DE102010063390A1

DE102010063390A1 - Pressure accumulator unit for supporting e.g. camshaft for supporting during starting engine of vehicle, has guide comprising hollow-cylinder-shaped base element and ring-shaped bearing element that is arranged between base element and rod

Info

Publication number: DE102010063390A1
Application number: DE201010063390
Authority: DE
Inventors: Mathias Boegershausen; Michael Busse
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-06-21

Abstract

The unit has a piston (12) arranged in a housing (10), and a locking device (25) for locking the piston. A shift rod (18) controls the locking device. A guide comprises a hollow-cylinder-shaped base element (13) i.e. cylindrical pipe, and an annular bearing element (17) that is arranged between the base element and the rod. The base element is connected with the housing by a positioning ring (14) and comprises a connection opening (29) that connects an outer intermediate space (27) and an inner intermediate space (28) that is formed between the base element and the rod.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Druckspeichereinheit für eine Nockenwelle mit integriertem steuerbarem Druckspeicher, welche ein Gehäuse mit einem darin verschiebbar gelagerten Kolben, eine Arretiervorrichtung zur Arretierung des Kolbens, eine Schaltstange zur Steuerung der Arretiervorrichtung und eine Führung, in welcher die Schaltstange verschiebbar gelagert ist, umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Nockenwelle mit einer derartigen Druckspeichereinheit.The invention relates to a pressure accumulator unit for a camshaft with an integrated controllable pressure accumulator, which comprises a housing with a piston displaceably mounted therein, a locking device for locking the piston, a shift rod for controlling the locking device and a guide in which the shift rod is slidably mounted. The invention further relates to a camshaft having such an accumulator unit.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein derartiger steuer- oder schaltbarer Druckspeicher dient zur Funktionssicherung, oder zur Verbesserung des Ansprechverhaltens hydraulischer Komponenten in einem Motor, denen insbesondere beim Motorstart in möglichst kurzer Zeit Öldruck zur Verfügung stehen muss. Dabei kann es sich beispielsweise um einen hydraulischen Nockenwellenversteller handeln oder um eine Versorgungseinheit für die Druckölversorgung der Nockenwellenlagerstellen im Zylinderkopf. Hydraulische Nockenwellenversteller sind zum Beispiel in den Druckschriften DE 20 2005 008 264 U1 , EP 1 596 040 A2 , DE 10 2005 013 141 A1 und WO 2006/039966 der Anmelderin beschrieben. Die hier angeführten Anforderungen gelten im Besonderen bei Motoren für Fahrzeuge mit Start-Stopp-System oder aber bei Motoren, bei denen ein so genannter Heißleerlaufbetrieb auftritt.Such a controllable or switchable pressure accumulator is used to secure the function, or to improve the response of hydraulic components in an engine, which must be available especially at engine start in the shortest possible time oil pressure. This may be, for example, a hydraulic camshaft adjuster or a supply unit for the pressurized oil supply of the camshaft bearing points in the cylinder head. Hydraulic camshaft adjusters are for example in the publications DE 20 2005 008 264 U1 . EP 1 596 040 A2 . DE 10 2005 013 141 A1 and WO 2006/039966 the applicant described. The requirements stated here apply in particular to engines for vehicles with a start-stop system or to engines in which a so-called hot idling operation occurs.

In der auf die Anmelderin zurückgehenden Offenlegungsschrift DE 102 28 354 A1 ist ein Druckspeicher offenbart, der in einem Hohlraum innerhalb einer Nockenwelle platziert ist. Aufgrund einer derartigen integrierten Bauweise kann der benötigte Bauraum für einen entsprechenden Motor verringert werden.In the published to the applicant disclosure DE 102 28 354 A1 an accumulator is disclosed which is placed in a cavity within a camshaft. Due to such an integrated design of the required space for a corresponding engine can be reduced.

Eine alternative Ausführung eines integrierten Druckspeichers wird in der ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehenden und zum Anmeldezeitpunkt noch nicht veröffentlichten deutschen Anmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2009 054 055 beschrieben.An alternative embodiment of an integrated accumulator is in the also attributable to the applicant and at the time of filing not yet published German application with the official file number DE 10 2009 054 055 described.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten integrierten schaltbaren Druckspeicher anzugeben.Proceeding from this, the object of the invention is to provide an improved integrated switchable pressure accumulator.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Druckspeichereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die rückbezogenen Ansprüche beinhalten teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Nockenwelle mit einer derartigen Druckspeichereinheit. Die Druckspeichereinheit weist ein Gehäuse mit einem darin verschiebbar gelagerten Kolben auf. Das Gehäuse ist beispielsweise durch die Wandungen eines in eine Nockenwelle eingearbeiteten Hohlraums gegeben. Bevorzugt ist das Gehäuse als separates Bauteil nach Art einer zylindrischen Kartusche ausgebildet. In beiden Fällen fungiert das Gehäuse als Trägerelement für die übrigen Komponenten der Druckspeichereinheit. Im Falle der Ausführung des Gehäuses als Kartusche wird die Druckspeichereinheit im Rahmen einer Endmontage in einen entsprechenden Hohlraum einer Nockenwelle eingebracht.The object is achieved by a pressure accumulator unit with the features of claim 1. The dependent claims include in part advantageous and in part self-inventive developments of this invention. The object is further achieved by a camshaft with such a pressure storage unit. The pressure storage unit has a housing with a displaceably mounted therein piston. The housing is given for example by the walls of a cavity incorporated in a camshaft. Preferably, the housing is designed as a separate component in the manner of a cylindrical cartridge. In both cases, the housing acts as a carrier element for the remaining components of the pressure storage unit. In the case of the embodiment of the housing as a cartridge, the pressure storage unit is introduced in a final assembly in a corresponding cavity of a camshaft.

