DE10332881A1 - Valve timing adjustment device for IC engine, uses rotary piston hydraulic setting mechanism for adjusting camshaft angle relative to crankshaft - Google Patents
Valve timing adjustment device for IC engine, uses rotary piston hydraulic setting mechanism for adjusting camshaft angle relative to crankshaft Download PDFInfo
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1, und sie ist insbesondere vorteilhaft an einer Rotationskolben-Verstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle realisierbar.The The invention relates to a device for changing the timing of Gas exchange valves of an internal combustion engine according to the preamble forming Features of claim 1, and it is particularly advantageous on a rotary piston adjusting device for adjusting the angle of rotation a camshaft opposite a crankshaft feasible.
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist es jedoch, dass der verwendete Verriegelungsmechanismus durch die Fixierung des Gegenhalters für die Druckschraubenfeder an einer Seitenwand des Antriebsrades nur für eine be stimmte Breite des Flügelrades geeignet ist, wenn die Druckschraubenfeder immer mit der gleichen definierten Federkraft auf den Verriegelungsstift wirken soll. Die Verwendung einer solchen Verriegelung an anderen Vorrichtungen mit jeweils unterschiedlicher Breite des Flügelrades macht somit zur Einhaltung der auf den Verriegelungsstift wirkenden definierten Federkraft immer eine Anpassung der Verriegelung an das jeweilige Flügelrad erforderlich, die in der Regel durch Ausführung des Gegenhalters der Druckschraubenfeder mit unterschiedlichen Längen erfolgt. Dadurch ist für jede Breite eines Flügelrades ein separater Gegenhalter für die Druckschraubenfedern notwendig, der bei einer entsprechenden Anzahl unterschiedlicher Vorrichtungen die ohnehin vorhandene Teilevielfalt und Fehlerhäufigkeit noch weiter erhöht und somit zu einer nachteiligen Erhöhung der Herstellungskosten für jede Vorrichtung beiträgt. Darüber hinaus hat sich die Fixierung des Gegenhalters für die Druckschraubenfeder an einer Seitenwand des Antriebsrades auch dahingehend als nachteilig erwiesen, dass der Gegenhalter durch die Schwenkbewegungen des Flügelrades und den damit verbundenen Reibkontakt zur Seitenwand des Antriebsrades einem erhöhten Verschleiß unterliegt, durch den sich die auf den Verriegelungsstift wirkende Federkraft der Druckschraubenfeder stetig verringert und somit die Einriegelzeit des Verriegelungsstiftes erhöht.adversely in this known device, however, it is the one used Locking mechanism by the fixation of the counter-holder for the compression coil spring on a side wall of the drive wheel only for a certain width of the impeller is suitable if the compression coil spring always with the same defined spring force to act on the locking pin. The Using such a lock on other devices with each different width of the impeller thus makes for compliance the defined spring force acting on the locking pin always an adjustment of the lock to the respective impeller required usually by execution the counter-holder of the compression coil spring is made with different lengths. This is for each Width of an impeller a separate counterholder for the compression coil springs necessary at a corresponding Number of different devices the already existing variety of parts and error rate even further increased and thus a detrimental increase in the manufacturing cost of each device contributes. About that In addition, the fixation of the counter-holder for the compression coil spring has a sidewall of the drive wheel also to the effect disadvantageous proved that the anvil by the pivoting movements of the impeller and the associated frictional contact with the side wall of the drive wheel subject to increased wear, through which the force acting on the locking pin spring force the compression coil spring steadily reduced and thus the locking time of Locking pin increases.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere Rotationskolben-Verstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle, zu konzipieren, deren Verriegelungsmechanismus bei Vermeidung eines Reibkontaktes des Gegenhalters für die Druckschraubenfeder des Verriegelungsstiftes zu einer Seitenwand des Antriebsrades ohne Anpassung der Länge dieses Gegenhalters auch bei einem Einsatz in Vorrichtungen mit jeweils unterschiedlicher Breite des Flügelrades die Einhaltung einer definierten, auf den Verriegelungsstift wirkenden Federkraft gewährleistet.The invention is therefore based on the object, a device for changing the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, in particular rotary piston adjustment for rotational angle adjustment of a camshaft with respect to a crankshaft, to design their locking mechanism while avoiding a frictional contact of the counter-holder for the compression coil spring of the locking pin to a side wall the drive wheel without adjusting the Length of this counter-holder ensures compliance with a defined, acting on the locking pin spring force even when used in devices with different widths of the impeller compliance.