DE102012200685B4

DE102012200685B4 - Ventilanordnung für Nockenwellenversteller

Info

Publication number: DE102012200685B4
Application number: DE102012200685.0A
Authority: DE
Inventors: Ali BAYRAKDAR
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2020-10-22
Anticipated expiration: 2032-01-19
Also published as: FR2985768A1; DE102012200685A1

Abstract

Vorrichtung zur variablen Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer hydraulischen Phasenstelleinrichtung (3), die antriebsseitig mit einer Kurbelwelle und abtriebsseitig mit einer Nockenwelle (1) der Hubkolbenbrennkraftmaschine in Wirkverbindung steht, und mit einer Ventileinheit (5) im Bereich der Phasenstelleinrichtung (3) zur hydraulischen Steuerung derselben, wobei die Ventileinheit (5) mit einer radial ausgerichteten Druckmittelzufuhrleitung (7) in einer die Ventileinheit (5) umgebenden Hülse (6) am Kopf einer zentralen Schraube (2) und die Druckmittelzufuhrleitung (7) mit einem radial anschließenden Druckkanal (9) in einem die Hülse (6) kontaktierenden Bauteil (8) der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen, wobei das Bauteil (8) feststehend und die Hülse (6) drehfest mit der Nockenwelle (1) ausgebildet ist und in der Hülse (6) Dichtringe (12) eingesetzt sind, wobei in der Druckmittelzufuhrleitung (7) ein Filter (11) und ein Rückschlagventil (13) eingebaut sind, und wobeidie Druckmittelzufuhrleitung (7) eine Ringnut (10) aufweist und der Filter (11) und das Rückschlagventil (13) an oder in der Ringnut (10) eingebaut sind und wobeider Filter (11) in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil (13) eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (11) und das Rückschlagventil (13) ringförmig zur Ringnut (10) passend ausgebildet sind.

