DE19611607A1 - Combustion engine gas valve timing adjustment mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a device for changing the opening and Closing times of gas exchange valves of an internal combustion engine according to the Features of claim 1.
Eine derartige Vorrichtung geht gattungsbildend aus der DE-PS 38 10 804 hervor. Bei dieser unterteilt ebenfalls dessen Verstellkolben mit seinen Stirn seiten je eine Druckkammer für hydraulisches Mittel, wobei dieser Verstell kolben radial außen eine Dichtfläche als Dichtmittel aufweist, über welche ein unerwünschter Übertritt des hydraulischen Mittels von einer Druckkammer in die weitere verhindert werden soll. Nachteilig ist es bei dieser vorbekannten Vorrichtung, daß im Bereich der eben aufgezeigten Dichtfläche mit extrem hoher Fertigungsgenauigkeit gearbeitet werden muß, um den eben genannten unerwünschten Übertritt des hydraulischen Mittels auszuschließen. Kommt es nun zu Fertigungsungenauigkeiten und zusätzlich zu Wärmedehnung, so ist damit zu rechnen, daß sich die Verluste an hydraulischem Mittel erhöhen. Ebenfalls ist festzustellen, daß für das mit dem Verstellkolben kommunizierende Gehäuse an seinem Innenmantel eine aufwendige Nachbearbeitung erforderlich ist, um die erwünschte Genauigkeit zu erzielen. Zugleich ist durch die vor bekannte Dichtung mit einem erheblichen Verschleiß über die Betriebsdauer der Vorrichtung gesehen zu rechnen, durch welchen Verschleiß die Dicht wirkung nach läßt.Such a device is generic from DE-PS 38 10 804 forth. This also divides its adjusting piston with its forehead sides each have a pressure chamber for hydraulic medium, this adjustment piston radially outside has a sealing surface as a sealant, via which a undesirable transfer of the hydraulic medium from a pressure chamber into the further should be prevented. It is disadvantageous with this known one Device that in the area of the sealing surface just shown with extreme high manufacturing accuracy must be worked to the just mentioned to rule out undesired transfer of the hydraulic medium. It comes now to manufacturing inaccuracies and in addition to thermal expansion, so is to expect the loss of hydraulic fluid to increase. It should also be noted that for the communicating with the adjusting piston Housing on its inner casing requires extensive post-processing is to achieve the desired accuracy. At the same time is through the known seal with considerable wear over the operating time seen the device, through which wear the sealing effect wears off.
Ebenfalls sind der Fachwelt Lösungen bekannt, bei denen eine Abdichtung des Verstellkolbens gegenüber seinem radialen Umgebungsteil beispielsweise über einen gesprengten Stahldichtring hergestellt ist. Schon allein durch die Sprengfu ge des Stahldichtringes kommt es in nachteiliger Art und Weise zu unerwünsch ten Hydraulikmittelübertritten. Ebenfalls muß der Innenmantel des Umgebungs teiles (Gehäuse) sehr genau bearbeitet werden, um beispielsweise Unrundheiten auszuschließen, die zu unerwünschten Leckagen des Verstellkolbens führen können. Um die erwähnte Dichtwirkung zu erzielen, werden die Stahldichtringe mit leichter Vorspannung gegen den Innenmantel des Umgebungsteiles ange legt, wodurch sich ebenfalls die Verschleißneigung in diesem Dichtbereich nachteilig erhöht.Solutions are also known to the experts in which a sealing of the Adjusting piston compared to its radial surrounding part, for example a blown steel sealing ring is made. Alone by the explosive device ge of the steel sealing ring there is an undesirable disadvantageous manner hydraulic fluid overflow. Also the inner jacket of the environment Part (housing) can be machined very precisely, for example, out of roundness exclude that lead to undesirable leakages of the adjusting piston can. In order to achieve the sealing effect mentioned, the steel sealing rings with a slight preload against the inner jacket of the surrounding part sets, which also tends to wear in this sealing area disadvantageously increased.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vor genannten Gattung zu schaffen, bei der die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und insbesondere mit einfachen Mitteln eine hervorragende Dichtwirkung am Außenmantel des Verstellkolbens erzielt ist und gleichzeitig die bisher notwendigen Fertigungstoleranzen für den Dichtbereich entfeinert werden können.The invention is therefore based on the object of a device to create the type mentioned, in which the disadvantages identified are eliminated are and especially with simple means an excellent sealing effect is achieved on the outer jacket of the adjusting piston and at the same time the previously necessary manufacturing tolerances for the sealing area can be refined can.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst, wobei zweckmäßige Konkretisierungen der Erfin dung Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6 sind. According to the invention, this object is characterized by the features of the Part of claim 1 solved, expedient concretizations of the Erfin the subject of subclaims 2 to 6.