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass der Gegenhalter für das andere Ende der Druckschraubenfeder des Verriegelungsstiftes als hohlzylindrische Patrone ausgebildet ist, die durch Kraft- oder Formschluss in einer beliebigen Axialposition innerhalb der Durchgangsbohrung in der Radnabe des Flügelrades arretierbar ist. Eine derartige Ausbildung des Gegenhalters als frei positionierbare Patrone ermöglicht es somit, den Gegenhalter unabhängig von der Breite des Flügelrades bzw. unabhängig von der axialen Länge der Durchgangsbohrung im Flügelrad immer in genau derjenigen Axialposition innerhalb der Durchgangsbohrung zu positionieren, in der mit der Druckschraubenfeder die erwünschte definierte Federkraft auf den Verriegelungsstift erzielt wird.According to the invention this Task in a device according to the preamble of claim 1 solved in such a way that the backstop for the other end of the compression coil spring of the locking pin As a hollow cylindrical cartridge is formed by force or Positive locking in any axial position within the through hole in the wheel hub of the impeller lockable. Such a design of the counter-holder as freely positionable cartridge allows it thus, the counterpart independently from the width of the impeller or independently from the axial length the through hole in the impeller always in exactly that axial position within the through hole position in which with the compression coil spring the desired defined Spring force is achieved on the locking pin.
In zweckmäßiger Weiterbildung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist die hohlzylindrische Patrone dabei als Stanzziehteil aus einem Stahlblech ausgebildet, welche zu Fixierung des anderen Endes der Druckschraubenfeder in ihrer Bodenstirnfläche eine tellerförmige Axialvertiefung aufweist. Der Durchmesser dieser Axialvertiefung entspricht ungefähr dem Außendurchmesser der Federwindungen der Druckschraubenfeder und die Tiefe der Axialvertiefung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass etwas zwei Federwindungen der Druckschraubenfeder in der Axialvertiefung radial abgestützt sind. Zusätzlich weist die Patrone längsaxial in der Axialvertiefung eine in den Hohlraum der Patrone mündende Entlüftungsbohrung auf, durch welche hindurch sich das hinter dem Verriegelungsstift in der Durchgangsbohrung im Flügelrad ansammelnde hydraulische Druckmittel zu einer weiteren Entlüftungsbohrung in der angrenzenden Seitenwand des Antriebsrades abgeführt wird.In appropriate training the inventively formed Device is the hollow cylindrical cartridge while punching as part formed of a steel sheet, which fixation of the other End of the compression coil spring in its bottom face a dished Axial recess has. The diameter of this axial recess corresponds approximately the outer diameter the spring coils of the compression coil spring and the depth of the axial recess is preferably designed such that something two spring coils the compression coil spring are radially supported in the axial recess. Additionally points the cartridge longitudinally axial in the axial recess opening into the cavity of the cartridge vent hole on, through which the behind the locking pin in the through hole in the impeller accumulating hydraulic pressure fluid to another vent hole is dissipated in the adjacent side wall of the drive wheel.
Eine alternative Weiterbildung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist es auch, die hohlzylindrische Patrone zur Fixierung des anderen Endes der Druckschraubenfeder an ihrer Bodenstirnfläche mit einer zapfenförmigen Axialverlängerung auszubilden. Der Durchmesser dieser Axialverlängerung entspricht dabei ungefähr den Innendurchmesser der Federwindungen der Druck schraubenfeder und die Länge der Axialverlängerung ist wiederum so ausgebildet, dass etwa zwei Federwindungen der Druckschraubenfeder auf der Axialverlängerung radial abgestützt werden. Auch eine derart ausgebildete Patrone ist als Stanzziehteil aus einem Stahlblech spanlos herstellbar und weist ebenso wie die erstgenannte Ausführung längsaxial in der Axialverlängerung eine in den Hohlraum der Patrone mündende Entlüftungsbohrung zur Abführung des sich hinter dem Verriegelungsstift in der Durchgangsbohrung ansammelnden hydraulischen Druckmittels auf.A alternative development of the inventively designed device It is also, the hollow cylindrical cartridge for fixing the other End of the compression coil spring at its bottom face with a cone-shaped axial elongation train. The diameter of this Axialverlängerung corresponds approximately to the inner diameter the spring coils of the compression coil spring and the length of axial elongation is again designed so that about two spring coils of the compression coil spring on the axial extension radially supported become. Also, such a trained cartridge is as a punched drawing part made of a steel sheet without cutting and has as well as the former execution longitudinal axial in the axial extension an opening into the cavity of the cartridge vent hole for discharging the to accumulate behind the locking pin in the through hole hydraulic pressure medium on.
