DE102012200365A1

DE102012200365A1 - Versorgung eines Druckspeichers eines Nockenwellenverstellsystems

Info

Publication number: DE102012200365A1
Application number: DE201210200365
Authority: DE
Inventors: Alexander Draheim
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2013-07-18
Also published as: DE102012200365A8

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nockenwellenverstellsystem (1) für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Leitungssystem (2), das hydraulikmittelleitend mit einem hydraulikmittelaufnehmenden Druckspeicher (3) und einem hydraulikmittelaufnehmenden Nockenwellenversteller (4) verbunden ist, wobei das Leitungssystem (2) einen ersten Leitungsabschnitt (5) aufweist, der mit dem Druckspeicher (3) verbunden ist, und einen zweiten Leitungsabschnitt (6) aufweist, der mit dem Nockenwellenversteller (4) verbunden ist, wobei der erste Leitungsabschnitt (5) stärker als der zweite Leitungsabschnitt (6) gedrosselt ist. Die Erfindung betrifft auch eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle und einem solchen Nockenwellenverstellsystem (1).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Nockenwellenverstellsystem für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Leitungssystem, das hydraulikmittelleitend mit einem hydraulikmittelaufnehmenden Druckspeicher und einem hydraulikmittelaufnehmenden Nockenwellenversteller verbunden ist, wobei das Leitungssystem einen ersten Leitungsabschnitt aufweist, der mit dem Druckspeicher verbunden ist, und einen zweiten Leitungsabschnitt aufweist, der mit dem Nockenwellenversteller verbunden ist.
Aus dem Stand der Technik, etwa der DE 10 2010 012 479 A1 sind Nockenwellenverstellsysteme mit Steuerventilen bekannt. In besagter Druckschrift wird ein Steuerventil einer Vorrichtung zur Veränderung der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine offenbart.
Druckspeicher sind auch aus den Patentanmeldungen DE 10 2010 013 940 A1 und der DE 10 2010 025 882 A1 bekannt. So offenbart die erstgenannte dieser beiden Druckschriften einen Druckspeicher in einer Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine für ein Nockenwellenverstellsystem mit einem in einem Gehäuse angeordneten Kolben, der einerseits in Druckmittelverbindung mit dem Nockenwellenverstellsystem und andererseits in Wirkverbindung mit zumindest einem Federspeicher steht, wobei der Federspeicher teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Die zweitgenannte der beiden Druckschriften offenbart die Einbindung eines Druckspeichers in eine Vorrichtung zur Veränderung der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine.
Üblicherweise wird der Druckspeicher über eine einzige Leitung mit einem Leitungssystem verbunden, wie dies z. B. in der DE 10 2010 015 715 A1 offenbart ist. Dort ist offenbart, dass eine Ölversorgungseinrichtung zur Versorgung eines Nockenwellenverstellsystems eines Motors mit einem Leitungssystem und einer Pumpe, mit der das Öl aus einem Ölreservoir über das Leitungssystem gepumpt wird, wobei ferner in dem Leitungssystem angrenzend an den Strömungsweg, und in Strömungsrichtung des Öls, ein Entlüftungsventil angeordnet ist.
Das Vorhalten von entriegelbaren Rückschlagventilen vor einem federbelasteten Hydrospeicher ist ferner aus der DE 196 04 865 B4 bekannt. Dort ist eine Hubkolbenverbrennungskraftmaschine offenbart, an der eine Einrichtung zur Änderung von Drehlagen mindestens einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle vorgesehen ist, mit einem hydraulischen Zylinder, zu dessen Beaufschlagung mit Hydraulikflüssigkeit eine Fördereinrichtung vorgesehen ist, wobei die Fördereinrichtung unmittelbar vor und/oder während des Anlassvorganges der Hubkolbenverbrennungskraftmaschine in dem hydraulischen Zylinder vorhandene Gaspolster verdrängt und durch Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Motoröl ersetzt, wobei eine von der Hubkolbenverbrennungskraftmaschine angetriebene erste Ölpumpe vorgesehen ist und eine von einem Elektromotor angetriebene zweite Ölpumpe zur Beaufschlagung des hydraulischen Zylinders vorgesehen ist, wobei ferner ein von der Ölwanne der Hubkolbenverbrennungskraftmaschine separiertes Ölreservoir vorgesehen ist, aus dem die zweite Ölpumpe ansaugt, wobei von einem Vorwärmer vorgewärmtes Motoröl mittels der zweiten Ölpumpe in den hydraulischen Zylinder gelangt, und wobei der Vorwärmer in dem separierten Ölreservoir angeordnet ist. In einer zweiten Ausführungsform der DE 196 04 865 B4 ist auch die Einbindung eines entriegelbaren Rückschlagventiles vorgesehen, das bspw. bei eingeschalteter Zündung freischaltet. Bei freigeschaltetem Rückschlagventil und stillstehender Kurbelwelle drückt ein Hydrospeicher Motoröl über eine Steuereinheit in den besagten hydraulischen Zylinder.
Allerdings weisen die bekannten Lösungen den Nachteil auf, dass es bei einem gleichzeitigen Ölbedarf des Nockenwellenverstellers und des Druckspeichers bisher nicht möglich ist, dass der Nockenwellenversteller bevorzugt mit Öl versorgt wird, da der Zulauf Nockenwellenverstellers im Regelfall durch ein Steuerventil gedrosselt ist, als der Zulauf des Nockenwellenverstellers.
