DE19619664A1 - Positioning of the actuating piston of a camshaft adjustment depending on the pressure medium - Google Patents
Positioning of the actuating piston of a camshaft adjustment depending on the pressure mediumInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine gaswechselventilgesteuerte Brennkraftmaschine zur stufenlosen Drehlagenänderung einer Kurbelwelle gegenüber zumindest einer im Zylinderkopf angeordneten Nockenwelle, die ein Antriebsrad aufweist, das über ein Zugmittel einen Antrieb von der Kurbelwelle erfährt, und an dem einstückig ein Gehäuse befestigt ist, an dessen Innenwan dung ein hydraulisch doppelt wirkender Stellkolben dichtend geführt ist, der zwei Druckräume axial begrenzt, die wechselweise mit einem Druckmittel zufluß und einem Druckmittelabfluß schaltbar sind, wobei der Stellkolben mit einer hohlzylindrisch gestalteten Schiebemuffe verbunden ist, die durch eine erste Verzahnung mit dem Antriebsrad und durch eine zweite Verzahnung mit einem Abtriebselement formschlüssig verbunden ist, und der Stellkolben bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine in eine Grundstellung verlagert wird und dabei an einem Endanschlag anliegt.The invention relates to a device for a gas exchange valve controlled Internal combustion engine for stepless change of rotational position of a crankshaft opposite at least one camshaft arranged in the cylinder head, the one Drive wheel having a drive from the crankshaft via a traction means experiences, and on which a housing is attached in one piece, on the inner wall a hydraulic double-acting control piston is sealingly guided two pressure spaces axially limited, alternately with a pressure medium inflow and a pressure medium outflow are switchable, the adjusting piston with a hollow cylindrical sliding sleeve is connected by a first toothing with the drive wheel and with a second toothing with an output element is positively connected, and the actuating piston at is shifted to a basic position when the internal combustion engine is at a standstill and lies against an end stop.
Die EP 0 335 083 B1 zeigt eine gattungsbildende Vorrichtung, mit der eine lineare Bewegung des Stellkolbens in eine Relativdrehung, d. h. eine Drehla genänderung zwischen dem Antriebsrad und der Nockenwelle umgewandelt werden kann. Im Stillstand der Brennkraftmaschine verlagert sich ein federkraft beaufschlagter, den Druckmittelzufluß steuernder Steuerkolben in eine Position, in der ein Druckmittelabfluß weitestgehend unterbunden ist, aber dennoch über Leckspaltverluste ein Druckmittelrücklauf in das Schmierstoffreservoir der Brennkraftmaschine erfolgen kann. Dadurch bedingt erfährt der Stellkolben keine hydraulische Vorspannung, der folglich durch die Wechseldrehmomente der Nockenwelle und die davon ausgelöste Drehungleichförmigkeit zu hoch frequenten Linearbewegungen angeregt wird, die ein Anschlagen des Kolbens am Endanschlag auslöst. Das Anschlagen des Stellkolbens bewirkt eine starke Geräuschemission, die für heutige Brennkraftmaschinen keine Akzeptanz findet.EP 0 335 083 B1 shows a generic device with which one linear movement of the actuating piston in a relative rotation, d. H. a rotary gene change between the drive wheel and the camshaft converted can be. A spring force shifts when the internal combustion engine is at a standstill actuated control piston controlling the pressure medium flow into a position, in which a pressure medium drain is largely prevented, but still over Leakage gap losses a pressure medium return into the lubricant reservoir Internal combustion engine can be done. This causes the control piston to experience no hydraulic preload, which is consequently caused by the alternating torques the camshaft and the rotational irregularity caused by it are too high Frequent linear movements is excited, which strikes the piston triggers at the end stop. Striking the control piston causes a strong one Noise emission that is not accepted for today's internal combustion engines.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Bauart so weiterzuentwickeln, daß diese unter Beachtung eines kostengünstigen Auf baus auch beim Start der Brennkraftmaschine eine Geräuschentwicklung unter bindet sowie sich positiv auf das Startverhalten der Brennkraftmaschine aus wirkt.It is an object of the invention, a device of the type mentioned to evolve so that this taking into account an inexpensive on also build up noise when starting the internal combustion engine binds and has a positive impact on the starting behavior of the internal combustion engine works.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.The object is achieved with the in the characterizing part of Features listed claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist demnach mit einem drehfixierten Ver riegelungskolben versehen, der in der Grundstellung der Vorrichtung durch fixiert am Gehäuse anliegt und dabei einen weiteren Druckraum begrenzt. Der zwischen dem Stellkolben und dem Gehäuse angeordnete federkraftbeauf schlagte Verriegelungskolben steht dabei formschlüssig mit der Zahnbuchse in Eingriff und verfügt in der Grundstellung über eine Drehfixierung am Gehäuse. Die Anordnung des Verriegelungskolbens sieht weiterhin vor, daß dieser druck abhängig axial verschiebbar zur Zahnbuchse angeordnet ist. The device according to the invention is therefore with a rotationally fixed Ver locking piston provided in the basic position of the device fixed to the housing and thereby limited a further pressure space. Of the spring force arranged between the actuating piston and the housing struck locking piston is in a form-fitting manner with the toothed bush in Engagement and has a rotary fixation on the housing in the basic position. The arrangement of the locking piston also provides that this pressure is axially displaceable depending on the toothed bush.