Als weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung werden darüber hinaus nachfolgend beispielhaft mehrere Ausführungsformen zu Arretierung des Gegenhalters der Druckschraubenfeder des Verriegelungsstiftes in der Durchgangsbohrung im Flügelrad vorgeschlagen, die sich unter der Vielzahl denkbarer Arretierungsmöglichkeiten als am kostengünstigsten erwiesen haben.When further embodiment of the device according to the invention be over it In the following, by way of example, several embodiments for locking the counter-holder of the compression coil spring of the locking pin in the through hole in the impeller suggested that among the variety of possible locking options as the cheapest have proven.
Eine solche erste Ausführungsform zur Arretierung der hohlzylindrischen Patrone in der Durchgangsbohrung ist es beispielsweise, die Patrone an ihrer Mantelfläche mit einem geringfügig größeren Durchmesser als die Durchgangsbohrung in der Radnabe des Flügelrades auszubilden und kraftschlüssig durch Presssitz in dieser Durchgangsbohrung zu befestigen. Dabei wird die Patrone von der nockenwellenseitigen Bohrungsöffnung der Durchgangsbohrung aus soweit in diese hineingepresst, bis sie die durch einen hilfsweise in die Durchgangsbohrung eingesetzten Gegenanschlag definierte Position in der Durchgangsbohrung erreicht, in der die Druckschraubenfeder die erwünschte definierte Federkraft auf den Verriegelungsstift ausübt. Eine ebenfalls mögliche Realisierungsform, die Patrone durch Presssitz in der Durchgangsbohrung in der Radnabe des Flügelrades zu befestigen wäre es darüber hinaus, die Patrone in der Art eines Spannstiftes mit einem längsaxialen Schlitz in ihrer Mantelfläche sowie ohne Boden auszubilden und die derart ausgebildete Patrone durch Zusammenpressen des Schlitzes in die Durchgangsbohrung einzuführen. Das andere Ende der Druckschraubenfeder ist dabei derart ausgebildet, dass sich deren erste Federwindung auf der dann ringförmigen Bodenstirnfläche dieser Patrone abstützt.A such first embodiment for locking the hollow cylindrical cartridge in the through hole It is, for example, the cartridge on its outer surface with a little bit larger diameter form as the through hole in the wheel hub of the impeller and frictionally through Press fit to secure in this through hole. It will the cartridge from the camshaft side bore hole of Through hole from so far pressed into this until they by an auxiliary stop used in the through hole reaches defined position in the through hole, in which the compression coil spring the desired one defined spring force exerts on the locking pin. A also possible Implementation form, the cartridge by press fit in the through hole in the wheel hub of the impeller to attach would be it about it In addition, the cartridge in the manner of a dowel pin with a longitudinal axial Slot in its lateral surface as well as without bottom form and the thus formed cartridge by inserting the slot into the through hole. The other end of the compression coil spring is designed such that their first spring turn on the then annular bottom face of this Cartridge supported.
Alternativ zur ersten Ausführungsform wird es als zweite Ausführungsform der Arretierung der hohlzylindrischen Patrone in der Durchgangsbohrung vorgeschlagen, die hohlzylindrische Patrone an ihrer Mantelfläche mit einem geringfügig kleineren Durchmesser als die Durchgangsbohrung in der Radnabe des Flügelrades auszubilden und formschlüssig durch Anlage ihres Abschlussrandes an einem in eine umlaufende Nut in der Durchgangsbohrung eingesetzten Sprengring in der Durchgangsbohrung zu befestigen. Bei dieser Ausführungsform wird die Position der Patrone in der Durchgangsbohrung, in der die Druckschraubenfeder die erwünschte definierte Federkraft auf den Verriegelungsstift ausübt, unter Berücksichtigung der axialen Länge der Patrone durch die umlaufende Nut in der Durchgangsbohrung bestimmt.As an alternative to the first embodiment, it is proposed as a second embodiment of the locking of the hollow cylindrical cartridge in the through hole to form the hollow cylindrical cartridge on its lateral surface with a slightly smaller diameter than the through hole in the wheel hub of the impeller and positively by conditioning their end edge on a in a circumferential Groove in the through hole inserted snap ring in the through hole to secure. In this embodiment, the position of the cartridge in the through-hole, in which the compression coil spring exerts the desired defined spring force on the locking pin, taking into account the axial length of the cartridge by the circumferential groove in the through-hole determined.
