DE102011002680A1 - Hydraulikeinheit für eine Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Hydraulikeinheit für eine Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung. Die Hydraulikeinheit umfasst:
- • ein Hydraulikgehäuse aus Leichtmetall,
- • zumindest eine antriebseitige Gebereinheit, die in einer ersten Öffnung des Hydraulikgehäuses gelagert ist,
- • zumindest einen Druckspeicher, der in einer zweiten Öffnung des Hydraulikgehäuses gelagert ist,
- • zumindest ein elektrisch ansteuerbares Hydraulikventil, das in einer dritten Öffnung des Hydraulikgehäuses gelagert ist,
- • und zumindest eine abtriebseitige Nehmereinheit, die in einer vierten Öffnung des Hydraulikgehäuses gelagert ist.
- Hintergrund der Erfindung
- Brennkraftmaschinen mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung, bei der die wesentlichen, für die hydraulische Übertragung von Nockenerhebungen auf die Gaswechselventile erforderlichen Komponenten in einer vormontierten und am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine befestigten Hydraulikeinheit angeordnet sind, gehören zum Stand der Technik.
- Eine gattungsgemäße Hydraulikeinheit für eine nockengesteuerte hydraulische Ventilsteuerung ist beispielsweise in der
DE 10 2006 008 676 A1 offenbart. Das Hydraulikgehäuse ist in Monometall-Bauart ausgeführt und besteht aus geschmiedetem Aluminium, um die Druckdichtigkeit angesichts der hohen hydraulischen Drücke im Gehäuse besser gewährleisten zu können. - Eine Hydraulikeinheit für eine nockenlose hydraulische Ventilsteuerung geht aus der
DE 10 2004 026 812 A1 hervor. Das Hydraulikgehäuse ist ebenfalls in Monometall-Bauart ausgeführt, besteht zugunsten der verbesserten Druckdichtigkeit dort jedoch aus stranggepresstem Aluminium. - Aufgabe der Erfindung
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hydraulikeinheit der eingangs genannten Art mit verbesserten mechanischen Eigenschaften anzugeben.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest eine der Öffnungen mit einem unlösbar mit dem Hydraulikgehäuse verbundenen Gehäuseeinsatz aus einem Werkstoff ausgekleidet ist, der eine gegenüber dem Leichtmetall höhere Oberflächenhärte aufweist. Folglich ist das Hydraulikgehäuse – anders als im eingangs zitierten Stand der Technik – nicht in Monometall-Bauart sondern in Verbundbauweise mit lokaler Armierung ausgeführt. Dies ermöglicht es, die Werkstoffpaarung der Öffnungen einerseits und der darin fest oder beweglich gelagerten Komponenten andererseits gezielt auf die mechanische Beanspruchung dieser Kontaktpartner hin abzustimmen. Es kann also auch vorgesehen sein, dass die längsbeweglich gelagerten Komponenten der Hydraulikeinheit, also vor allem der Geberkolben, der Nehmerkolben und der Druckspeicherkolben, unmittelbar in dem erfindungsgemäß verstärkten Hydraulikgehäuse längsbeweglich geführt sind.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung können das Hydraulikgehäuse gegossen und der Gehäuseeinsatz darin eingegossen sein. Bei dem eingegossenen Gehäuseeinsatz kann es sich zum einen um ein in die Gehäusegießform eingelegtes Bauteil handeln, das mit der Schmelze umgossen wird. Zum anderen kann es sich bei dem Gehäuseeinsatz um sogenannte Preforms, ein Verbund aus metallischen und keramischen Werkstoffen handeln, die in die Gießform eingelegt und von der Schmelze unter hohem Druck infiltriert werden.