Weiter umfasst die Druckspeichereinheit ein mit dem Kolben einerseits und mit dem Gehäuse andererseits verbundenes Federelement. Dessen Federspannkraft wirkt über den Kolben dem Druck in einer von der Kolbenstirnfläche und dem Gehäuse begrenzten Druckkammer entgegen. Weiterhin ist vorgesehen eine Arretiervorrichtung zur Arretierung des Kolbens, eine Schaltstange zur Steuerung der Arretiervorrichtung und eine Führung, in welcher die Schaltstange verschiebbar gelagert ist. Mit Hilfe der Arretiervorrichtung wird der Kolben in einer Grundposition und entgegen der Federspannkraft des Federelements arretiert. Über die Schaltstange ist die Arretierung bei Bedarf lösbar, so dass die Federspannkraft auf den Kolben wirkt.Furthermore, the pressure storage unit comprises a spring element connected to the piston on the one hand and to the housing on the other hand. Its spring tension acts against the pressure in a limited by the piston end face and the housing pressure chamber via the piston. Furthermore, there is provided a locking device for locking the piston, a shift rod for controlling the locking device and a guide in which the shift rod is slidably mounted. With the help of the locking device of the piston is locked in a basic position and against the spring tension of the spring element. About the shift rod, the lock is releasable if necessary, so that the spring tension acts on the piston.

Aufgebaut ist diese Führung im Wesentlichen aus einem hohlzylinderförmigen Basiselement sowie zumindest einem zwischen dem Basiselement und der Schaltstange angeordneten und ringartigen Lagerelement. Aufgrund der hierdurch erzielten Vereinfachung der Geometrie der eingesetzten Bauteile der Führung gestaltet sich sowohl deren Fertigung als auch deren Montage einfacher und damit ökonomisch vorteilhafter. So handelt es sich bei dem Basiselement insbesondere um ein einfaches zylindrisches Rohr, das beispielsweise durch Ablängen von Meterware hergestellt wird. Eine spanende Bearbeitung des Basiselements ist nicht vorgesehen. Gleichzeitig werden das hohlzylinderförmige Basiselement und die ebenfalls zylinderförmige Schaltstange, welche typischerweise jeweils symmetrisch um eine gemeinsame Mittellängsachse angeordnet sind, durch das ringartige Lagerelement in radialer Richtung räumlich voneinander getrennt. Die zur Führung und Lagerung vorgesehene Kontaktfläche zwischen der Führung und der Schaltstange ist somit beschränkt auf die Kontaktfläche zwischen dem Lagerelement und der Schaltstange. Auf diese Weise können die Reibung zwischen den Bauteilen und in Konsequenz der Verschleiß der Bauteile gering gehalten werden.This guide is constructed essentially of a hollow cylindrical base element and at least one arranged between the base element and the shift rod and ring-like bearing element. Due to the thus achieved simplification of the geometry of the components used guide designed both their production and their installation easier and thus more economically advantageous. Thus, the base element is in particular a simple cylindrical tube, which is produced, for example, by cutting to length by the meter. A machining of the base member is not provided. At the same time, the hollow cylindrical base element and the likewise cylindrical switching rod, which are typically arranged symmetrically about a common central longitudinal axis, are spatially separated from one another in the radial direction by the annular bearing element. The intended for guiding and storage contact surface between the guide and the shift rod is thus limited to the contact surface between the bearing element and the shift rod. In this way, the friction between the components and in consequence of the wear of the components can be kept low.

In diesem Zusammenhang wird es als vorteilhaft angesehen, das Lagerelement als separates und ringförmiges Bauteil, insbesondere als einfache Ringhülse auszugestalten. Zur Gewährleistung einer möglichst geringen Reibung werden Bauteile, die als Lager genutzt werden sollen, häufig aus höherwertigem Material hergestellt oder aber in einem zusätzlichen Fertigungsschritt, zum Beispiel durch Plasmabeschichtung, kostenintensiv nachbearbeitet. Bei einer Nutzung eines separaten Bauteils als Lagerelement ist es nicht mehr notwendig, die gesamte Führung aus einem höherwertigen Material zu fertigen bzw. entsprechend nachzubehandeln. Stattdessen genügt es, das vergleichsweise kleine Lagerelement aus einem entsprechenden Material zu fertigen oder aber entsprechend nachzubehandeln. Eine sehr einfach gehaltene Lösung ist dagegen gegeben, wenn es sich bei der Ringhülse beispielsweise um ein Messinglager oder ein dünnwandiges Blechziehteil handelt.In this context, it is considered advantageous to design the bearing element as a separate and annular component, in particular as a simple annular sleeve. To ensure the lowest possible friction components that are to be used as a warehouse, often made of higher quality material or in an additional manufacturing step, for example by plasma coating, reworked costly. When using a separate component as a bearing element, it is no longer necessary to manufacture the entire guide of a higher quality material or nachzubeteln accordingly. Instead, it is sufficient to produce the comparatively small bearing element of a corresponding material or to post-treat accordingly. In contrast, a very simple solution is given when the annular sleeve is, for example, a brass bearing or a thin-walled sheet metal drawing part.