Eine dritte Ausführungsform der Arretierung der hohlzylindrischen Patrone in der Durchgangsbohrung ist es schließlich noch, die hohlzylindrische Patrone ebenfalls mit einem geringfügig kleineren Durchmesser als die Durchgangsbohrung in der Radnabe des Flügelrades sowie mit mehreren offenen Axialschlitzen in ihrer Mantelfläche und einem nach außen abgewinkelten Abschlussrand auszubilden, mit welchen die Patrone formschlüssig durch Einklipsen ihres Abschlussrandes in eine umlaufende Nut in der Durchgangsbohrung in selbiger befestigt wird. Die derart ausgebildete Patrone wird dabei ebenso wie die gemäß der zweiten Ausführungsform von der nockenwellenfernen Bohrungsöffnung der Durchgangsbohrung aus in diese eingeführt, wobei die Axialschlitze in der Mantelfläche der Patrone ein Einfedern des abgewinkelten Abschlussrandes in die Durchgangsbohrung ermöglichen. Die Lage der Patrone in der Durchgangsbohrung, in der die Druckschraubenfeder die erwünschte definierte Federkraft auf den Verriegelungsstift ausübt, wird auch bei dieser Ausführungsform durch die Positionierung der umlaufenden Nut in der Durchgangsbohrung unter Berücksichtigung der axialen Länge der Patrone bestimmt.A third embodiment the locking of the hollow cylindrical cartridge in the through hole it is finally still, the hollow cylindrical cartridge also with a slightly smaller diameter as the through-hole in the wheel hub of the impeller and with several open axial slots in its lateral surface and an outwardly angled Form end edge with which the cartridge form-fitting by clipping its end edge in a circumferential groove in the through hole is attached in selbiger. The thus formed cartridge is as well as the second Embodiment of the camshaft distal bore hole the through hole inserted into this, the axial slots in the lateral surface the cartridge compression of the angled end edge into the through hole enable. The position of the cartridge in the through hole, in which the compression coil spring the desired one defined spring force exerted on the locking pin is also in this embodiment by the positioning of the circumferential groove in the through hole considering the axial length the cartridge determined.
Lediglich erwähnt werden soll noch, dass neben der Befestigung der hohlzylindrischen Patrone in der Durchgangsbohrung durch reinen Kraft- oder Formschluss jedoch auch sogenannte Mischbefestigungsarten denkbar sind, bei denen die Patrone, beispielsweise durch Einkeilen in einer definierten Position in der Durchgangsbohrung, sowohl durch Kraftschluss als auch durch Formschluss in der Durchgangsbohrung befestigt wird. Ebenso ist es möglich, die hohlzylindrische Patrone durch stoffschlüssige Verbindungen, wie sie zum Beispiel beim Schweißen, Löten und Kleben entstehen, in der Durchgangsbohrung in der Radnabe des Flügelrades zu befestigen. Darüber hinaus ist es auch denkbar, die Patrone nicht hohlzylindrisch sondern vollzylindrisch auszubilden und mit den genannten Möglichkeiten zur Fixierung des anderen Endes der Druckschraubenfeder auszustatten. Die Montage einer solchen vollzylindrischen Patrone in der Durchgangsbohrung in der Radnabe des Flügelrades erfolgt dann durch Einpressen oder durch stoffschlüssige Verbindungen oder auch in der Art eines Kerbstiftes und die Entlüftung der Durchgangsbohrung kann durch eine oder mehrere zentrische oder exzentrische Axialbohrungen oder durch eine oder mehrere Axialnuten am Umfang der Patrone realisiert werden.Only mentioned should still be that in addition to the attachment of the hollow cylindrical Cartridge in the through hole through pure force or positive locking However, so-called Mischbefestigungsarten are conceivable, at which the cartridge, for example, by wedging in a defined Position in the through hole, both by traction as Also secured by positive engagement in the through hole. Likewise it is possible the hollow cylindrical cartridge by cohesive connections, as they are for example when welding, Soldering and Gluing occur in the through hole in the wheel hub of the impeller to fix. About that It is also conceivable, the cartridge is not hollow cylindrical but vollzylindrisch form and with the above possibilities for Equip fixation of the other end of the compression coil spring. The assembly of such a fully cylindrical cartridge in the through hole in the wheel hub of the impeller then done by pressing or by material connections or also in the manner of a grooved pin and the ventilation of the through hole can by one or more centric or eccentric axial bores or realized by one or more axial grooves on the circumference of the cartridge become.