Diese Anordnung bewirkt, daß in der Startphase eine Drehmoment-Übertragung vom Antriebsrad über den Verriegelungskolben auf die Nockenwelle erfolgt und die Schiebemuffe dabei nicht beaufschlagt ist. Aufgrund der starren Anordnung des Verriegelungskolbens, d. h. der Drehfixierung am Gehäuse, verursacht der nicht ausreichend hydraulisch vorgespannte Stellkolben keine Geräuschemis sion. Der Verriegelungskolben bedingt, daß eine stufenlose Nockenwellenver stellung erst erfolgt, wenn ein ausreichender, den Verriegelungskolben axial verschiebender Druck des Druckmittels aufgebaut ist, durch den der Verstell kolben die erforderliche hydraulische Vorspannung erfährt, und damit keinen Freiheitsgrad besitzt, der zu einer nachteiligen Geräuschentwicklung führen kann.This arrangement causes torque transmission in the starting phase from the drive wheel via the locking piston to the camshaft and the sliding sleeve is not acted on. Because of the rigid arrangement the locking piston, d. H. the rotation fixation on the housing causes the not sufficiently hydraulically preloaded actuating pistons, no noise sion. The locking piston requires that a stepless camshaft ver position only takes place when a sufficient, the locking piston axially shifting pressure of the pressure medium is built up by the adjusting piston experiences the required hydraulic preload, and therefore none Has degree of freedom, which lead to an adverse noise can.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, eingesetzt in Brennkraftmaschinen mit separaten Einlaß- und Auslaßnockenwellen, verhindert weiterhin, daß die mit einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung versehene Auslaßnockenwelle bedingt durch das Nockenwellenreibmoment in die Anschlagposition "große Ventilüberschneidung" verdreht werden kann. Diese Position ist genau die der Startposition gegenüberliegende, was zu einer nachteiligen Beeinträchtigung des Startverhaltens der Brennkraftmaschine führt, da ein Start erst erfolgen kann, wenn die den Start begünstigende Position "kleine Ventilüberschneidung" eingenommen ist. Eine stufenlose Nockenwellen-Verstellvorrichtung, die mit dem erfindungsgemäßen Verriegelungskolben versehen ist, verhindert somit wirksam eine nachteilige Geräuschentwicklung und begünstigt das Startverhal ten der Brennkraftmaschine, wobei die erfindungsgemäße Maßnahme kosten günstig darstellbar ist.The device according to the invention, used in internal combustion engines separate intake and exhaust camshafts, further prevents that with an exhaust camshaft provided according to the invention due to the camshaft friction torque in the stop position "large Valve overlap "can be rotated. This position is exactly that of Opposite starting position, which adversely affects the Starting behavior of the internal combustion engine leads, since a start can only take place if the position favoring the start "small valve overlap" is ingested. A stepless camshaft adjuster that works with the locking piston according to the invention is thus prevented effective adverse noise development and favors the start behavior ten of the internal combustion engine, the measure according to the invention costing is cheap to represent.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der An sprüche 2 bis 20, deren Vorteile nachfolgend erläutert werden.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of Proverbs 2 to 20, the advantages of which are explained below.
Erfindungsgemäß wird in vorteilhafter Weise eine phasenverschobene Druck beaufschlagung zwischen dem Verriegelungskolben und dem Stellkolben erreicht. Erst nach Erreichen eines Druckmitteldrucks, der eine Axialverschie bung des Verrieglungskolbens ermöglicht, kann Druckmittel den Stellkolben beaufschlagen. Dabei kann durch eine entsprechende Dimensionierung der beaufschlagten Kolbenfläche des Verriegelungskolbens und/oder der Feder auslegung, die den Verriegelungskolben in Richtung des Gehäuses verlagert, die zeitliche versetzte Druckbeaufschlagung des Stellkolbens variiert werden.According to the invention, a phase-shifted pressure is advantageously used Actuation between the locking piston and the actuating piston reached. Only after reaching a pressure medium pressure that causes an axial displacement Exercise of the locking piston, pressure medium can the control piston act upon. By appropriate dimensioning of the acted upon piston surface of the locking piston and / or the spring Design that moves the locking piston towards the housing, the temporally offset pressurization of the actuating piston can be varied.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht einen scheibenartig aufgebauten Verriegelungskolben vor, der einseitig, auf der zur Zahnbuchse gerichteten Seite einen hülsenartigen Abschnitt aufweist. Durch die Verwendung eines dünnwandigen scheibenartigen Aufbaus des Verriegelungskolbens wird in vorteilhafter Weise der Bauraum der Vorrichtung nicht nachteilig beeinflußt.A preferred embodiment of the invention looks like a disk assembled locking piston in front, the one-sided, on the to the tooth bush facing side has a sleeve-like portion. By using it a thin-walled disc-like structure of the locking piston is in Advantageously, the space of the device is not adversely affected.