Einer bevorzugten Ausführung entsprechend wird die Schaltstange mit Hilfe eines zweiten, vorzugsweise ebenfalls ringförmigen und vom ersten Lagerelement beabstandeten Lagerelements zusätzlich geführt. Dabei ist es vorgesehen, dass, bezogen auf die Mittellängsachse, der Abstand zwischen beiden Elementen ein Mehrfaches der axialen Länge der Lagerelemente in Richtung der Mittellängsachse und insbesondere größer als die halbe Ausdehnung der Schaltstange ist. Auf diese Weise kann die Führung der Schaltstange trotz eines sehr großen Verhältnisses von Ausdehnung der Schaltstange zu Ausdehnung eines Führungselements sehr exakt erfolgen.According to a preferred embodiment, the shift rod is additionally guided by means of a second, preferably likewise annular, bearing element spaced from the first bearing element. It is envisaged that, based on the central longitudinal axis, the distance between the two elements is a multiple of the axial length of the bearing elements in the direction of the central longitudinal axis and in particular greater than half the extent of the shift rod. In this way, the leadership of the shift rod can be done very accurately despite a very large ratio of expansion of the shift rod to the extent of a guide element.

Als vorteilhaft wird es weiter angesehen, wenn das Basiselement mit Hilfe zumindest eines Positionierungsringes mit dem Gehäuse fest verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung wird zusätzlich zu einem inneren Zwischenraum zwischen dem Basiselement und der Schaltstange ein äußerer Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und dem Basiselement geschaffen. Hierdurch kann unter anderem eine Gewichtsreduzierung sowie eine Materialreduzierung erzielt werden. Während die Materialreduzierung mit einer Verringerung der Herstellungskosten einher geht, bewirkt die Gewichtsreduzierung beim Einsatz der Nockenwelle in einem Fahrzeug nicht zuletzt einen geringeren Treibstoffverbrauch.It is considered advantageous if the base element is firmly connected to the housing by means of at least one positioning ring. By this configuration, an outer space between the housing and the base member is provided in addition to an inner space between the base member and the shift rod. As a result, among other things, a weight reduction and a reduction in material can be achieved. While the material reduction is associated with a reduction in manufacturing costs, the weight reduction when using the camshaft in a vehicle not least causes a lower fuel consumption.

In diesem Kontext ist es zweckmäßig, den Positionierungsring zudem als Anschlag für das Federelement vorzusehen, welches auf den Kolben wirkt. Das Federelement ist dabei typischerweise als Druckfeder und insbesondere als zylinderförmige Schraubenfeder symmetrisch zur Mittellängsachse angeordnet und im äußeren Zwischenraum positioniert.In this context, it is expedient to provide the positioning ring also as a stop for the spring element, which acts on the piston. The spring element is typically arranged symmetrically as a compression spring and in particular as a cylindrical helical spring to the central longitudinal axis and positioned in the outer space.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist in dem Basiselement mindestens eine Verbindungsöffnung vorgesehen, die den inneren Zwischenraum mit dem äußeren Zwischenraum verbindet. Hierdurch kann ein Öl, welches als Hydraulikmedium vorgesehen ist und als Leckage am Kolben vorbei in den äußeren Zwischenraum vordringt, in den inneren Zwischenraum einfließen und dort zur Schmierung der Lager genutzt werden.According to a preferred embodiment, at least one connection opening is provided in the base element, which connects the inner space with the outer space. In this way, an oil, which is provided as a hydraulic medium and penetrates as leakage past the piston in the outer space, flow into the inner space and used there for lubrication of the bearing.

In zweckdienlicher Weiterbildung ist in dem Basiselement und/oder in dem Lagerelement mindestens eine Leckageöffnung vorgesehen derart, dass der innere Zwischenraum als Teil eines Leckage-Strömungspfades wirkt. Dadurch kann die in den äußeren Zwischenraum eintretende Leckage durch die Verbindungsöffnung in den inneren Zwischenraum gelangen und über die Leckageöffnung aus dem Druckspeicher in das Hydrauliksystem des Motors zurückgeführt werden. Zudem kann mittels der Leckageöffnung der innere Zwischenraum und mittels der Verbindungsöffnung auch der äußere Zwischenraum bei Bedarf be- und entlüftet werden.In an expedient development, at least one leakage opening is provided in the base element and / or in the bearing element such that the inner intermediate space acts as part of a leakage flow path. As a result, the leakage entering the outer intermediate space can pass through the connecting opening into the inner intermediate space and can be returned via the leakage opening from the pressure accumulator into the hydraulic system of the engine. In addition, by means of the leakage opening of the inner space and by means of the connection opening and the outer space can be aerated and vented if necessary.

