster via a central valve without the draining oil being able to get into the installation space, also known as the belt box, which accommodates the belt drive.
  • Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Dichtung durch eine Balgdichtung gebildet ist, die mit ihrem radial äußeren Rand fest mit dem Nockenwellenversteller verbunden ist, und mittig mit einem dem Kolben zugeordneten Teil verbunden ist, an dem der Aktuator anliegt. Die Balgdichtung besitzt den Vorteil, dass sie den Nockenwellenversteller selbst insgesamt abdichtet, so dass an dieser Seite kein Öl mehr austreten kann, welche in den Bauraum des Riementriebes gelangen könnte. Außerdem besitzt die Balgdichtung den Vorteil, dass sie als statische Dichtung ausgeführt werden kann. Statische Dichtungen sind grundsätzlich unempfindlicher gegenüber Verschleiß und einfacher im Aufbau, so dass die Dichtwirkung über die Lebensdauer des abzudichtenden Bauteils besser ist und die Dichtung kostengünstiger ist. Ein weiterer Vorteil der Balgdichtung besteht darin, dass sie auch Axialbewegungen der Teile insbesondere des Kolbens ausführen kann, ohne dabei ihre Dichtwirkung zu verlieren.It is proposed according to the invention that the seal is formed by a bellows seal which is firmly connected with its radially outer edge to the camshaft adjuster and is centrally connected to a part assigned to the piston against which the actuator rests. The bellows seal has the advantage that it seals the camshaft adjuster itself as a whole, so that no more oil can escape on this side, which could get into the installation space of the belt drive. The bellows seal also has the advantage that it can be designed as a static seal. Static seals are fundamentally less sensitive to wear and tear and have a simpler structure, so that the sealing effect is better over the service life of the component to be sealed and the seal is more cost-effective. Another advantage of the bellows seal is that it can also execute axial movements of the parts, in particular of the piston, without losing their sealing effect.
  • Es wird ferner vorgeschlagen, dass das mittig mit der Balgdichtung verbundene Teil und der Kolben einstückig ausgebildet sind. Dadurch wird die Stellbewegung des an dem Teil anliegenden Aktuators unmittelbar in eine Bewegung des Kolbens umgewandelt, was vorteilhaft für die Genauigkeit des Bewegungsablaufes der zusammenwirkenden Teile ist. Ferner ist dadurch die Teileanzahl reduziert, was wiederum günstig hinsichtlich der Fertigung, der Teilebevorratung und der Zuverlässigkeit im Dauerlaufbetrieb ist.It is also proposed that the part connected in the middle with the bellows seal and the piston are designed in one piece. As a result, the adjusting movement of the actuator resting on the part is converted directly into a movement of the piston, which is advantageous for the accuracy of the movement sequence of the interacting parts. Furthermore, this reduces the number of parts, which in turn is beneficial in terms of production, parts storage and reliability in continuous operation.
  • Alternativ wird vorgeschlagen, dass das mittig mit der Balgdichtung verbundene Teil an der Stirnseite des Kolbens derart anliegt, dass ausschließlich Druckkräfte übertragbar sind. Dies kann z.B. sehr einfach dadurch erfolgen, indem das mittig mit der Balgdichtung verbundene Teil und der Kolben aus zwei getrennten Teilen gebildet sind. Hierdurch wird vermieden, dass unbeabsichtigte Druckschwankungen insbesondere Unterdrücke dazu führen können, dass die Balgdichtung den Kolben aus seiner Solllage zieht.Alternatively, it is proposed that the part connected in the middle with the bellows seal rests on the end face of the piston in such a way that only compressive forces can be transmitted. This can e.g. can be done very easily in that the part connected centrally to the bellows seal and the piston are formed from two separate parts. This prevents unintentional pressure fluctuations, in particular negative pressures, from causing the bellows seal to pull the piston out of its desired position.
  • Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe auch vorgeschlagen, dass eine Hülse vorgesehen ist, welche in einer koaxial zu dem Zentralventil angeordneten Bohrung einer Bauteilwand des den Riemenantrieb aufnehmenden Bauraumes und den aus dem Zentralventil austretenden Kolben umfasst und die Dichtung zwischen der Hülse und dem Nockenwellenversteller angeordnet ist. Da die Bauteilwand feststehend ausgebildet ist, und der Nockenwellenversteller sich dreht, muss entweder die Dichtung zwischen der Hülse und dem Nockenwellenversteller oder eine zweite Dichtung zwischen der Hülse und der Bauteilwand als dynamische Dichtung z.B. als Radialwellendichtring ausgeführt werden. Die Hülse besitzt den Vorteil, dass durch die Ausführung der Dichtung keine auf den Kolben wirkenden Axialkräfte entstehen können, die zu einem fehlerhaften Verstellen des Kolbens führen können.According to the invention, to achieve the object, it is also proposed that a sleeve be provided which encompasses a component wall of the structural space accommodating the belt drive and the piston emerging from the central valve in a bore arranged coaxially to the central valve and the seal is arranged between the sleeve and the camshaft adjuster . Since the component wall is fixed and the camshaft adjuster rotates, either the seal between the sleeve and the camshaft adjuster or a second seal between the sleeve and the component wall must be used as a dynamic seal e.g. be designed as a radial shaft seal. The sleeve has the advantage that the design of the seal means that no axial forces acting on the piston can arise which could lead to incorrect adjustment of the piston.
  • Die Ölabfuhr kann in diesem Fall sehr einfach dadurch realisiert werden, indem die Hülse die Bauteilwand durchdringt und an ihrer von dem Nockenwellenversteller abgewandten Seite der Bauteilwand Bohrungen aufweist, durch die das aus den Druckräumen abgeführte Öl austritt.In this case, the oil discharge can be implemented very simply by the sleeve penetrating the component wall and having bores on its side of the component wall facing away from the camshaft adjuster, through which the oil discharged from the pressure chambers emerges.
  • Erfindungsgemäß besteht eine Ausführungsform darin, dass der Kolben hohl ausgebildet ist, und dass das aus den Druckräumen abgeführte Öl durch den Kolben zu einer außerhalb des den Riemenantrieb aufnehmenden Bauraumes angeordneten Ölablaufbohrung geführt ist.According to the invention, one embodiment consists in that the piston is hollow and that the oil discharged from the pressure chambers is guided through the piston to an oil drain hole arranged outside of the installation space accommodating the belt drive.
  • Nachfolgend wird die Erfindung durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher beschrieben, wobei in den Figuren im Einzelnen zu erkennen ist:
    • 1: Nockenwellenversteller mit abgedichteter Hülse,
    • 2: Nockenwellenversteller mit Balgdichtung,
    • 3: Nockenwellenversteller mit Balgdichtung und Zwischenstück,
    • 4: Grundaufbau eines Nockenwellenverstellers mit Radialkolben.
    The invention is described in more detail below by means of preferred exemplary embodiments, the figures showing in detail:
    • 1 : Camshaft adjuster with sealed sleeve,
    • 2 : Camshaft adjuster with bellows seal,
    • 3 : Camshaft adjuster with bellows seal and spacer,
    • 4th : Basic structure of a camshaft adjuster with radial piston.
  • In 4 ist zunächst zum besseren Verständnis ein Nockenwellenversteller 100 in seinem Grundaufbau zu erkennen. Der Nockenwellenversteller 100 ist gebildet aus einem Stator 2 und einem in einem Hohlraum des Stators 2 angeordneten Rotor 3. Der Stator 2 stützt sich mit radial einwärts gerichteten Vorsprüngen auf dem Rotor 3 ab und unterteilt so den zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 vorhandenen Ringraum in Arbeitskammern 4. An dem Rotor 3 sind ferner Flügel 23 vorgesehen, die in die Arbeitsräume 4 hineinragen und diese wiederum in gegensinnig wirkende Druckräume 24 und 25 unterteilen. In die Druckräume 24 und 25 münden Öldruckleitungen 31 und 32, durch welche die Druckräume 24 und 25 mit einem Öldruck beaufschlagbar sind. Bei Beaufschlagung des