Es ist daher die Aufgabe, höhere Verstellergeschwindigkeiten am Versteller realisieren zu können und die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Leitungsabschnitt stärker als der zweite Leitungsabschnitt gedrosselt ist. Der Zufluss des Druckspeichers erfolgt somit gedrosselt, wohingegen der Abfluss des Druckspeichers ungedrosselt erfolgt. Der Nockenwellenversteller ist somit vorrangig mit hydraulischer Leistung von einer Ölpumpe versorgbar und erst wenn der Bedarf des Nockenwellenverstellers an Hydraulikmittel gedeckt ist, erfolgt eine Versorgung des Druckspeichers mit diesem Hydraulikmittel. Die Folge sind höhere Verstellgeschwindigkeiten am Nockenwellenversteller, da der Druckspeicher zweitrangig versorgt wird bzw. erst dann, wenn der Nockenwellenversteller nicht aktiv ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn in dem ersten Leitungsabschnitt eine Drossel vorhanden ist. Auf diese Weise kann der innere Widerstand zwischen dem ersten Leitungsabschnitt und dem zweiten Leitungsabschnitt einfach auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
Um die Funktionalität des Nockenwellenverstellsystems zu verbessern, ist es von Vorteil, wenn über den ersten Leitungsabschnitt mit der Drossel das Hydraulikmittel, wie Öl, dem Druckspeicher zuführbar ist.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer, vorzugsweise als Abflussleitung ausgebildeter Leitungsabschnitt in dem Leitungssystem vorhanden ist, um das Hydraulikmittel effizient aus dem Druckspeicher zum Nockenwellenversteller abzuleiten.
Die Regelbarkeit lässt sich auch verbessern, wenn in der Abflussleitung ein Rückschlagventil vorhanden ist.
Damit auf unterschiedliche Betriebszustände eingegangen werden kann, ist es von Vorteil, wenn in dem Leitungssystem zwischen dem Druckspeicher und dem Nockenwellenversteller ein Mehrwegeventil vorhanden ist.
Ferner ist es von Vorteil, wenn aufgrund unterschiedlicher Strömungswiderstände in den einzelnen Leitungsabschnitten mit einer Ölpumpe über das Leitungssystem bevorzugt zum Nockenwellenversteller und nachrangig zum Druckspeicher verbringbar ist.
Die Komplexität des Nockenwellenverstellsystems lässt sich vermindern, wenn die Abflussleitung entdrosselt ausgestaltet ist. Unter einer entdrosselt ausgestalteten Abflussleitung wird eine Abflussleitung ohne Drossel verstanden.
Um auf bewährte Wirkprinzipien zurückgreifen zu können, ist es von Vorteil, wenn das Hydraulikmittel ein Drucköl ist.
Die Erfindung betrifft auch eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle, wobei ein erfindungsgemäßes Nockenwellenverstellsystem vorhanden ist.
Die Erfindung wird auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Hydraulikschaubild für ein erfindungsgemäßes Nockenwellenverstellsystem mit einem Druckspeicher, der einen gedrosselten Zulauf und einen entdrosselten Ablauf aufweist.
Die Zeichnung ist lediglich schematischer Natur und dient nur dem Verständnis der Erfindung.
In der einzigen Figur, nämlich der 1, ist ein erfindungsgemäßes Nockenwellenverstellsystem 1 dargestellt. Das Nockenwellenverstellsystem 1 wird in einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt, insbesondere um die Winkellage einer nicht dargestellten Nockenwelle relativ zu einer nicht dargestellten Kurbelwelle zu verändern.
Das Nockenwellenverstellsystem 1 weist dabei ein Leitungssystem 2 aus einzelnen Rohrabschnitten auf, die geeignet sind, um Hydraulikmittel, wie Öl, insbesondere Drucköl, zu leiten und einzelnen Anbaukomponenten zuzuführen.
Das Leitungssystem 2 führt somit einem Druckspeicher 3 und einem Nockenwellenversteller 4 das Hydraulikmittel zu. Das Leitungssystem 2 führt dem Druckspeicher 3 und dem Nockenwellenversteller 4 dasselbe Hydraulikmittel zu.
Das Leitungssystem 2 weist einen ersten Leitungsabschnitt 5 und einen zweiten Leitungsabschnitt 6 auf, der dem Nockenwellenversteller 4 das Hydraulikfluid zuführt. Ein weiterer Leitungsabschnitt, nämlich eine Abflussleitung 7, ist in fluidleitendem Kontakt mit dem Druckspeicher 3 und an einer T-Kreuzung mit dem zweiten Leitungsabschnitt 6 verbunden.
Im ersten Leitungsabschnitt 5 ist eine Drossel 8 vorhanden, die in einer besonderen Ausführungsform in ihrem Innendurchmesser veränderbar ist, um unterschiedliche Strömungswiderstände in Richtung des Inneren des Druckspeichers 3 einstellen zu können.
Das aus dem Druckspeicher 3 durch die Abflussleitung 7 geführte Hydraulikmittel muss durch ein Rückschlagventil 9 gelangen, welches als Einwegeventil ausgebildet ist und einen Durchfluss durch die Abflussleitung 7 in Richtung von dem Druckspeicher 3 weg ermöglicht, jedoch einen Durchfluss in Richtung des Druckspeichers 3 durch die Abflussleitung 7 unterbindet.
Ein Steuerventil 10 ist zwischen einer Ölpumpe 11 und dem Nockenwellenversteller 4 angeordnet. Dabei ist das Steuerventil 10, das als Mehrwegeventil 12 ausgebildet ist, zwischen dem Druckspeicher 3 und dem Nockenwellenversteller 4 angeordnet. Über eine Rückflussleitung 13 wird vom Nockenwellenversteller 4 das Hydraulikmittel durch das Mehrwegeventil 12 in einen Tank 14 geleitet. Es ist möglich, dass die Ölpumpe 11 aus dem Tank 14 mit Öl beschickt wird.
Der Zulauf des Druckspeichers 3 des hydraulischen Nockenwellenverstellsystems wird somit stärker gedrosselt als der Zulauf des Nockenwellenverstellers 4 mit Hilfe des Steuerungsventils 10. Somit wird im Zweifelsfall der hydraulische Nockenwellenversteller bevorzugt mit hydraulischer Leistung versorgt. Der Ablauf des Druckspeichers 3 erfolgt möglichst drosselfrei, über eine zusätzliche, z. B. durch ein Rückschlagventil 9 geschaltete Leitung, so dass die im Druckspeicher 3 gespeicherte Energie möglichst verlustfrei dem Nockenwellenversteller 4 zur Verfügung gestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Nockenwellenverstellsystem
2: Leitungssystem
3: Druckspeicher
4: Nockenwellenversteller
5: Erster Leitungsabschnitt
6: Zweiter Leitungsabschnitt
7: Abflussleitung
8: Drossel
9: Rückschlagventil
10: Steuerventil
11: Ölpumpe
12: Mehrwegeventil
13: Rückflussleitung
14: Tank