Der Vorrichtungsaufbau umfaßt weiterhin am freien Ende des axial vorstehen den Abschnitts vom Verriegelungskolben eine durchmesserreduzierte radiale Stufe. Diese Stufe ist an eine entsprechend gestaltete Innenkontur der Zahn buchse angepaßt.The device structure further comprises projecting axially at the free end the section of the locking piston a reduced-diameter radial Step. This step is on a correspondingly designed inner contour of the tooth adapted socket.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Verriegelungskolben in der Betriebsstellung eine kreisringförmige Differenzkolbenfläche auf, deren Druckbeaufschlagung eine größere Kraft auslöst, als eine dem Verriegelungs kolben entgegenstehende Kraft der Druckfeder, die den Verriegelungskolben in die Ruhestellung verlagert. Mit dieser Maßnahme wird die Funktion des Ver riegelungskolbens bei laufender Brennkraftmaschine wirksam außer Kraft ge setzt, zur Sicherstellung einer ungehinderten Funktion der Nockenwellen- Verstellvorrichtung.In an advantageous embodiment of the invention, the locking piston in the operating position on an annular differential piston surface whose Pressurizing triggers a greater force than one of the locking piston opposing force of the compression spring, which the locking piston in the rest position shifted. With this measure, the function of Ver Locking piston effectively overridden when the internal combustion engine is running sets, to ensure an unimpeded function of the camshaft Adjustment device.
Die Differenzkolbenfläche ist bestimmt durch eine Durchmesserdifferenz des Abschnitts im Bereich der radialen Stufe. Als Größtmaß kann eine der Wand dicke des Abschnitts entsprechende Differenzkolbenfläche genutzt werden. Erfindungsgemäß kann durch eine einfache konstruktive Maßnahme Einfluß auf die Differenzkolbenfläche und damit auf das Stellvermögen bzw. die Stellkraft des Verriegelungskolbens genommen werden. The differential piston area is determined by a difference in diameter of the Section in the area of the radial step. One of the walls can be the largest thickness of the section corresponding to the differential piston area can be used. According to the invention, influence can be exerted by a simple constructive measure the differential piston area and thus the actuating capacity or the actuating force of the locking piston.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Strömungsver bindung zwischen dem Druckraum und einem Druckmittelreservoir vor, bei Stillstand der Brennkraftmaschine. Dazu ist die Zahnbuchse mit einer Radialboh rung versehen, über die Druckmittel in einen Ringraum gelangen kann und von dort drucklos über eine Längsbohrung in eine Druckmittelführung und anschlie ßend in das Reservoir. Diese Strömungsverbindung gewährleistet gleichzeitig eine gewünschte Entlüftung zwischen dem Druckraum und der Atmosphäre. Zur Sicherstellung einer Entlüftung bzw. eines Druckausgleichs zwischen den Druckräumen kann der Stellkolben mit genau definierten Querbohrungen versehen sein. Alternativ bietet es sich an, den zur Abdichtung des Stellkolbens gegenüber dem Gehäuse eingesetzten Stahldichtring mit einer Trennfuge zu versehen, die einen definierten Leckspalt bildet. Außerdem bzw. zusätzlich können Bohrungen zwischen einem Druckraum und der Nockenwelle bzw. dem Zylinderkopf eine wirksame Entlüftung sicherstellen. Damit ist sicherge stellt, daß der Stellkolben bei Stillstand der Brennkraftmaschine möglichst schnell seine Endlage einnehmen kann, damit sich auch für eine kurzzeitige Startwiederholung eine Nockenwellenlage einstellt, die den Start der Brenn kraftmaschine begünstigt. Zur weiteren Verbesserung der Druckmittelrückströ mung bei Stillstand der Brennkraftmaschine ist die Zahnbuchse mit einer weite ren Radialbohrung versehen, die eine Verbindung zwischen der Längsbohrung und einer weiteren Druckmittelführung hergestellt. Die in der Zahnbuchse eingebrachten Fluidkanälen entsprechenden Bohrungen, können dabei so dimensioniert sein, daß diese in der Startphase eine gewisse zeitverzögerte, gedämpfte Entriegelung ermöglichen, aufgrund einer über die Bohrungen abgesteuerten Teilmenge des Druckmittels. Durch diese einfache konstruktive Maßnahme kann folglich Einfluß auf die Entriegelungsgeschwindigkeit genom men werden. Die erfindungsgemäßen Radial- und Längsbohrungen ermöglichen im Stillstand einen gewünschten Rücklauf des Druckfluids aus den Druckräu men in das Reservoir und bei einem Start der Brennkraftmaschine eine erforder liche Entlüftung insbesondere der Ringräume, so daß die Axialbewegung des Stellkolbens nicht behindert wird. A further advantageous embodiment of the invention provides a flow ver bond between the pressure chamber and a pressure medium reservoir before The internal combustion engine comes to a