DE102016216363A1

DE102016216363A1 - Nockenwellenversteller mit einem Volumenspeicher

Info

Publication number: DE102016216363A1
Application number: DE102016216363.9A
Authority: DE
Inventors: Jochen Thielen; Olaf Boese; René Günther
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2017-10-05

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Nockenwellenversteller einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Stator (1), einem am Stator (1) drehbar angeordneten Rotor (2), die zusammenwirkend mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitskammern bilden, mit einem Steuerventil (4), das das Druckmittel in den Arbeitskammern überwacht, mit einem Zentralgehäuse (3), das zumindest Arbeitskammeranschlüsse aufweist und mit einem beweglich geführten, von einer maschinenfesten Betätigungseinheit (8) aktivierbaren Steuerkolben (5) versehen ist, der einen Druckmittelzufluss, die Arbeitskammeranschlüsse und einen Tankanschluss beherrscht, und mit zumindest einem Volumenspeicher (17) im Nockenwellenversteller, wobei der Tankanschluss am dem der Betätigungseinheit (8) benachbarten Ende des Steuerkolbens (5) mündet, dass der Volumenspeicher (17) der Betätigungseinheit (8) benachbart angeordnet und zumindest teilweise von einem Deckel (16) umschlossen ist, dass der Deckel (16) eine zentrale Öffnung (19) aufweist und dass im Zentralgehäuse (3) ein Zylindermantel (12) eingebaut ist, der die Mündung des Tankanschluss umschließt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nockenwellenversteller einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Stator, einem am Stator drehbar angeordneten Rotor, die zusammenwirkend mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitskammern bilden, mit einem Steuerventil, das das Druckmittel in den Arbeitskammern überwacht, mit einem Zentralgehäuse, das zumindest Arbeitskammeranschlüsse aufweist und mit einem beweglich geführten, von einer maschinenfesten Betätigungseinheit aktivierbaren Steuerkolben versehen ist, der einen Druckmittelzufluss, die Arbeitskammeranschlüsse und einen Tankanschluss beherrscht, und mit zumindest einem Volumenspeicher im Nockenwellenversteller.
Derartige Nockenwellenversteller sind allgemein bekannt. Der Nockenwellenversteller der DE 10 2012 201 558 A1 weist einen Volumenspeicher auf, der über eine radiale Bohrung im Zentralgehäuse, einem axialen Kanal und eine Nut mit Druckmittel versorgt wird. Damit der Volumenspeicher immer mit Druckmittel gefüllt ist, ist an diesen mit radial nach innen zur Drehachse des Nockenwellenverstellers versetztem Kanal der Tankanschluss angeschlossen. Der Volumenspeicher ist dadurch aktionsfähig und kann mit der oder den jeweiligen Arbeitskammern verbunden werden. Der Aufwand für die Herstellung der radialen Bohrung, des axialen Kanals einschließlich einer Nut ist sehr hoch. Auch der Tankanschlusskanal muss zusätzlich hergestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den bekannten Nockenwellenversteller so zu verändern, dass die beschriebenen Nachteile behoben werden und der Fertigungsaufwand erheblich reduziert wird. Es soll auch eine einfache Austauschbarkeit zu einem Standardsystem möglich sein.
Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung dadurch, dass der Tankanschluss am der Betätigungseinheit benachbarten Ende des Steuerkolbens mündet, dass der Volumenspeicher der Betätigungseinheit zugewandt angeordnet und zumindest teilweise von einem Deckel umschlossen ist, dass der Deckel eine zentrale Öffnung aufweist, an die sich kegelstumpfförmig ein Trichter des Deckels anschließt und dass im Zentralgehäuse ein die Mündung des Tankanschlusses übergreifender Zylindermantel eingebaut ist. Durch diese Ausgestaltung kann das überschüssige Druckmittel, das ohne die erfindungsgemäße Ausgestaltung in den Tank abgeleitet würde, nun zum Trichter und von dort in den Volumenspeicher gelangen. Ist dieser gefüllt, so kann das Druckmittel über die Öffnung im Deckel zum Tank fließen. Dadurch ist mit einfachen Mitteln sichergestellt, dass der Volumenspeicher immer gefüllt ist und genügend Druckmittel zur Verfügung steht.