Durch die in Anspruch 1 aufgeführte Doppellippendichtung ist mit einfachen Mitteln eine hervorragende und über die Lebensdauer der Vorrichtung annä hernd gleichbleibende Abdichtwirkung im Bereich des Verstellkolbens geschaf fen. Dadurch, daß Schenkel der Doppellippendichtung sich in Richtung der jeweiligen Druckkammer an den Innenmantel des entsprechenden Gehäuses erstrecken, wird bei der notwendigen axialen Verschiebebewegung des Verstell kolbens die Dichtwirkung durch den Keileffekt des vorbeschriebenen Dicht mittels verstärkt. Zugleich gelingt es, auftretende Fertigungstoleranzen bzw. Wärmedehnung und Verschleiß durch die Elastizität des Dichtmittels auszuglei chen. Die im eingangs genannten Stand der Technik als nachteilig aufgeführten Ölundichtigkeiten sind somit mit einfachen Mitteln eliminiert. Gleichfalls gelingt es, das den Verstellkolben umgebende Gehäuse als einfaches Tiefziehteil ohne aufwendige Nacharbeiten herzustellen, so daß am Innenmantel geringfügig auftretende Unrundheiten über das Dichtmittel ausgeglichen werden, ohne daß es zu den aufgezeigten Ölübertritten kommt. Zugleich ist durch die erfindungs gemäßen Mittel nach Anspruch 1 der mögliche Verschleiß am Innenmantel des Gehäuses weitestgehend eliminiert, da im Reibverbund Dichtmittel-Gehäuse nicht mit abrasiven Materialabtragungen zu rechnen ist.By the double lip seal listed in claim 1 is simple Means an excellent and approximately over the life of the device The sealing effect in the area of the adjusting piston remains constant fen. The fact that leg of the double lip seal in the direction of respective pressure chamber to the inner jacket of the corresponding housing extend, the necessary axial displacement movement of the adjustment piston the sealing effect through the wedge effect of the sealing described above reinforced by means. At the same time, it is possible to achieve manufacturing tolerances or Compensate for thermal expansion and wear due to the elasticity of the sealant chen. Those listed in the prior art mentioned as disadvantageous Oil leaks are thus eliminated with simple means. Likewise succeeds it, the housing surrounding the adjusting piston as a simple deep-drawn part without elaborate rework so that the inner jacket slightly Any out of roundness can be compensated for via the sealant without the oil spills indicated occur. At the same time is the fiction contemporary means according to claim 1, the possible wear on the inner surface of the Housing largely eliminated, since the sealant housing is in the friction composite abrasive material removal is not to be expected.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgeschlagen, den Verstell kolben im Bereich des Dichtmittels zweigeteilt auszubilden, und zwar derart, daß das Dichtmittel ohne radiales Aufweiten in eine Aufnahme des Verstell kolbens gesetzt und anschließend diese Aufnahme durch ein separates Begren zungsmittel verschlossen wird. Dieses Begrenzungsmittel soll in Fortbildung der Erfindung als mit dem Verstellkolben beispielsweise verschweißtes Ringteil hergestellt sein. Als Schweißverbindung bietet sich Punktschweißen an. Mit vom Schutzumfang der Erfindung eingeschlossen sind jedoch auch weitere Ver bindungsarten wie beispielsweise derartige über Verstemmen, Verkleben, Löten, Laserschweißen bzw. lösbare wie Schrauben, Nieten und ähnliches.In a first embodiment of the invention, the adjustment is proposed form pistons in two in the area of the sealant, in such a way that that the sealant without radial expansion in a receptacle of the adjustment piston and then this recording by a separate limitation sealing agent is closed. This limitation means is to be further developed in Invention as a ring part welded to the adjusting piston, for example be made. Spot welding is a good weld. With from The scope of the invention also includes other ver Types of connection such as caulking, gluing, soldering, Laser welding or releasable such as screws, rivets and the like.
Besonders vorteilhaft ist es nach der Erfindung, wenn das Dichtmittel aus einem elastischen Werkstoff gefertigt ist, so beispielsweise aus PTFE bzw. Fluorchlor kautschuk. Dabei kann der Verstellkolben in einem Tiefziehverfahren bzw. durch Feinstanzen gefertigt werden.According to the invention, it is particularly advantageous if the sealant consists of a elastic material is made, for example from PTFE or fluorochlorine rubber. The adjusting piston can be deep-drawn or be manufactured by fine stamping.
Sollte die Vorrichtung derart beschaffen sein, daß der Verstellkolben lediglich in eine Axialrichtung hydraulisch verschiebbar ist, so ist auch eine Lösung mit vom Schutzumfang dieser Erfindung eingeschlossen, bei welcher das Dichtmittel lediglich einen entsprechenden Schenkel in Richtung zur jeweiligen Druckkam mer aufweist.Should the device be such that the adjusting piston only is hydraulically displaceable in an axial direction, so there is also a solution within the scope of this invention in which the sealant only a corresponding leg in the direction of the respective pressure came mer has.