Zur Verbesserung der Arretiervorrichtung weist diese in bevorzugter Ausgestaltung einen in Richtung der Mittellängsachse des Basiselements verschiebbaren und von der Schaltstange angetriebenen Schaltpin mit einer Aufnahme für ein Sperrelement auf. Das dazugehörige Sperrelement wird bei Bedarf durch eine Verschiebung der Schaltstange und damit des Schaltpins in Richtung der Mittellängsachse reversibel aus einer Sperrstellung in eine radial dazu versetzte Freigabestellung verlagert. Für die Aufnahme ist zur Kompensation von Hubungenauigkeiten bei der Verschiebung der Schaltstange und des Schaltpins in Richtung der Mittellängsachse eine, bezogen auf die Mittellängsachse größere Ausdehnung als das Sperrelement vorgesehen. Auf diese Weise kann die Funktionssicherheit der Arretiervorrichtung bei gegebenen Fertigungstoleranzen weiter erhöht werden. Unter größerer Ausdehnung wird hierbei eine über notwendige Spiel- und Fertigungstoleranzen hinausgehende Ausdehnung verstanden, die insbesondere um zumindest 10%, beispielsweise um 30% bis 50% größer ist als die Ausdehnung des Sperrelements.To improve the locking device has this in a preferred embodiment, a displaceable in the direction of the central longitudinal axis of the base member and driven by the shift rod switching pin with a receptacle for a blocking element. If necessary, the associated blocking element is reversibly displaced by a displacement of the switching rod and thus of the switching pins in the direction of the central longitudinal axis from a blocking position into a radially offset release position. For the recording is to compensate for Hubungenauigkeiten in the displacement of the shift rod and the switch pin in the direction of the central longitudinal axis, with respect to the central longitudinal axis greater extent than the blocking element is provided. In this way, the reliability of the locking device can be further increased for given manufacturing tolerances. In this case, a greater extent is understood to mean an expansion which exceeds the necessary play and production tolerances, which is greater in particular by at least 10%, for example by 30% to 50%, than the extent of the blocking element.

Bevorzugt wird dabei eine Ausgestaltung, bei der als Aufnahme eine umlaufende Nut mit vorzugsweise bogenförmigem Querschnitt und als Sperrelement zumindest ein kugelförmiger Körper vorgesehen ist. Diese spezielle Nut-Sperrelement-Geometrie ist einerseits in diesem Zusammenhang besonders gut geeignet und ist andererseits technisch sehr einfach zu realisieren. Die spezielle Ausbildung der Arretiervorrichtung mit vergrößerter Aufnahme zur Hubkompensation wird als ein eigenständiger erfinderischer Aspekt angesehen, auch ohne die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Die Einreichung einer Teilanmeldung auf die spezielle Ausgestaltung der Arretiervorrichtung bleibt vorbehalten.In this case, an embodiment is preferred in which a circumferential groove with preferably arcuate cross section and as a blocking element at least one spherical body is provided as a receptacle. This special groove-locking element geometry is on the one hand in this context particularly well suited and on the other hand technically very easy to realize. The special design of the locking device with enlarged recording for stroke compensation is considered an independent inventive aspect, even without the features of the characterizing part of claim 1. The submission of a divisional application to the special design of the locking device is reserved.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Figuren beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention will be described below with reference to several figures. Show it:

1 in einer Seitenansicht eine Nockenwelle sowie ein damit verbundenes Hydrauliknetzwerk, 1 in a side view, a camshaft and an associated hydraulic network,

2 in einer Seitenansicht eine Druckspeichereinheit, 2 in a side view of an accumulator unit,

3 in einer vergrößerten Seitenansicht mehrere Abschnitte der erfindungsgemäßen Druckspeichereinheit, 3 in an enlarged side view of several sections of the pressure accumulator unit according to the invention,

4 die Detaildarstellung IV gemäß 2 und 3 das vom Nockenwellenantrieb abgewandte Ende der Druckspeichereinheit, 4 the detailed representation IV according to 2 and 3 the camshaft drive end remote from the accumulator unit,

5 den Querschnitt V-V in 4 der Druckspeichereinheit, 5 the cross section VV in 4 the pressure storage unit,

6 die Detaildarstellung VI gemäß 2 und 3 das dem Nockenwellenantrieb zugewandte Ende der Druckspeichereinheit. 6 the detailed representation VI according to 2 and 3 the camshaft drive facing the end of the pressure storage unit.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Eine nachfolgend beschriebene Druckspeichereinheit 1 ist insbesondere eine Weiterbildung des in der Anmeldung DE 10 2009 054 055 beschriebenen Druckspeichers. Auf die gesamte Offenbarung dieser auf die Anmelderin zurückgehenden Schrift wird daher ausdrücklich Bezug genommen.A pressure storage unit described below 1 is in particular a further development of the in the application DE 10 2009 054 055 described pressure accumulator. Reference is therefore expressly made to the entire disclosure of this document originating from the applicant.