In vorteilhafter Weise ist der Zylindermantel im Zentralgehäuse befestigt, vorzugsweise eingepresst, und dient mit seinem inneren Ende als Anschlag für den Steuerkolben sowie für die den Steuerkolben umgebende Steuerhülse mit Ölleitmantel. Um die radiale Fläche für den Anschlag zu vergrößern, kann der Zylindermantel einen radial nach innen gerichteten Kragen aufweisen. Der Zylindermantel kann radiale Öffnungen aufweisen, die auf die Innenwand des Trichters gerichtet sind, so dass das Druckmittel über diese Öffnungen zum Volumenspeicher gelangt. Die Öffnungen können verschieden ausgebildet sein, sie können zum Beispiel schlitzförmig oder auch als Bohrungen in der Zylinderwand ausgeführt sein. Damit das Druckmittel den Zylindermantel teilweise nicht doch verlässt, ohne durch die Öffnungen ausgetreten zu sein, weist der Zylindermantel an seinem der Betätigungseinheit zugewandten Ende einen Innenwulst auf, der für das Druckmittel eine Barriere bildet. In vorteilhafter Weise ist der Steuerkolben hohl ausgebildet und weist einen der Betätigungseinheit zugewandten Stirndeckel auf, dem radial ausgerichtete Druckmittelaustrittsfenstern benachbart sind, die auf die Innenwand des Zylindermantels gerichtet sind. Damit gelangt das überflüssige Druckmittel durch die Druckmittelaustrittsfenster direkt auf die Innenwand des Zylindermantels und von dort über die Bohrungen auf die kegelstumpfförmige Wand des Deckels und damit zum Volumenspeicher. Damit das aus den Druckmittelaustrittsfenstern austretende Druckmittel den Innenbereich des Zylindermantels trifft, ist der Stirndeckel des Steuerkolbens gegenüber dem Außenrand des Zylindermantels nach innen versetzt.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt einen Querschnitt durch einen Nockenwellenversteller und durch die zugeordneten Teile,
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zylindermantels,
3 zeigt eine Seitenansicht des entsprechenden Zylindermantels gemäß 2 und
4 zeigt einen Schnitt durch den Zylindermantel gemäß der Linie A-A in 3.
In den 1 bis 4 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 ein Stator eines Nockenwellenverstellers bezeichnet, der einen Zahnkranz für einen Antriebstrang von der Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine aus aufweist. In dem Stator ist ein mit 2 bezeichneter Rotor eingebaut, der mittels einer als Zentralgehäuse 3 ausgebildete Hohlschraube mit einer nicht dargestellten Nockenwelle verbunden ist. In dem Zentralgehäuse 3 ist ein Steuerventil 4 eingebaut, das von der nicht dargestellten Nockenwelle her mit Druckmittel versorgt wird. Das Steuerventil 4 weist einen Steuerkolben 5, eine Steuerhülse 6 und einen Ölleitmantel 7 auf, der die Innenwand des Zentralgehäuses 3 kontaktiert. In Verlängerung des Zentralgehäuses 3 ist eine Betätigungseinheit 8 angeordnet, die nicht dargestellt, maschinenfest, z.B. an einem Deckel der Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Betätigungseinheit weist einen Stempel auf, der den Steuerkolben 5 kontaktiert und diesen gegen die Kraft einer Feder 9 axial bewegen kann. Der Steuerkolben 5 weist zu diesem Zweck einen Stirndeckel 10 auf, der als Kontaktfläche für den Stempel der Betätigungseinheit 8 dient. Der Steuerkolben 5 ist hohl ausgeführt und weist kurz vor dem Stirndeckel 10 Druckmittelaustrittsfenster 11 auf, die radial nach außen gerichtet sind. In dem Zentralgehäuse 3 ist, die Druckmittelaustrittsfenster 11 und den Stirndeckel 10 umschließend, ein Zylindermantel 12 eingebaut, vorzugsweise eingepresst, der an seinem inneren Ende einen Kragen 13 aufweist und in Verbindung mit diesem eine Stirnfläche bildet, die als Anschlag für den Steuerkolben 5, die Steuerhülse 6 und den Ölleitmantel 7 bildet. Der Zylindermantel 12 seinerseits weist radiale Öffnungen auf, die als Bohrungen 14 ausgebildet sind. Damit das aus den Druckmittelaustrittsfenstern 11 auftretende Druckmittel die Bohrungen 14 in ausreichendem Maße erreicht, weist der Zylindermantel 12 an seinem äußeren Ende einen Innenwulst 15 auf.
An dem der Betätigungseinheit zugewandten Ende des Stators 1 ist ein Deckel 16 angebaut, der mit der Wand des Stators 1 einen Volumenspeicher 17 bildet. Dieser Volumenspeicher 17 kann mit den nicht dargestellten Arbeitskammern zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 2 verbunden werden und damit Druckmittel nachliefern. An einer im Wesentlichen radialen Wand des Deckels 16 schließt sich kegelstumpfförmig ein Trichter 18 an, der sich in Richtung zur Betätigungseinheit verjüngt und eine zentrale Öffnung 19 aufweist, die bis etwa zum Rand der Betätigungseinheit 8 reicht. Der Zylindermantel 12 ist so ausgebildet, dass sein äußerer Rand in etwa mit dem Rand der zentralen Öffnung 19 abschließt. Dadurch gelangt das aus den Bohrungen 14 austretende Druckmittel auf den Trichter 18 und von dort in den Volumenspeicher 17. Mit 20 ist der Weg des Druckmittels bezeichnet.
Bezugszeichenliste