Zweckmäßigerweise wird die Erfindung anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is expediently illustrated by means of a drawing Embodiment explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeiten und die Fig. 1 shows a longitudinal section through a device for changing the opening and closing times and
Fig. 2 und 3 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit X nach Fig. 1. Figs. 2 and 3 in an enlarged representation of the detail X of FIG. 1.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Verändern der Öffnungs- und Schließzei ten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine. Diese Vorrichtung 1 ist innerhalb eines Steuertriebs von zumindest einer in einem Zylinderkopf gelager ten Ein- oder Auslaßnockenwelle (nicht dargestellt), vorzugsweise an einem mit der Nockenwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad 2 angeordnet. Das Antriebsrad 2 geht radial innen in eine Antriebseinheit 3 über, die einen hohlzylindrischen Axialansatz 4 besitzt. Der Axialansatz 4 weist radial innen eine schräg verlaufende Verzahnung 5 auf, die mit einem komplementären verzahnten Abschnitt 6 eines Verstellkolbens 7 kommuniziert. Der Verstell kolben 7 wiederum besitzt einen radial innenliegenden und bevorzugt schräg verzahnten Abschnitt 8, welcher mit einer Verzahnung 9 eines mit der nicht dargestellten Nockenwelle drehfest verbundenen Abtriebselements 10 kämmt. Fig. 1 shows a device 1 for changing the opening and closing times of gas exchange valves of an internal combustion engine. This device 1 is arranged within a control drive of at least one inlet or exhaust camshaft (not shown) mounted in a cylinder head, preferably on a drive wheel 2 which is in drive connection with the camshaft. The drive wheel 2 merges radially on the inside into a drive unit 3 which has a hollow cylindrical axial shoulder 4 . The axial extension 4 has radially on the inside an oblique toothing 5 , which communicates with a complementary toothed section 6 of an adjusting piston 7 . The adjusting piston 7 in turn has a radially inner and preferably helically toothed section 8 , which meshes with a toothing 9 of a non-rotatably connected output element 10 with the camshaft, not shown.
Gleichzeitig weist der Verstellkolben 7 Stirnseiten 11, 12 auf, die Druckkam mern 13, 14 für hydraulisches Mittel begrenzen.At the same time, the adjusting piston 7 has end faces 11 , 12 which limit pressure chambers 13 , 14 for hydraulic means.
Radial nach außen sind die Druckkammern 13, 14 durch ein Gehäuse 15 begrenzt, welches hier drehfest mit dem Antriebsrad 2 verbunden ist. Gegen über einem Innenmantel 16 des Gehäuses 15 ist der Verstellkolben 7 über ein nachfolgend zu erläuterndes Dichtmittel 17 abgedichtet. Nunmehr bewirkt, in der Fachwelt an sich bekannter Art und Weise, eine Zuleitung von hydrauli schem Mittel in eine der Druckkammer 13 oder 14 eine Axialverschiebung des Verstellkolbens 7, wodurch eine Relativverdrehung von Antriebsrad 2 zur nicht dargestellten Nockenwelle hergestellt ist.The pressure chambers 13 , 14 are delimited radially outwards by a housing 15 , which is connected here in a rotationally fixed manner to the drive wheel 2 . The adjusting piston 7 is sealed against an inner jacket 16 of the housing 15 by means of a sealant 17 to be explained below. Now, in a manner known per se in the technical field, a supply of hydraulic means into one of the pressure chambers 13 or 14 causes an axial displacement of the adjusting piston 7 , whereby a relative rotation of the drive wheel 2 to the camshaft, not shown, is produced.
Zum Dichtmittel 17: Nach der Erfindung ist es vorgeschlagen, das Dichtmittel 17 (siehe Fig. 2 und 3) als Doppellippendichtring herzustellen. Dieser Doppellippendichtring weist annäherndes Y-Profil auf, wobei sich seine Schen kel 18, 19 schräg in Richtung zur jeweiligen Druckkammer 14, 13 erstrecken und mit ihrem Außenrand 20 am Innenmantel 16 des Gehäuses 15 dichtend anliegen. Zugleich ist ein Radialabschnitt 21 des Dichtmittels 17 in einer komplementären Aufnahme 22 des Verstellkolbens 7 befestigt. Da es sich bei dem Dichtmittel 17 beispielsweise um einen polymeren Werkstoff handelt, kann das Dichtmittel 17 durch radiales Aufweiten in die einteilig ausgebildete Auf nahme 22 nach Fig. 3 eingesetzt werden.About the sealant 17 : According to the invention, it is proposed to produce the sealant 17 (see FIGS. 2 and 3) as a double lip sealing ring. This double lip sealing ring has approximately Y-profile, its legs 18 , 19 extending obliquely in the direction of the respective pressure chamber 14 , 13 and with its outer edge 20 on the inner jacket 16 of the housing 15 sealingly. At the same time, a radial section 21 of the sealing means 17 is fastened in a complementary receptacle 22 of the adjusting piston 7 . Since it is in the sealant 17, for example, a polymeric material, the sealant 17 can be used by radial expansion into the one-piece 22 on FIG. 3.