Druckraumes 24 wird der Rotor 3 gegenüber dem Stator 2 im Uhrzeigersinn verdreht und bei Beaufschlagung des Druckraumes 25 entsprechend gegen den Uhrzeigersinn. Bei Beaufschlagung einer der Druckräume 24 oder 25 wird das Öl aus dem jeweils anderen Druckraum 24 oder 25 abgelassen, so dass die Verstellbewegung dadurch nicht gestört werden kann.In 4th is initially a camshaft adjuster for a better understanding 100 to recognize in its basic structure. The camshaft adjuster 100 is formed from a stator 2 and one in a cavity of the stator 2 arranged rotor 3 . The stator 2 rests on the rotor with radially inwardly directed projections 3 and thus divides the between the stator 2 and the rotor 3 existing annulus in working chambers 4th . On the rotor 3 are also wings 23 provided that in the work rooms 4th protrude and this in turn into pressure spaces acting in opposite directions 24 and 25th subdivide. In the pressure rooms 24 and 25th open oil pressure lines 31 and 32 through which the pressure chambers 24 and 25th can be acted upon with an oil pressure. When the pressure chamber is pressurized 24 becomes the rotor 3 opposite the stator 2 turned clockwise and when the pressure chamber is pressurized 25th counterclockwise accordingly. When one of the pressure rooms is applied 24 or 25th the oil is from the other pressure chamber 24 or 25th drained so that the adjustment movement cannot be disturbed.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßer Nockenwellenversteller 100 mit einem durch einen Riemen 14 von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angetriebenen Stator 2 und einem drehfest mit der Nockenwelle 1 verbundenen Rotor 3 zu erkennen. Zur Verbindung des Rotors 3 mit der Nockenwelle 1 ist eine hohl ausgebildete Zentralschraube 5 vorgesehen, in der ein Zentralventil 26 zur Steuerung der Ölströme in die Öldruckleitungen 31 und 32 vorgesehen. Das Zentralventil 26 selbst ist gebildet aus einem Hydraulikteil 27 und einem in dem Hydraulikteil 27 längs verschieblich geführten Kolben 8.In 1 is a camshaft adjuster according to the invention 100 with one by a strap 14th stator driven by a crankshaft of an internal combustion engine 2 and one non-rotatably with the camshaft 1 connected rotor 3 to recognize. To connect the rotor 3 with the camshaft 1 is a hollow central screw 5 provided in which a central valve 26th to control the oil flows in the oil pressure lines 31 and 32 intended. The central valve 26th itself is formed from a hydraulic part 27 and one in the hydraulic part 27 longitudinally displaceable piston 8th .
  • In der Nockenwelle 1 ist eine Ölzufuhrleitung 11 vorgesehen, durch die der Nockenwellenversteller 100 mit Öldruck beaufschlagbar ist, der dann in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 8 den Öldruckleitungen 31 und 32 zugeführt wird. Auf die Ölführung in dem Hydraulikteil 27 und dem Kolben 8 wird hier nicht weiter eingegangen, da diese durch die Erfindung nicht verändert wird und zum Stand der Technik gehört.In the camshaft 1 is an oil supply line 11 provided by the camshaft adjuster 100 can be acted upon with oil pressure, which then depends on the position of the piston 8th the oil pressure lines 31 and 32 is fed. On the oil guide in the hydraulic part 27 and the piston 8th will not be discussed further here, since this is not changed by the invention and belongs to the prior art.
  • An der Ansteuerseite „A“ des Nockenwellenverstellers 100 ist ein als Hubmagnet ausgebildeter Aktuator 6 ortsfest in dem Gehäuse der Brennkraftmaschine gehalten, der über einen Stößel 7 auf den Kolben 8 des Zentralventils 26 wirkt. Der Bauraum „B“ des Riemenantriebes, auch Riemenkasten genannt, des Nockenwellenverstellers 100 ist durch eine Bauteilwand 28 gekapselt, so dass dieser wie später noch beschrieben nicht im Öl läuft.On the control side " A. “Of the camshaft adjuster 100 is an actuator designed as a lifting magnet 6th held stationary in the housing of the internal combustion engine, via a plunger 7th on the piston 8th of the central valve 26th works. The installation space "B" of the belt drive, also called belt box, of the camshaft adjuster 100 is through a component wall 28 encapsulated so that it does not run in the oil, as will be described later.