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere Rotationskolben-Verstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle, weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen den Vorteil auf, dass deren Verriegelungsmechanismus durch Ausbildung des Gegenhalters der Druckschraubenfeder des Verriegelungsstiftes als hohlzylindrische Patrone, die durch Kraft- oder Formschluss in der Durchgangsbohrung in der Radnabe des Flügelrades befestigt wird, ohne jegliche Anpassungsarbeiten nunmehr auch in Vorrichtung mit jeweils unterschiedlicher Breite des Flügelrades einsetzbar ist und dabei jederzeit die Einhaltung einer definierten, auf den Verriegelungsstift wirkenden Federkraft gewährleistet. Da die Fixierung des Gegenhalters für die Druckschraubenfeder zudem nicht mehr an einer Seitenwand des Antriebsrades sondern innerhalb der Durchgangsbohrung in der Radnabe des Flügelrades erfolgt, haben die Schwenkbewegungen des Flügelrades auch keinen Einfluss mehr auf den Verriegelungsmechanismus, so dass der Gegenhalter der Druckschraubenfeder des Verriegelungsstiftes praktisch verschleißfrei ist.The formed according to the invention Device for changing the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, in particular rotary piston adjusting device for the rotation angle adjustment a camshaft opposite a crankshaft, thus facing those of the prior art known devices have the advantage that their locking mechanism by forming the counter-holder of the compression coil spring of the locking pin as a hollow cylindrical cartridge, by force or form fit is secured in the through hole in the wheel hub of the impeller, without Any adaptation work now also in device with each different width of the impeller can be used and at any time compliance with a defined, Ensures spring force acting on the locking pin. Since the fixation of the counter-holder for the compression coil spring addition no longer on a side wall of the drive wheel but inside the through hole is made in the wheel hub of the impeller, have the Pivoting movements of the impeller also no longer affect the locking mechanism, so that the counterholder of the compression coil spring of the locking pin practically wear-free is.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description the drawing
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert und ist in den dazugehörigen Zeichnungen schematisch dargestellt. Dabei zeigen:The The invention will be explained in more detail with reference to several embodiments and is in the associated Drawings shown schematically. Showing:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungFull Description of the drawing
Aus
Durch
die in
Sowohl
aus
Die
in
Eine
ebenfalls formschlüssige
Fixierung des Gegenhalters in der Durchgangsbohrung
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Antriebsraddrive wheel
- 33
- Flügelradimpeller
- 44
- Umfangswandperipheral wall
- 55
- SeitenwandSide wall
- 66
- SeitenwandSide wall
- 77
- Begrenzungswandboundary wall
- 88th
- Radnabewheel hub
- 99
- Flügelwing
- 1010
- Druckkammerpressure chamber
- 1111
- Druckkammerpressure chamber
- 1212
- Verriegelungsstiftlocking pin
- 1313
- Aufnahmeadmission
- 1414
- DruckschraubenfederCompression coil spring
- 1515
- DurchgangsbohrungThrough Hole
- 1616
- Grundbohrungblind hole
- 1717
- ein Endeone The End
- 1818
- anderes Endeother The End
- 1919
- Patronecartridge
- 2020
- BodenstirnflächeBottom face
- 2121
- Axialvertiefungaxial groove
- 2222
- Federwindungenspring coils
- 2323
- Axialverlängerungaxial elongation
- 2424
- Mantelflächelateral surface
- 24'24 '
- Mantelflächelateral surface
- 24''24 ''
- Mantelflächelateral surface
- 2525
- Abschlussrandend edge
- 25'25 '
- Abschlussrandend edge
- 2626
- Nutgroove
- 2727
- Sprengringsnap ring
- 2828
- Axialschlitzeaxial slots
- 2929
- Nutgroove
Claims (6)
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