Es ist jedoch auch vorgesehen, die Aufnahme 22 (siehe Fig. 2) zweigeteilt auszubilden. Hierzu weist die Stirnseite 11 eine Ringöffnung 23 auf, die durch ein als Kreisscheibe ausgebildetes Begrenzungsmittel 24 verschlossen ist. Das Begrenzungsmittel 24 bildet ebenfalls mit seiner inneren Stirnseite 24a Teilbe reiche der Aufnahme für das Dichtmittel 17. Durch die sich speziell vom Außenmantel 25 des Verstellkolbens 7 erstreckenden Schenkel 18, 19 des Dichtmittels 17 ist eine hervorragende Abdichtung der Druckkammern 13, 14 zueinander geschaffen. Beim durch hydraulisches Mittel verursachten Verfahren des Verstellkolbens 7 in eine der Druckkammern 13 oder 14 wird die Dicht wirkung des Dichtmittels 17 durch die sich schräg in die jeweilige Druckkam mer 13 oder 14 erstreckenden Schenkel 19 des Dichtmittels 17 über Keilwir kung dieser verstärkt.However, there is also provision for the receptacle 22 (see FIG. 2) to be formed in two parts. For this purpose, the end face 11 has an annular opening 23 , which is closed by a limiting means 24 designed as a circular disk. The limiting means 24 also forms with its inner end face 24 a part of the receptacle for the sealant 17th The legs 18 , 19 of the sealing means 17 , which extend specifically from the outer jacket 25 of the adjusting piston 7 , provide an excellent seal between the pressure chambers 13 , 14 . When caused by hydraulic means method of the adjusting piston 7 in one of the pressure chambers 13 or 14 , the sealing effect of the sealant 17 is reinforced by the obliquely in the respective Druckkam mer 13 or 14 extending leg 19 of the sealant 17 via Keilwir effect this.
Der Fig. 2 ist zusätzlich zu entnehmen, daß das Begrenzungsmittel 24 an dem Verstellkolben 7 über eine Schweißverbindung 26 befestigt ist. Denkbar ist an dieser Stelle auch eine Verstemmung oder eine ähnlich geeignete Verbindungs art. Fig. 2 is shown in addition that the limiting means 24 is mounted at the adjusting piston 7 via a welded connection 26. At this point, caulking or a similarly suitable connection type is also conceivable.
Durch das mit seinen Schenkeln 18 am Innenmantel 16 des Gehäuses 15 anliegende Dichtmittel 17 gelingt es außerdem vorteilhaft, auftretende Ferti gungstoleranzen am Innenmantel 16 (beispielsweise Unrundheiten) auszuglei chen, ohne daß es zu unerwünschten Übertritten an hydraulischem Mittel kommt. Aufwendige Nacharbeiten am Innenmantel 16 des Gehäuses 15 ent fallen somit.By its legs 18 on the inner jacket 16 of the housing 15 sealant 17 , it also succeeds advantageously, manufacturing tolerances occurring on the inner jacket 16 (for example, out-of-roundness) compensate Chen without causing undesirable transgressions of hydraulic means. Elaborate rework on the inner jacket 16 of the housing 15 thus fall ent.
BezugszeichenlisteReference list
1 Vorrichtung
2 Antriebsrad
3 Antriebseinheit
4 Axialansatz
5 Verzahnung
6 Abschnitt
7 Verstellkolben
8 Abschnitt
9 Verzahnung
10 Abtriebseinheit
11 Stirnseite
12 Stirnseite
13 Druckkammer
14 Druckkammer
15 Gehäuse
16 Innenmantel
17 Dichtmittel
18 Schenkel
19 Schenkel
20 Außenrand
21 Radialabschnitt
22 Aufnahme
23 Ringöffnung
24 Begrenzungsmittel
24a Stirnseite
25 Außenmantel
26 Schweißverbindung 1 device
2 drive wheel
3 drive unit
4 axial approach
5 teeth
6 section
7 adjusting pistons
8 section
9 gearing
10 output unit
11 end face
12 end face
13 pressure chamber
14 pressure chamber
15 housing
16 inner jacket
17 sealant
18 legs
19 legs
20 outer edge
21 radial section
22 recording
23 ring opening
24 limiting means
24 a front side
25 outer jacket
26 welded connection
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