In 1 ist ein exemplarisches Umfeld der Druckspeichereinheit 1 schematisch dargestellt. Die in dieser Abbildung nicht sichtbare Druckspeichereinheit 1 ist in einem Hohlraum einer Nockenwelle 2 platziert. Jene Nockenwelle 2 wird über ein Hydrauliknetzwerk 3 mit einem Schmieröl versorgt. Zum Aufbau des Versorgungsdruckes ist eine Ölpumpe 4 vorgesehen, die das Schmieröl aus einem Reservoir 5 in das Hydrauliknetzwerk 3 einspeist. Angeschlossen an das Hydrauliknetzwerk 3 sind verschiedene Verbraucher, von denen hier mehrere exemplarisch angedeutet sind. Dabei handelt es sich um eine Anzahl von Nockenwellenlagern 6, einen hydraulischen Nockenwellenversteller 7 und eine in 1 nicht sichtbare Druckkammer 8 der Druckspeichereinheit 1.In 1 is an exemplary environment of the accumulator unit 1 shown schematically. The accumulator unit not visible in this illustration 1 is in a cavity of a camshaft 2 placed. That camshaft 2 is via a hydraulic network 3 supplied with a lubricating oil. To build up the supply pressure is an oil pump 4 provided that the lubricating oil from a reservoir 5 in the hydraulic network 3 feeds. Connected to the hydraulic network 3 are different consumers, of which several are indicated here by way of example. These are a number of camshaft bearings 6 , a hydraulic phaser 7 and one in 1 invisible pressure chamber 8th the accumulator unit 1 ,

Mit Hilfe der Druckkammer 8 wird in Betriebszuständen, in denen die Ölpumpe 4 den Betriebsdruck nicht schnell genug aufbauen oder nicht aufrecht erhalten kann, die Druckversorgung für einen begrenzten Zeitraum gewährleistet. Ein in derartigen Betriebszuständen vorteilhafterweise genutztes Hydrauliksubnetzwerk kann im entsprechenden Bedarfsfall mit Hilfe eines Rückschlagventils 9 vom übrigen Hydrauliknetzwerk 3 getrennt werden.With the help of the pressure chamber 8th is in operating conditions in which the oil pump 4 can not build up or maintain the operating pressure fast enough to maintain pressure for a limited time. An advantageously used in such operating conditions hydraulic sub-network can in the appropriate case of need with the aid of a check valve 9 from the rest of the hydraulic network 3 be separated.

Im Ausführungsbeispiel ist, wie in 2 und 3 erkennbar, als Gehäuse 10 der Druckspeichereinheit 1 eine zylinderförmige Kartusche 10 aus Blech vorgesehen, welche im Rahmen einer Endmontage in dem Hohlraum in der Nockenwelle 2 positioniert wird. Der gesamte Aufbau der Druckspeichereinheit welle 2 positioniert wird. Der gesamte Aufbau der Druckspeichereinheit 1 ist in erster Näherung rotationssymmetrisch zur Mittellängsachse 11. Die Druckkammer 8 wird von den Wandungen der Kartusche 10 einerseits und der Stirnfläche eines in der Kartusche verschiebbar gelagerten Kolbens 12 andererseits gebildet. Das der Stirnfläche des Kolbens 12 gegenüberliegende Ende der Druckkammer 8 ist in nicht näher dargestellter Art und Weise fluidleitend mit dem Hydrauliknetzwerk 3 und/oder dem hydraulischen Nockenwellenversteller 7 verbunden. Eine geeignete Ausführungsmöglichkeit ist in der auf die Anmelderin zurückgehenden deutschen Anmeldung DE 10 2009 034 052 offenbart. Auch auf den gesamten Inhalt dieser Schrift wird ausdrücklich Bezug genommen.In the embodiment, as in 2 and 3 recognizable, as housing 10 the accumulator unit 1 a cylindrical cartridge 10 made of sheet metal, which in the context of a final assembly in the cavity in the camshaft 2 is positioned. The entire construction of the accumulator unit shaft 2 is positioned. The entire structure of the accumulator unit 1 is in first approximation rotationally symmetric to the central longitudinal axis 11 , The pressure chamber 8th is from the walls of the cartouche 10 on the one hand and the end face of a displaceably mounted in the cartridge piston 12 on the other hand. That the face of the piston 12 opposite end of the pressure chamber 8th is in a manner not shown in fluid communication with the hydraulic network 3 and / or the hydraulic phaser 7 connected. A suitable embodiment is the German application attributed to the Applicant DE 10 2009 034 052 disclosed. The entire content of this document is expressly referred to.