1: Stator
2: Rotor
3: Zentralgehäuse
4: Steuerventil
5: Steuerkolben
6: Steuerhülse
7: Ölleitmantel
8: Betätigungseinheit
9: Feder
10: Stirndeckel
11: Druckmittelaustrittsfenster
12: Zylindermantel
13: Kragen
14: Bohrungen
15: Innenwulst
16: Deckel
17: Volumenspeicher
18: Trichter
19: zentrale Öffnung
20: Weg des Druckmittels

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012201558 A1 [0002]

Claims

Nockenwellenversteller einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Stator (1), einem am Stator (1) drehbar angeordneten Rotor (2), die zusammenwirkend mit Druckmittel beaufschlagbare Arbeitskammern bilden, mit einem Steuerventil (4), das das Druckmittel in den Arbeitskammern überwacht, mit einem Zentralgehäuse (3), das zumindest Arbeitskammeranschlüsse aufweist und mit einem beweglich geführten, von einer maschinenfesten Betätigungseinheit (8) aktivierbaren Steuerkolben (5) versehen ist, der einen Druckmittelzufluss, die Arbeitskammeranschlüsse und einen Tankanschluss beherrscht, und mit zumindest einem Volumenspeicher (17) im Nockenwellenversteller, dadurch gekennzeichnet, dass der Tankanschluss am dem der Betätigungseinheit (8) benachbarten Ende des Steuerkolbens (5) mündet, dass der Volumenspeicher (17) der Betätigungseinheit (8) benachbart angeordnet und zumindest teilweise von einem Deckel (16) umschlossen ist, dass der Deckel (16) eine zentrale Öffnung (19) aufweist und dass im Zentralgehäuse (3) ein Zylindermantel (12) eingebaut ist, der die Mündung des Tankanschluss umschließt.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die zentrale Öffnung (19) ein kegelstumpfförmiger Trichter (18) anschließt.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel (12) im Zentralgehäuse (3) befestigt ist und mit seinem inneren Ende als Anschlag für den Steuerkolben (5) dient.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am inneren Ende des Zylindermantels (12) ein nach innen gerichteter Kragen (13) vorgesehen ist.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel (12) zumindest eine radiale Öffnung aufweist, die auf die Innenwand des Trichters (18) gerichtet sind.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung als Bohrung (14) ausgeführt ist.
Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel (12) an seinem der Betätigungseinheit (8) zugewandten Ende einen Innenwulst (15) aufweist.
Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (5) hohl ausgebildet ist und einen der Betätigungseinheit (8) zugewandten Stirndeckel (10) aufweist, dem radial ausgerichtete Druckmittelaustrittsfenstern (11) benachbart sind, die auf den Zylindermantel (12) gerichtet sind.
Nockenwellenversteller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirndeckel (10) gegenüber dem Außenrand des Trichters (18) nach innen versetzt ist.