- Als bevorzugter Werkstoffverbund sollen das Hydraulikgehäuse aus einer Aluminiumlegierung und der Gehäuseeinsatz aus einer Aluminiumsiliziumlegierung oder aus Grauguss bestehen.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
-
1 eine Hydraulikeinheit in perspektivischer Gesamtdarstellung; -
2 einen Querschnitt durch die Hydraulikeinheit entlang einer Gebereinheit und eines Druckspeichers; -
3 einen Querschnitt durch die Hydraulikeinheit entlang eines Hydraulikventils und -
4 einen Querschnitt durch die Hydraulikeinheit entlang einer Nehmereinheit. - Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine Gesamtansicht auf eine komplettierte Hydraulikeinheit1 zur Montage in den Zylinderkopf einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine mit elektrohydraulisch variabler Ventilsteuerung. In einem als Aluminiumgussteil ausgeführten Hydraulikgehäuse2 , dessen Oberseite mit einem Gehäusedeckel3 druckdicht verschraubt ist, sind antriebseitig vier Gebereinheiten4 aufgenommen. Auf der den Gebereinheiten4 gegenüberliegenden Seite des Hydraulikgehäuses2 sind vier den Gebereinheiten4 jeweils zugeordnete Hydraulikventile5 erkennbar. - Ein Querschnitt durch eine der Gebereinheiten
4 ist in2 dargestellt. Die in einer ersten Öffnung6 des Hydraulikgehäuses2 gelagerte Gebereinheit4 umfasst einen federbelasteten Pumpen- oder Geberkolben7 , der von einem nockenbetätigten und auf einem starren Abstützelement8 gelenkig gelagerten Schlepphebel9 angetrieben wird, und eine den Geberkolben7 führende Lagerbuchse10 aus Stahl. Diese ist in einem ersten Gehäuseeinsatz11 eingeschraubt, der die Öffnung6 zwecks deren mechanischer Verstärkung auskleidet. Wie auch bei den nachfolgend beschriebenen weiteren Gehäuseeinsätzen handelt es sich bei dem Gehäuseeinsatz11 um ein separat hergestelltes, buchsenförmiges Bauteil aus einer Aluminiumsiliziumlegierung, das unlösbar im Hydraulikgehäuse2 eingegossen ist. Gegenüber unverstärkten Hydraulikgehäusen in Monometall-Bauart bewirkt der hohe Siliziumanteil des Gehäuseeinsatzes11 eine deutlich größere Oberflächenhärte und folglich eine verbesserte Stabilität der Schraubverbindung zur Lagerbuchse10 . - Der Geberkolben
7 begrenzt einen volumenveränderlichen Druckraum12 , der bei geöffnetem Hydraulikventil5 mit einem Druckentlastungsraum13 verbunden ist. Der Druckentlastungsraum13 wird von einem federkraftbeaufschlagten Kolben14 eines in einer zweiten Öffnung15 des Hydraulikgehäuses2 gelagerten Druckspeichers16 begrenzt. Der Druckspeicher16 umfasst neben dem Kolben14 und der Feder17 eine Dichtung18 , die den Druckentlastungsraum13 in der dargestellten oberen Anschlagstellung des Kolbens14 zur Umgebung der Hydraulikeinheit1 hin abdichtet, eine Federauflage19 und eine die Federauflage19 abstützende Axialscheibe20 . Die Öffnung15 ist mit einem zweiten Gehäuseeinsatz21 ausgekleidet, dessen relativ hohe Oberflächenhärte vor allem eine verschleißfeste Längsführung des Kolbens14 gewährleistet und daneben die Federauflage19 und die Axialscheibe20 haltert. - Ein in das Hydraulikgehäuse
2 eingeschraubter Sensor22 mit Steckverbinder23 dient zur betrieblichen Temperaturerfassung des Hydraulikmittels. -
3 zeigt einen Querschnitt durch die Hydraulikeinheit1 entlang eines der Hydraulikventile5 , das in einer dritten Öffnung24 des Hydraulikgehäuses2 gelagert ist. Die auf plastischer Verformung (Clinchen) des Hydraulikgehäuses2 basierende Befestigung des Hydraulikventils5 wird durch einen dritten Gehäuseeinsatz25 stabilisiert, der die Öffnung24 auskleidet. - Abtriebseitig ist in dem Querschnitt gemäß