Weiter ist in der Kartusche 10 ein hohlzylinderförmiges Basiselement 13 platziert, welches mit Hilfe zweier Positionierungsringe 14 aus Stahl fest mit der Kartusche 10 verbunden und rotationssymmetrisch um die Mittellängsachse 11 angeordnet ist. Die Fixierung der Positionierungsringe 14 wird hierbei beispielsweise durch Presspassung, Kleben oder Schweißen gewährleistet. An dem der Druckkammer 8 zugewandten Ende des Basiselements 13 ist ein ebenfalls hohlzylinderförmiger Kugelträger 15 positioniert und derart fest mit dem Basiselement 13 verbunden, dass das Hohlzylinderende des Kugelträgers 15 in das Hohlzylinderende des Basiselements 13 eingreift. Im Bereich der ineinandergreifenden Zylinderenden ist innerhalb des Kugelträgers 15 ein ringförmiges Hilfslager 16 platziert. Dieses ergänzt als zweites Lagerelement 16 ein ringförmiges Lagerelement 17, welches am gegenüberliegenden Ende des Basiselements 13 und innerhalb des selbigen angeordnet ist. Das Basiselement 13, die beiden Positionierungsringe 14, das Hilfslager 16 und das Lagerelement 17 bilden zusammen die Führung für eine Schaltstange 18. Diese liegt in der Führung ein und ist entlang der Mittellängsachse 11 verschiebbar. Angesteuert wird die Schaltstange 18 typischerweise mit Hilfe eines in 1 angedeuteten elektromagnetischen Aktuators 19.Next is in the cartridge 10 a hollow cylindrical base element 13 placed using two positioning rings 14 made of steel firmly with the cartridge 10 connected and rotationally symmetric about the central longitudinal axis 11 is arranged. The fixation of the positioning rings 14 This is ensured, for example, by press fitting, gluing or welding. At the pressure chamber 8th facing the end of the base member 13 is also a hollow cylindrical ball carrier 15 positioned and so firmly with the base member 13 connected to the hollow cylinder end of the ball carrier 15 in the hollow cylinder end of the base member 13 intervenes. In the area of interlocking cylinder ends is within the ball carrier 15 an annular auxiliary bearing 16 placed. This complements as a second bearing element 16 an annular bearing element 17 , which at the opposite end of the base member 13 and is disposed within the same. The basic element 13 , the two positioning rings 14 , the auxiliary camp 16 and the bearing element 17 together make up the lead for a shift rod 18 , This is in the leadership and is along the central longitudinal axis 11 displaceable. The switching rod is activated 18 typically with the help of an in 1 indicated electromagnetic actuator 19 ,

Die vom Aktuator 19 ausgeführte Bewegung entlang der Mittellängsachse 11 wird über die Schaltstange 18 an einen Schaltpin 20 weitergeleitet. Der Schaltpin 20 wird somit aktiv gegen eine Schaltfeder 21 verschoben und passiv bei Rücknahme der Aktuatorwirkung von der Schaltfeder 21 zurückgeführt. Ausgestaltet ist der Schaltpin 20, wie in 6 ersichtlich, als zylinderförmiger Vollkörper, an dessen Enden je eine umfangseitige Lauffase vorgesehen ist. Die Bewegung des Schaltpins 20 entlang der Mittellängsachse 11 erfolgt zwischen zwei Lagepositionen, die entsprechend ihrer Funktion als Sperrstellung einerseits und als Freigabestellung andererseits bezeichnet werden. In den vorliegenden Zeichnungen ist die so genannte Freigabestellung abgebildet, in der eine Anzahl von kugelförmigen Sperrelementen 22 in einer mittig positionierten und umlaufenden Ringnut 23 am Schaltpin 20 zumindest teilweise einliegen. Im Gegensatz dazu sind die Sperrelemente 22 in der Sperrstellung radial nach außen versetzt, so dass ein Verriegelungsabschnitt 24 des topfförmig ausgestalteten Kolbens 12 die Sperrelemente 22 hintergreift, wodurch der Kolben 12 in seiner Stellung arretiert ist. Somit bilden der Kugelträger 15, der Schaltpin 20 mit seiner Ringnut 23, die Schaltfeder 21, die Sperrelemente 22, der Verriegelungsabschnitt 24, die Schaltstange 18 und der Aktuator 19 zusammen die Arretiervorrichtung 25 aus. Weitere Details insbesondere zum Sitz der Sperrelemente 22 im Kugelträger 15 sowie deren Sicherung in der Freigabestellung mit Hilfe eines kappenartigen Haltebleches 31 am Kugelträger 15 sind in der bereits genannten Anmeldung DE 10 2009 054 055 beschrieben. Als Verriegelungsabschnitt 24 wirkt hierbei ein endseitig am Kolben 12 angeformter Kragen mit einem Querschnitt, der ein verzerrtes W erkennen lässt, welches auf der der Kolbenstirnfläche abgewandten Seite radial nach innen geneigt ist. Eine Schulter des Verriegelungsabschnitts 24 fungiert außerdem als erster Anschlag für eine Druckfeder 26. In Ergänzung dazu dient der dem Kolben 12 zugewandte Positionierungsring 14 als zweiter Anschlag. Als Folge wirkt die Federspannkraft der Druckfeder 26, welche bei der Druckspeichereinheit 1 als Energiespeicher genutzt wird, über den Kolben 12 dem Druck in der Druckkammer 8 entgegen.The from the actuator 19 executed movement along the central longitudinal axis 11 gets over the shift rod 18 to a switching pin 20 forwarded. The switching pin 20 becomes active against a switching spring 21 shifted and passive upon withdrawal of the actuator effect of the switching spring 21 recycled. The switching pin is designed 20 , as in 6 seen as a cylindrical solid body, at the ends of each a circumferential Lauffase is provided. The movement of the switch pin 20 along the central longitudinal axis 11 takes place between two position positions, which are designated according to their function as a blocking position on the one hand and as a release position on the other. In the present drawings, the so-called release position is depicted, in which a number of spherical locking elements 22 in a centrally positioned and circumferential annular groove 23 at the switching pin 20 at least partially. In contrast, the locking elements 22 offset radially outwardly in the blocking position, so that a locking portion 24 of the cup-shaped piston 12 the blocking elements 22 engages, causing the piston 12 locked in his position. Thus form the ball carrier 15 , the switching pin 20 with its ring groove 23 , the switching spring 21 , the locking elements 22 , the locking section 24 , the shift rod 18 and the actuator 19 together the locking device 25 out. Further details, in particular for the seat of the locking elements 22 in the ball carrier 15 as well as their securing in the release position by means of a cap-like holding plate 31 on the ball carrier 15 are in the aforementioned application DE 10 2009 054 055 described. As a locking section 24 In this case, one end acts on the piston 12 molded collar with a cross section which reveals a distorted W, which is inclined on the side facing away from the piston end face radially inwardly. A shoulder of the locking section 24 also acts as the first stop for a compression spring 26 , In addition to this serves the piston 12 facing positioning ring 14 as a second stop. As a result, the spring tension of the compression spring acts 26 , which at the accumulator unit 1 is used as energy storage, via the piston 12 the pressure in the pressure chamber 8th opposite.