  • In der den Aktuator 6 und den Nockenwellenversteller 10 trennenden Bauteilwand 28 ist koaxial zu dem Zentralventil 26 des Nockenwellenverstellers 100 und dem Stößel 7 des Aktuators 6 eine Bohrung 20 vorgesehen, in der über eine statische Dichtung 29 eine Hülse 9 gedichtet angeordnet ist. Die Hülse 9 erstreckt sich mit einem Ende zu dem Nockenwellenversteller 100 hin bis in die Zentralschraube 5 und mit dem anderen Ende bis zu dem Aktuator 6 hin. Im Bereich der Überlappung der Hülse 9 und der Zentralschraube 5 ist eine als Radialwellendichtring ausgebildete dynamische Dichtung 10 vorgesehen, durch die verhindert wird, dass das Öl aus dem Nockenwellenversteller 100 in den Bauraum „B“ dringt. Zwischen dem an dem Aktuator 6 anliegenden Ende der Hülse 9 und der Bauteilwand 28 sind in der Hülse 9 Bohrungen 12 vorgesehen, durch die das aus den Druckräumen 24 und 25 ablaufende Öl in einen Freiraum 13 der Brennkraftmaschine austreten kann, von wo es über eine nicht dargestellte Pumpe bei der nächsten Betätigung des Nockenwellenverstellers 100 über die Ölzufuhrleitung 11 wieder zugeführt wird. Zusätzlich zu der Ölabfuhr über die Bohrungen 12 ist ein Ablauf des Öls über eine Durchgangsbohrung 15 in dem Kolben 8 zu der an der Nockenwelle 1 angeordneten Ölablaufbohrung 16 möglich, so dass durch den beidseitigen Ablauf des Öles entsprechend der Pfeilrichtungen T1 und T2 sich keine Axialkräfte in dem Nockenwellenversteller 100 aufbauen können, die zu einer unerwünschten Verstellung des Rotors 3 gegenüber dem Stator 2 führen könnten.In the the actuator 6th and the camshaft adjuster 10 separating component wall 28 is coaxial with the central valve 26th of the camshaft adjuster 100 and the plunger 7th of the actuator 6th a hole 20th provided in via a static seal 29 a sleeve 9 is arranged sealed. The sleeve 9 extends with one end to the camshaft adjuster 100 down to the central screw 5 and with the other end to the actuator 6th down. In the area of the overlap of the sleeve 9 and the central screw 5 is a dynamic seal designed as a radial shaft seal 10 which prevents the oil from flowing out of the camshaft adjuster 100 enters the installation space "B". Between that on the actuator 6th adjacent end of the sleeve 9 and the component wall 28 are in the sleeve 9 Drilling 12 provided through which the pressure chambers 24 and 25th draining oil in a free space 13 the internal combustion engine can escape, from where it is via a pump, not shown, when the camshaft adjuster is next actuated 100 via the oil supply line 11 is fed back. In addition to the oil drainage through the holes 12 is a drainage of the oil through a through hole 15th in the flask 8th to the one on the camshaft 1 arranged oil drain hole 16 possible, so that the oil drains on both sides according to the arrow directions T1 and T2 there are no axial forces in the camshaft adjuster 100 can build up, which leads to an undesired adjustment of the rotor 3 opposite the stator 2 could lead.
  • In 2 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung zu erkennen, bei der auf der Ansteuerseite „A“ des Nockenwellenverstellers 100 eine Balgdichtung 17 vorgesehen ist, die an ihrem radial außenseitigen Rand fest mit der Zentralschraube 5 und darüber an dem Nockenwellenversteller 100 gehalten ist. Mittig ist die Balgdichtung 17 mit dem Kolben 8 des Zentralventils 26 verbunden. Dadurch ist der Ringspalt zwischen dem Zentralventil 26 und der Zentralschraube 5 gedichtet, und es kann an dieser Seite kein Öl in den den Riemenantrieb 14 aufnehmenden Bauraum „B“ gelangen. An der Außenseite der Balgdichtung 17 liegt mittig der Aktuator 6 mit einem Stößel 7 an dem Kolben 8 an, an dem die Balgdichtung 17 gehalten ist. Bei Betätigung des Aktuators 6 wird auf den Kolben 8 über den Stößel 7 eine Druckkraft ausgeübt, durch die der Kolben 8 axial gegen die Feder 22 verschoben wird.In 2 an alternative embodiment of the invention can be seen in which on the control side " A. “Of the camshaft adjuster 100 a bellows seal 17th is provided, which is fixed to the central screw at its radially outer edge 5 and above on the camshaft adjuster 100 is held. The bellows seal is in the middle 17th with the piston 8th of the central valve 26th connected. This creates the annular gap between the central valve 26th and the central screw 5 sealed, and no oil can get into the belt drive on this side 14th receiving installation space " B. " reach. On the outside of the bellows seal 17th the actuator is in the middle 6th with a pestle 7th on the piston 8th where the bellows seal 17th is held. When the actuator is operated 6th is on the piston 8th over the plunger 7th exerted a compressive force by which the piston 8th axially against the spring 22nd is moved.