4 eine mit dem Geberkolben7 über Kanäle26 gemäß2 und27 in hydraulischer Wirkverbindung stehende und in Längsrichtung der Hydraulikeinheit1 zur Gebereinheit4 versetzt angeordnete Nehmereinheit28 zur Betätigung eines der Gaswechselventile (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine gezeigt. Die Nehmereinheit28 umfasst eine in einer vierten Öffnung29 des Hydraulikgehäuses2 eingeschraubte Lagerbuchse30 aus Stahl, einen darin längsbeweglich gelagerten und den Druckraum12 begrenzenden Nehmerkolben31 , ein zwischen dem Nehmerkolben31 und dem Gaswechselventil eingespanntes hydraulisches Ventilspielausgleichselement32 sowie eine hydraulische Ventilbremse33 . Diese gewährleistet ein definiertes Abbremsen und sanftes Schließen des während der Hubphase von der zugehörigen Nockenerhebung hydraulisch entkoppelten und durch dessen Ventilfeder in Schließrichtung beaufschlagten Gaswechselventils, während bei geöffnetem Hydraulikventil5 ein schnelles Abströmen von Hydraulikmittel aus dem Druckraum12 in den Druckentlastungsraum13 (s.2 ) erfolgt. - Wie die geberseitige Lagerbuchse
10 gemäß2 ist auch die nehmerseitige Lagerbuchse30 in einem in das Hydraulikgehäuse2 eingegossenen vierten Gehäuseeinsatz34 stabilisiert befestigt. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Hydraulikeinheit
- 2
- Hydraulikgehäuse
- 3
- Gehäusedeckel
- 4
- Gebereinheit
- 5
- Hydraulikventil
- 6
- erste Öffnung
- 7
- Geberkolben
- 8
- Abstützelement
- 9
- Schlepphebel
- 10
- geberseitige Lagerbuchse
- 11
- erster Gehäuseeinsatz
- 12
- Druckraum
- 13
- Druckentlastungsraum
- 14
- Druckspeicherkolben
- 15
- zweite Öffnung
- 16
- Druckspeicher
- 17
- Druckspeicherfeder
- 18
- Dichtung
- 19
- Federauflage
- 20
- Axialscheibe
- 21
- zweiter Gehäuseeinsatz
- 22
- Temperatursensor
- 23
- Steckverbinder
- 24
- dritte Öffnung
- 25
- dritter Gehäuseeinsatz
- 26
- Kanal
- 27
- Kanal
- 28
- Nehmereinheit
- 29
- vierte Öffnung
- 30
- nehmerseitige Lagerbuchse
- 31
- Nehmerkolben
- 32
- Ventilspielausgleichselement
- 33
- Ventilbremse
- 34
- vierter Gehäuseeinsatz
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006008676 A1 [0003]
- DE 102004026812 A1 [0004]
Claims (3)
- Hydraulikeinheit (
1 ) für eine Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung, umfassend • ein Hydraulikgehäuse (2 ) aus Leichtmetall, • zumindest eine antriebseitige Gebereinheit (4 ), die in einer ersten Öffnung (6 ) des Hydraulikgehäuses (2 ) gelagert ist, • zumindest einen Druckspeicher (16 ), der in einer zweiten Öffnung (15 ) des Hydraulikgehäuses (2 ) gelagert ist, • zumindest ein elektrisch ansteuerbares Hydraulikventil (5 ), das in einer dritten Öffnung (24 ) des Hydraulikgehäuses (2 ) gelagert ist, • und zumindest eine abtriebseitige Nehmereinheit (28 ), die in einer vierten Öffnung (29 ) des Hydraulikgehäuses (2 ) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Öffnungen (6 ,15 ,24 ,29 ) mit einem unlösbar mit dem Hydraulikgehäuse (2 ) verbundenen Gehäuseeinsatz (11 ,21 ,25 ,34 ) aus einem Werkstoff ausgekleidet ist, der eine gegenüber dem Leichtmetall höhere Oberflächenhärte aufweist. - Hydraulikeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikgehäuse (
2 ) gegossen und der Gehäuseeinsatz (11 ,21 ,25 ,34 ) darin eingegossen ist. - Hydraulikeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikgehäuse (
2 ) aus einer Aluminiumlegierung und der Gehäuseeinsatz (11 ,21 ,25 ,34 ) aus einer Aluminiumsiliziumlegierung oder aus Grauguss besteht.
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DE102011002680A DE102011002680A1 (de) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | Hydraulikeinheit für eine Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011002680A1 true DE102011002680A1 (de) | 2012-07-19 |
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ID=46510146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102011002680A Withdrawn DE102011002680A1 (de) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | Hydraulikeinheit für eine Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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