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

DE 102010012479 A1 [0002]
DE 102010013940 A1 [0003]
DE 102010025882 A1 [0003]
DE 102010015715 A1 [0004]
DE 19604865 B4 [0005, 0005]

Claims

Nockenwellenverstellsystem (1) für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Leitungssystem (2), das hydraulikmittelleitend mit einem hydraulikmittelaufnehmenden Druckspeicher (3) und einem hydraulikmittelaufnehmenden Nockenwellenversteller (4) verbunden ist, wobei das Leitungssystem (2) einen ersten Leitungsabschnitt (5) aufweist, der mit dem Druckspeicher (3) verbunden ist, und einen zweiten Leitungsabschnitt (6) aufweist, der mit dem Nockenwellenversteller (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leitungsabschnitt (5) stärker als der zweite Leitungsabschnitt (6) gedrosselt ist.
Nockenwellenverstellsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Leitungsabschnitt (5) eine Drossel (8) vorhanden ist.
Nockenwellenverstellsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den ersten Leitungsabschnitt (5) mit der Drossel (8) das Hydraulikmittel, wie Öl, dem Druckspeicher (3) zuführbar ist.
Nockenwellenverstellsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Leitungssystem (2) ein weiterer, vorzugsweise als Abflussleitung (7) ausgebildeter Leitungsabschnitt vorhanden ist, um das Hydraulikmittel aus dem Druckspeicher (3) abzuleiten.
Nockenwellenverstellsystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abflussleitung (7) ein Rückschlagventil (9) vorhanden ist.
Nockenwellenverstellsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Leitungssystem (2) zwischen dem Druckspeicher (3) und dem Nockenwellenversteller (4) ein Mehrwegeventil (12) vorhanden ist.
Nockenwellenverstellsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund unterschiedlicher Strömungswiderstände in den einzelnen Leitungsabschnitten (5, 6, 7) das besagte Hydraulikmittel mit einer Ölpumpe (11) bevorzugt zum Nockenwellenversteller (4) und nachrangig zum Druckspeicher (3) verbringbar ist.
Nockenwellenverstellsystem (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflussleitung (7) entdrosselt ausgestaltet ist.
Nockenwellenverstellsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikmittel ein Drucköl ist.
Verbrennungskraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nockenwellenverstellsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 vorhanden ist.