Die Ringnut 23 weist in Richtung der Mittellängsachse 11 eine größere Ausdehnung auf, als die kugelförmigen Sperrelemente 22. Unter Ausdehnung wird hierbei die Ausdehnung auf dem Niveau der im Wesentlichen zylindermantelförmigen Kontaktfläche zwischen Schaltpin 20 und Kugelträger 15 betrachtet. Mit Hilfe der größeren Ausdehnung der im Querschnitt U-artigen Ringnut ist es möglich, Hubungenauigkeiten zu kompensieren, die durch die typischen Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der entsprechenden Bauteile, wie z. B. der Schaltfeder 21, dem Schaltpin 20 und der Schaltstange 18, gegeben sind. Anders ausgedrückt, bewirkt eine, bezogen auf den Kugeldurchmesser der Sperrelemente 22, kleine Versetzung des Schaltpins 20 in Richtung der Mittellängsachse 11 keine radiale Versetzung der Sperrelemente 22.The ring groove 23 points in the direction of the central longitudinal axis 11 a greater extent than the spherical locking elements 22 , Under expansion in this case the expansion at the level of the substantially cylindrical jacket-shaped contact surface between Schaltpin 20 and ball carrier 15 considered. With the help of the larger extent of the cross-sectionally U-like annular groove, it is possible to compensate Hubungenauigkeiten that by the typical manufacturing tolerances in the manufacture of the corresponding components, such. B. the switching spring 21 , the switching pin 20 and the shift rod 18 , given are. In other words, causes, based on the ball diameter of the locking elements 22 , small displacement of the switch pin 20 in the direction of the central longitudinal axis 11 no radial displacement of the locking elements 22 ,

Als Folge der Neugestaltung der Führung für die Schaltstange 18 ist zwischen der Kartusche 10 und dem Basiselement 13 ein äußerer Zwischenraum 27 und zwischen dem Basiselement 13 und der Schaltstange 18 ein innerer Zwischenraum 28 gegeben. Zur Verbindung der beiden Zwischenräume 27,28 sind zwei Verbindungsöffnungen 29 in das Basiselement 13 eingearbeitet. Vorteilhafterweise erfolgt die Einarbeitung dieser Öffnungen 29 dabei durch Bohrung, da so zwei entsprechende Öffnungen 29 mit einem Arbeitsschritt geschaffen werden können. In Ergänzung dazu sind in das ringförmige Lagerelement 17 im Ausführungsbeispiel, wie 4 und 5 verdeutlichen, vier kreuzförmig angeordnete und im Querschnitt bogenförmige Ausnehmungen als Leckageöffnungen 30 umfangsseitig eingearbeitet. Auf diese Weise ist ein geschlossener Leckage-Strömungspfad durch die Druckspeichereinheit 1 hindurch gegeben. Das aus der Druckkammer 8 am Kolben 12 vorbei in den äußeren Zwischenraum 27 als Film eindringende Schmieröl gelangt über die Verbindungsöffnungen 29 in den inneren Zwischenraum 28 und über die Leckageöffnungen 30 zurück in das Hydrauliknetzwerk 3. Das als Leckage eindringende Öl kann somit zurück in den Kreislauf geführt und gleichzeitig im inneren Zwischenraum 28 zur Schmierung der Kontaktflächen zwischen der Schaltstange 18 und dem Lagerelement 17 bzw. dem Hilfslager 16 genutzt werden. Darüber hinaus ist im Bedarfsfall eine Be- und Entlüftung der beiden Zwischenraume 27, 28 über die beiden Öffnungen 29, 30 möglich.As a result of the redesign of the guide for the shift rod 18 is between the cartridge 10 and the base element 13 an outer space 27 and between the base element 13 and the shift rod 18 an inner space 28 given. To connect the two spaces 27 . 28 are two connection openings 29 in the base element 13 incorporated. Advantageously, the incorporation of these openings takes place 29 doing so through hole, because so two corresponding openings 29 can be created with one step. In addition to this are in the annular bearing element 17 in the embodiment, as 4 and 5 illustrate four cross-shaped and in cross-section arcuate recesses as leakage openings 30 incorporated on the circumference. In this way, a closed leakage flow path through the pressure storage unit 1 passed through. That from the pressure chamber 8th on the piston 12 over in the outer space 27 as a film penetrating lubricating oil passes through the connection openings 29 in the inner space 28 and over the leakage openings 30 back to the hydraulic network 3 , The leaking oil can thus be returned to the circulation and at the same time in the inner space 28 for lubrication of the contact surfaces between the shift rod 18 and the bearing element 17 or the auxiliary storage 16 be used. In addition, if necessary, a ventilation of the two intermediate spaces 27 . 28 over the two openings 29 . 30 possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: DruckspeichereinheitAn accumulator assembly
22: Nockenwellecamshaft
33: HydrauliknetzwerkHydraulic network
44: Ölpumpeoil pump
55: Reservoirreservoir
66: Nockenwellenlagercamshaft bearings
77: hydraulischer Nockenwellenverstellerhydraulic camshaft adjuster
88th: Druckkammerpressure chamber
99: Rückschlagventilcheck valve
1010: Kartusche/GehäuseCartridge / housing
1111: Mittellängsachsecentral longitudinal axis
1212: Kolbenpiston
1313: Basiselementbase element
1414: Positionierungsringpositioning ring
1515: Kugelträgerball carrier
1616: Hilfslager/zweites LagerelementAuxiliary bearing / second bearing element
17 17: Lagerelementbearing element
1818: Schaltstangeshift rod
1919: Aktuatoractuator
2020: Schaltpinswitch pin
2121: Schaltfederswitching spring
2222: Sperrelementblocking element
2323: Ringnutring groove
2424: Verriegelungsabschnittlocking section
2525: Arretiervorrichtunglocking device
2626: Druckfedercompression spring
2727: äußerer Zwischenraumouter space
2828: innerer Zwischenrauminner space
2929: Verbindungsöffnungconnecting opening
3030: Leckageöffnungleakage opening
3131: HalteblechHalteblech