  • Die Druckölbeaufschlagung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel identisch zu der in 1 dargestellten Ausführungsform durch die Ölzufuhrleitung 11 in Pfeilrichtung „P“. Die Rückführung des Öles aus den Druckräumen 24 und 25 erfolgt dann durch die Bohrungen 18 und 19 in den Hohlraum des Kolbens 8 und weiter durch die Zentralschraube 5 und durch die Ölablaufbohrung 16 in Pfeilrichtung „T“ zu einem Tank aus dem es dann über eine Ölpumpe wieder der Ölzuführleitung 11 in Pfeilrichtung „P“ zuführbar ist. Die verwendete Balgdichtung 17 hat erkennbar den Vorteil, dass diese gemeinsam mit dem Kolben 8 Axialbewegungen ausführen kann, ohne dass die Dichtwirkung dabei verlorengeht. Überdies ist die Balgdichtung 17 eine statische mit der Zentralschraube 5 und dem Kolben 8 verbundene Dichtung, welche eine sehr zuverlässige Dichtwirkung auch im Dauerbetrieb aufweist. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da der Nockenwellenversteller in der Brennkraftmaschine nur sehr schwer zugänglich ist und ein Austausch nur mit sehr hohem Aufwand und damit verbundenen Kosten möglich ist.In this exemplary embodiment, the pressurized oil is applied identically to that in FIG 1 illustrated embodiment through the oil supply line 11 in the direction of the arrow "P". The return of the oil from the pressure chambers 24 and 25th then takes place through the holes 18th and 19th into the cavity of the piston 8th and further through the central screw 5 and through the oil drain hole 16 in the direction of the arrow "T" to a tank from which it then returns to the oil supply line via an oil pump 11 can be fed in the direction of the arrow "P". The bellows seal used 17th has the recognizable advantage that this is shared with the piston 8th Can perform axial movements without losing the sealing effect. In addition, the bellows seal is 17th a static one with the central screw 5 and the piston 8th connected seal, which has a very reliable sealing effect even in continuous operation. This is particularly advantageous because the camshaft adjuster in the internal combustion engine is very difficult to access and an exchange is only possible with a great deal of effort and the associated costs.
  • In der 3 ist eine gegenüber der 2 weiterentwickelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die Dichtung ebenfalls durch eine Balgdichtung 17 verwirklicht ist. Im Unterschied zu der Ausführungsform aus 2 ist die Balgdichtung 17 hier aber mittig mit einem Zwischenstück 21 verbunden, welches an dem Kolben 8 anliegt. Die Verstellbewegung des Kolbens 8 erfolgt dann durch den an dem Zwischenstück anliegenden Stößel 7 des Aktuators 6 gegen die Feder 22. Für den Fall, dass in dem Zentralventil 26 Druckschwankungen auftreten und die Balgdichtung unbeabsichtigt gegen den Stößel 7 ausgelenkt wird, wird damit sichergestellt, dass die Balgdichtung 17 den Kolben 8 nicht mitzieht und dadurch eine unbeabsichtigte Verstellung des Drehwinkels der Nockenwelle 1 gegenüber der Kurbelwelle bewirkt.In the 3 is one opposite of the 2 further developed embodiment of the invention shown, in which the seal is also by a bellows seal 17th is realized. In contrast to the embodiment 2 is the bellows seal 17th but here in the middle with an intermediate piece 21st connected, which on the piston 8th is applied. The adjustment movement of the piston 8th then takes place through the plunger resting on the intermediate piece 7th of the actuator 6th against the spring 22nd . In the event that in the central valve 26th Pressure fluctuations occur and the bellows seal unintentionally against the plunger 7th is deflected, this ensures that the bellows seal 17th the piston 8th does not drag and thereby an unintentional adjustment of the angle of rotation of the camshaft 1 causes relative to the crankshaft.