Description

Vorrichtung zur variablen Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer hydraulischen Phasenstelleinrichtung, die antriebsseitig mit einer Kurbelwelle und abtriebsseitig mit einer Nockenwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine in Wirkverbindung steht, und mit einer Ventileinheit im Bereich der Phasenstelleinrichtung zur hydraulischen Steuerung derselben, wobei die Ventileinheit mit einer radial ausgerichteten Druckmittelzufuhrleitung in einer die Ventileinheit umgebenden Hülse und die Druckmittelzufuhrleitung mit einem radial anschließenden Druckkanal in einem die Hülse kontaktierenden Bauteil der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen, wobei das Bauteil feststehend und die Hülse drehfest mit der Nockenwelle ausgebildet und in der Hülse Dichtringe eingesetzt sind.
Eine derartige Vorrichtung zur variablen Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine ist aus der DE 10 2009 016 186 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist die Ventileinheit in einer langen zentralen Schraube eingesetzt, die in die Nockenwelle eingeschraubt ist und die Phasenstelleinrichtung trägt.
Der Kopf der Schraube steht mit einem mit der Brennkraftmaschine fest verbundenen Bauteil, in dem der Druckkanal vorgesehen ist, dichtend in Verbindung, so dass über eine Druckmittelzufuhrleitung in der Schraube Druckflüssigkeit zur Ventileinheit gelangen kann.
Da als Druckflüssigkeit das Schmieröl der Hubkolbenbrennkraftmaschine benutzt wird, besteht das Problem, dass die sich im Schmieröl sammelnden Schmutz- und Abriebteilchen in die Ventileinheit gelangen und Verstopfungen und sonstige Beeinträchtigungen der Ventileinheit verursachen können.
Weiterhin besteht das Problem, dass je nach Lage und Anordnung der Druckmittelzufuhrleitung und des Druckkanals diese bei längerem Stillstand der Brennkraftmaschine sich zumindest teilweise entleeren, so dass die Ventileinheit erst wieder dann funktionsfähig ist, wenn hinreichende Druckflüssigkeit zur Verfügung steht und Lufteinschlüsse entfernt sind.
Die DE 10 2010 032 133 A1 offenbart weiterhin einen Nockenwellenversteller mit einem Zentralventil und einer Schraubhülse zur Befestigung des Verstellers an der Nockenwelle. Am Umfang der Schraubhülse ist ein Druckkanal angeschlossen, der gemäß 3 zu einem Sieb am Außenumfang und anschließend zu einem Rückschlagventil am Innenmantel der Schraubhülse führt. In der Schraubhülse ist ein Steuerkolben eingebaut, der dort frei beweglich geführt sein muss. Er soll aber trotzdem nur einen geringen Abstand zur Innenwand der Schraubhülse aufweisen, um Toträume zu vermeiden. Deshalb besteht das Problem, dass ein Rückschlagventil, das am Innenmantel der Schraubhülse angeordnet ist und sich mit Rückschlagklappen nach Innen zum Steuerkolben hin öffnen muss, die freie Bewegung des Steuerkolbens behindern kann. Um das Problem zu lösen, müsste das Rückschlagventil nach außen an die Stelle des Siebes verlagert werden. Dies ist aber nicht möglich, weil das Rückschlagventil in Strömungsrichtung gegen den Druckkanalanschluss schließen und in Gegenrichtung öffnen muss. Dazu steht aber am Außenmantel der Schraubhülse kein hinreichender Raum zur Verfügung, zumal die Wandstärke der Schraubhülse beschränkt ist.
Die DE 10 2009 052 841 A1 offenbart einen Nockenwelleneinsatz für eine Nockenwelle, die insbesondere eine gebaute Nockenwelle sein kann. Der Nockenwelleneinsatz trägt dabei einen Schwenkmotorversteller. Innerhalb des Nockenwelleneinsatzes ist ein mittels einer Federkraft belastbarer Druckspeicher angeordnet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur variablen Verstellung der Steuerzeiten so zu verbessern, dass Verschmutzungen der Ventileinheit und ggf. ein Leerlaufen der Druckmittelzufuhr behoben werden, wobei dies mit einfachen und kostengünstigen Mitteln erfolgen soll.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in der Druckmittelzufuhrleitung ein Filter und ein Rückschlagventil eingebaut sind, dass die Druckmittelzufuhrleitung eine Ringnut aufweist und der Filter und das Rückschlagventil an oder in der Ringnut eingebaut sind und dass der Filter in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil eingebaut ist.
Alternativ zur Druckmittelzufuhrleitung können der Filter und das Rückschlagventil am Druckkanal an-/ eingebaut sein, der der Druckmittelzuführleitung benachbart angeordnet ist.
Durch den Einbau des Filters in die Druckmittelzufuhrleitung oder in den Druckkanal wird sichergestellt, dass die ankommende Druckflüssigkeit von Schwebstoffen und Verschmutzungen befreit wird.
Durch das Rückschlagventil wird sichergestellt, dass die Ventileinheit immer, auch bei längerem Stillstand der Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit Druckflüssigkeit gefüllt ist.
Um unabhängig von der Drehstellung der Hülse gegenüber dem feststehenden Bauteil der Brennkraftmaschine eine sichere Druckmittelversorgung zur Verfügung zu stellen, weist die Druckmittelzufuhrleitung an ihrem dem Druckkanal zugewandten Ende und/oder der Druckkanal eine Ringnut auf, wobei der Filter und das Rückschlagventil an oder in die Ringnut eingebaut sind. Dadurch wird eine günstige, geschützte und räumlich festgelegte Lage für den Filter und das Rückschlagventil erreicht. Die Druckmittelzufuhrleitung und der Druckkanal schließen radial an die Ringnut an. Die Druckmittelzufuhrleitung und ggf. die Ringnut sind in einem als Hülse ausgebildeten Kopf einer zentralen Schraube angeordnet, wobei die Schraube in die Nockenwelle eingedreht ist. Der Filter und das Rückschlagventil sind entsprechend der Ringnut ringförmig passend dazu ausgebildet. Der Filter ist dabei in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil eingebaut.
Der Filter und das Rückschlagventil können bandförmig ausgeführt und mittels Verbindungsmitteln, z.B. Haken oder eines Schnappverschlusses, zu Ringen verbunden sein und in die Ringnut oder an ihrem Rand eingesetzt werden.
Da das Bauteil feststehend an der Brennkraftmaschine befestigt ist und die Hülse, also der Schraubenkopf, drehfest mit der Nockenwelle verbunden sind, werden seitlich neben der Ringnut Dichtringe eingebaut. Diese können mit dem Filter und dem Rückschlagventil eine Baueinheit bilden, die dann ggf. mittels Sicherungsringen an dem Bauteil oder der Hülse festgelegt sind.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.
Es zeigen:

1: einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur variablen Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine und
2: einen Ausschnitt der Ventileinheit, einer sie umgebenden Hülse und eines Bauteils der Hubkolbenbrennkraftmaschine in vergrößertem Maßstab.

In den 1 und 2 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Nockenwelle bezeichnet, in deren Gewinde eine zentrale Schraube 2 eingedreht ist. Die zentrale Schraube 2 trägt und verspannt eine Phasenstelleinrichtung 3, die über ein äußeres Kettenrad 4 mit einer Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine, nicht näher dargestellt, drehverbunden ist. In der zentralen Schraube 2 ist eine mit 5 bezeichnete Ventileinheit eingebaut, die die hydraulische Steuerung der Phasenstelleinrichtung 3 beherrscht. Die zentrale Schraube 2 hat einen verlängerten Kopf, der als Hülse 6 ausgebildet ist und eine Druckmittelzufuhrleitung 7 aufweist, die radial ausgerichtet ist. Radial um die Hülse 6 der zentralen Schraube 2 ist ein Bauteil 8 vorgesehen, das feststehend mit der Brennkraftmaschine verbunden ist und einen Druckkanal 9 beinhaltet, der nicht näher dargestellt, mit dem Schmierölkreislauf der Hubkolbenbrennkraftmaschine verbunden ist und der Ventileinheit 5 Druckflüssigkeit zur Verfügung stellt. Auch der Druckkanal 9 ist radial ausgerichtet und schießt an die Druckmittelzufuhrleitung 7 an.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass an Stelle des Kopfes der zentralen Schraube 2 mit Hülse 6 auch eine hülsenförmige Mutter vorgesehen sein kann, die dann mit einem Gewindestutzen der Nockenwelle 1 oder Stiftschraube in Verbindung steht und die Phasenstelleinrichtung 3 trägt und verspannt. Dann ist die Ventileinheit 5 vorzugsweise in dem Gewindestutzen oder der Stiftschraube oder der Nockenwelle 1 eingebaut.
Dem Druckkanal 9 zugewandt schließt sich an die Druckmittelzufuhrleitung 7 eine Ringnut 10 an, so dass die Druckmittelzufuhrleitung 7 dauerhaft mit dem Druckkanal 9 verbunden ist. In der Ringnut 10 ist ein Filter 11 eingebaut, der ringförmig ausgeführt und an den Enden mittels einer geeigneten Verbindung ringförmig geschlossen ist. Seitlich neben dem Filter 11 sind in der Hülse 6 Nuten eingearbeitet, in denen Dichtringe 12 eingesetzt sind, um den Übergang des Druckkanals 9 in die Druckmittelzufuhrleitung 7 bzw. in die Ringnut 10 abzudichten. Weiterhin ist am äußeren Umfang der Ringnut 10 ein Rückschlagventil 13 angebaut, das als Ringblech ausgeführt und ebenfalls ringförmig ausgebildet ist. Dieses Ringblech kann aus einem Blechstreifen bestehen, der mittels Verbindungselementen zu einem Ring geformt ist. Es kann aber auch je nach Elastizität über den Außenumfang der Hülse 6 geschoben und an den Rändern der Ringnut 10 justiert werden.
Der Filter 11, die Dichtringe 12 und das Rückschlagventil 13 können zu einer Baueinheit zusammengefasst sein und als Einheit montiert werden, wobei ggf. Sicherungsringe in der Hülse 6 oder im Bauteil 8 eine Festlegung der Baueinheit bewirken.
Bezugszeichenliste