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202005008264 U1 [0002]
EP 1596040 A2 [0002]
DE 102005013141 A1 [0002]
WO 2006/039966 [0002]
DE 10228354 A1 [0003]
DE 102009054055 [0004, 0025, 0030]
DE 102009034052 [0028]

Claims

Accumulator unit ( 1 ) for a camshaft ( 2 ) with integrated controllable pressure accumulator to support hydraulic engine components ( 2 . 3 ) comprising a housing ( 10 ) with a displaceably mounted piston ( 12 ), a locking device ( 25 ) for locking the piston ( 12 ), a shift rod ( 18 ) for controlling the locking device ( 25 ) and a guided tour ( 13 . 14 . 16 . 17 ), in which the shift rod ( 18 ) is slidably mounted, characterized in that the guide ( 13 . 14 . 16 . 17 ) a hollow cylindrical base element ( 13 ) and at least one between the base element ( 13 ) and the shift rod ( 18 ) arranged ring-like bearing element ( 17 ) having.

Accumulator unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the bearing element ( 17 ) is designed as a separate annular component.

Accumulator unit ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the switching rod ( 18 ) by means of a second, preferably also annular, bearing element ( 16 ) is additionally guided.

Accumulator unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the base element ( 13 ) by means of at least one positioning ring ( 14 ) with the housing ( 10 ) is rigidly connected.

Accumulator unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the positioning ring ( 14 ) as a stop for a spring element ( 26 ) is provided, which on the piston ( 12 ) acts.

Accumulator unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the base element ( 13 ) at least one connection opening ( 29 ) is provided, which an outer space ( 27 ) between the housing ( 10 ) and the base element ( 13 ) with an inner space ( 28 ) between the base element ( 13 ) and the shift rod ( 18 ) connects.

Accumulator unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the base element ( 13 ) and / or in the bearing element ( 17 ) at least one leakage opening ( 30 ) is provided such that a between the base element ( 13 ) and the shift rod ( 18 ) formed inner space ( 28 ) Part of a leakage flow path ( 3 . 26 . 27 . 28 . 29 ).

Accumulator unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the locking device ( 28 ) one in the direction of a central longitudinal axis ( 11 ) of the base element ( 13 ) and the shift rod ( 18 ) driven switching pin ( 20 ) with a recording ( 23 ) for a blocking element ( 22 ), wherein the blocking element ( 22 ) by a shift of the shift rod ( 18 ) in the direction of the central longitudinal axis ( 11 ) is reversibly displaceable from a blocking position into a radially offset to release position and wherein the receptacle ( 23 ) for compensation of stroke inaccuracies in the displacement of the shift rod ( 18 ) and the switch pin ( 20 ) in the direction of the central longitudinal axis ( 11 ) a preferably at least 10% greater extent than the blocking element ( 22 ) having.

Accumulator unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that as recording ( 23 ) a circumferential annular groove ( 23 ) and as a blocking element ( 22 ) at least one spherical body ( 22 ) is provided.

Camshaft ( 2 ) with an accumulator unit arranged therein ( 1 ) according to one of claims 1 to 9.