Claims (6)

  1. Nockenwellenversteller (100) mit einem Riemenantrieb für eine Brennkraftmaschine umfassend einen von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über einen Riemen (30) angetriebenen Stator (2), einen drehfest mit einer Nockenwelle (1) verbundenen Rotor (3), zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) angeordneten mit einem Öldruck beaufschlagbaren Arbeitskammern (4), die durch dem Rotor (3) zugeordnete Flügel (23) in gegensinnig wirkende Druckräume (24, 25) unterteilt sind, wobei zur Steuerung des Öldruckes in den Druckräumen (24, 25) der Arbeitskammern (4) ein Zentralventil (26) mit einem längs verschieblich in dem Zentralventil (26) geführten Kolben (8) vorgesehen ist, der von einer Ansteuerseite (A) des Nockenwellenverstellers (100) von einem Aktuator (6) mit einer Kraft beaufschlagbar ist, und der Nockenwellenversteller (100) an seiner Ansteuerseite (A) eine Dichtung (10, 17) aufweist, die den Austritt des Ölstromes in den den Riemenantrieb aufnehmenden Bauraum (B) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (17) durch eine Balgdichtung gebildet ist, die mit ihrem radial äußeren Rand fest mit dem Nockenwellenversteller (100) verbunden ist und mittig mit einem dem Kolben (8) zugeordneten Teil (21) verbunden ist, an dem der Aktuator (6) anliegt.Camshaft adjuster (100) with a belt drive for an internal combustion engine comprising a stator (2) driven by a crankshaft of the internal combustion engine via a belt (30), a rotor (3) connected non-rotatably to a camshaft (1), between the stator (2) and the rotor (3) arranged with an oil pressure can be acted upon working chambers (4), which are divided by the rotor (3) associated vanes (23) into pressure chambers (24, 25) acting in opposite directions, wherein to control the oil pressure in the pressure chambers (24, 25) of the working chambers (4) a central valve (26) with a longitudinally displaceable piston (8) guided in the central valve (26) is provided, which is driven from a control side (A) of the camshaft adjuster (100) by an actuator (6) with a Force can be applied, and the camshaft adjuster (100) has a seal (10, 17) on its control side (A) which prevents the oil flow from escaping into the installation space (B) accommodating the belt drive, thereby g e indicates that the seal (17) is formed by a bellows seal, which is firmly connected with its radially outer edge to the camshaft adjuster (100) and is centrally connected to a part (21) assigned to the piston (8) on which the actuator (6) is applied.
  2. Nockenwellenversteller (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mittig mit der Balgdichtung (17) verbundene Teil (21) und der Kolben (8) einstückig ausgebildet sind.Camshaft adjuster (100) Claim 1 , characterized in that the part (21) connected in the center with the bellows seal (17) and the piston (8) are formed in one piece.
  3. Nockenwellenversteller (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mittig mit der Balgdichtung (17) verbundene Teil (21) an der Stirnseite des Kolbens (8) derart anliegt, dass ausschließlich Druckkräfte übertragbar sind.Camshaft adjuster (100) Claim 1 , characterized in that the part (21) connected in the center with the bellows seal (17) rests on the end face of the piston (8) in such a way that only compressive forces can be transmitted.
  4. Nockenwellenversteller (100) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (9) vorgesehen ist, welche in einer koaxial zu dem Zentralventil (26) angeordneten Bohrung (20) einer Bauteilwand (28) des den Riemenantrieb aufnehmenden Bauraumes (B) und den aus dem Zentralventil (26) austretenden Kolben (8) umfasst, und die Dichtung (10) zwischen der Hülse (9) und dem Nockenwellenversteller (100) angeordnet ist.Camshaft adjuster (100) according to the generic term of Claim 1 , characterized in that a sleeve (9) is provided, which is located in a bore (20), arranged coaxially to the central valve (26), of a component wall (28) of the installation space (B) accommodating the belt drive and that exiting from the central valve (26) Comprises piston (8), and the seal (10) is arranged between the sleeve (9) and the camshaft adjuster (100).
  5. Nockenwellenversteller (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (9) die Bauteilwand (28) durchdringt und an ihrer von dem Nockenwellenversteller (100) abgewandten Seite der Bauteilwand (28) Bohrungen (12) aufweist, durch die das aus den Druckräumen (24, 25) abgeführte Öl austritt.Camshaft adjuster (100) Claim 4 , characterized in that the sleeve (9) penetrates the component wall (28) and on its side of the component wall (28) facing away from the camshaft adjuster (100) has bores (12) through which the from the pressure chambers (24, 25) is discharged Oil leaks.
  6. Nockenwellenversteller (100) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (8) hohl ausgebildet ist, und das aus den Druckräumen (24, 25) abgeführte Öl durch den Kolben (8) zu einer außerhalb des den Riemenantrieb aufnehmenden Bauraumes (B) angeordneten Ölablaufbohrung (16) geführt ist.Camshaft adjuster (100) according to the generic term of Claim 1 or according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (8) is hollow and the oil discharged from the pressure chambers (24, 25) is arranged by the piston (8) to an installation space (B) outside of the installation space (B) accommodating the belt drive Oil drain hole (16) is guided.
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