1: Nockenwelle
2: zentrale Schraube
3: Phasenstelleinrichtung
4: Kettenrad
5: Ventileinheit
6: Hülse
7: Druckmittelzufuhrleitung
8: Bauteil
9: Druckkanal
10: Ringnut
11: Filter
12: Dichtringe
13: Rückschlagventil

Claims

Vorrichtung zur variablen Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer hydraulischen Phasenstelleinrichtung (3), die antriebsseitig mit einer Kurbelwelle und abtriebsseitig mit einer Nockenwelle (1) der Hubkolbenbrennkraftmaschine in Wirkverbindung steht, und mit einer Ventileinheit (5) im Bereich der Phasenstelleinrichtung (3) zur hydraulischen Steuerung derselben, wobei die Ventileinheit (5) mit einer radial ausgerichteten Druckmittelzufuhrleitung (7) in einer die Ventileinheit (5) umgebenden Hülse (6) am Kopf einer zentralen Schraube (2) und die Druckmittelzufuhrleitung (7) mit einem radial anschließenden Druckkanal (9) in einem die Hülse (6) kontaktierenden Bauteil (8) der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen, wobei das Bauteil (8) feststehend und die Hülse (6) drehfest mit der Nockenwelle (1) ausgebildet ist und in der Hülse (6) Dichtringe (12) eingesetzt sind, wobei in der Druckmittelzufuhrleitung (7) ein Filter (11) und ein Rückschlagventil (13) eingebaut sind, und wobei die Druckmittelzufuhrleitung (7) eine Ringnut (10) aufweist und der Filter (11) und das Rückschlagventil (13) an oder in der Ringnut (10) eingebaut sind und wobei der Filter (11) in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil (13) eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (11) und das Rückschlagventil (13) ringförmig zur Ringnut (10) passend ausgebildet sind.
Vorrichtung zur variablen Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer hydraulischen Phasenstelleinrichtung (3), die antriebsseitig mit einer Kurbelwelle und abtriebsseitig mit einer Nockenwelle (1) der Hubkolbenbrennkraftmaschine in Wirkverbindung steht, und mit einer Ventileinheit (5) im Bereich der Phasenstelleinrichtung (3) zur hydraulischen Steuerung derselben, wobei die Ventileinheit (5) mit einer radial ausgerichteten Druckmittelzufuhrleitung (7) in einer die Ventileinheit (5) umgebenden Hülse (6) am Kopf einer zentralen Schraube (2) und die Druckmittelzufuhrleitung (7) mit einem radial anschließenden Druckkanal (9) in einem die Hülse (6) kontaktierenden Bauteil (8) der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen, wobei das Bauteil (8) feststehend und die Hülse (6) drehfest mit der Nockenwelle (1) ausgebildet ist und in der Hülse (6) Dichtringe (12) eingesetzt sind, wobei im Druckkanal (9) ein Filter (11) und ein Rückschlagventil (13) eingebaut sind und wobei der Druckkanal (9) eine Ringnut aufweist und der Filter (11) und das Rückschlagventil (13) an oder in der Ringnut eingebaut sind und wobei der Filter (11) in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil (13) eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (11) und das Rückschlagventil (13) ringförmig zur Ringnut passend ausgebildet sind.
Vorrichtung zur variablen Verstellung der Steuerzeiten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (11) und das Rückschlagventil (13) bandförmig ausgeführt und mittels Verbindungsmitteln zu Ringen verbunden sind.
Vorrichtung zur variablen Verstellung der Steuerzeiten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich neben der Ringnut (10) die Dichtringe (12) eingebaut sind, die mit dem Filter (11) und mit dem Rückschlagventil (13) eine Baueinheit bilden.
Vorrichtung zur variablen Verstellung der Steuerzeiten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit mittels Sicherungsringen an dem Bauteil (8) oder der Hülse (6) festgelegt ist.