standstill. To do this, the tooth bushing with a radial drill tion provided, via which pressure medium can get into an annular space and from there without pressure via a longitudinal hole in a pressure medium guide and then eating in the reservoir. This flow connection ensures at the same time a desired ventilation between the pressure chamber and the atmosphere. For Ensuring ventilation or pressure equalization between the The actuating piston can withstand pressure with precisely defined cross bores be provided. Alternatively, it can be used to seal the actuating piston compared to the steel sealing ring used with a parting line provided that forms a defined leak gap. In addition or in addition can bores between a pressure chamber and the camshaft or ensure effective ventilation of the cylinder head. This is certain provides that the control piston as possible when the internal combustion engine is at a standstill can quickly assume its end position so that it can also be used for a short time Repeat start sets a camshaft position that starts the combustion engine favors. To further improve the pressure medium backflows When the internal combustion engine is at a standstill, the tooth bushing is wide Ren radial bore provided that a connection between the longitudinal bore and a further pressure medium guide. The one in the tooth bush holes introduced into the fluid channels can be so be dimensioned in such a way that in the start-up phase this allow damped unlocking, due to a through the holes controlled subset of the pressure medium. Through this simple constructive Measure can therefore genom influence the unlocking speed men. The radial and longitudinal bores according to the invention enable at standstill a desired return of the pressure fluid from the pressure chamber men in the reservoir and when starting the internal combustion engine a required Liche ventilation in particular of the annular spaces, so that the axial movement of the Adjusting piston is not hindered.
Zur Sicherstellung, daß im Betriebszustand der Brennkraftmaschine über die Radialbohrung und die Längsbohrung kein Druckmittelverlust eintritt umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung Abdichtungen, die zwischen dem Abschnitt des Verriegelungskolbens und der Zahnbuchse angeordnet sind. Dazu sind vor teilhaft Dichtringe vorgesehen, die in eine Umlaufnut der Mantelfläche im Bereich des größten Durchmessers des Abschnitts eingesetzt sind sowie dem radial gestuften Bereich des Abschnitts. Zur Schaffung einer alternativen Ab dichtung sieht die Erfindung eine in der Bohrungswandung des Abschnitts eingesetzte Abdichtung vor, die dichtend außenseitig an der zylindrischen Verschraubung anliegt. Diese Abdichtung in Verbindung einer weiteren Ab dichtung zwischen der Mantelfläche des Abschnitts und der Zahnbuchse stellt sicher, daß die gesamte Wandstärke des Abschnitts als Differenzkolbenfläche nutzbar ist, wodurch sich vorteilhafte die Stellkraft des Verriegelungskolbens vergrößert.To ensure that in the operating state of the internal combustion engine via the Radial bore and the longitudinal bore no loss of pressure medium occurs device according to the invention seals between the section of Locking piston and the tooth bush are arranged. To do this are before partially provided sealing rings which in a circumferential groove in the lateral surface Range of the largest diameter of the section are used as well as the radially stepped area of the section. To create an alternative Ab seal sees the invention in the bore wall of the section used sealing before, the sealing outside on the cylindrical Screw connection is present. This seal in conjunction with another Ab seal between the outer surface of the section and the tooth bushing sure the entire wall thickness of the section as the differential piston area is usable, which is advantageous the actuating force of the locking piston enlarged.
Die Erfindung sieht weiterhin eine Lageübereinstimmung zwischen den Dich tungen und den Radialbohrungen in der Betriebsstellung der Vorrichtung vor, was die Wirksamkeit der Abdichtung verbessert. Dadurch wird ein Druckmittel verlust wirksam unterbunden.The invention further sees a positional correspondence between you lines and the radial bores in the operating position of the device, which improves the effectiveness of the seal. This creates a pressure medium effectively prevents loss.
Zur Schaffung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Verriegelungs kolben und der Zahnbuchse ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der einseitig hülsenartig geformte Abschnitt des Verriegelungskolbens außenseitig verzahnt ist, wobei diese Verzahnung in eine entsprechende Innenverzahnung der Zahnbuchse eingreift. Als Verzahnung kann dabei beispielsweise eine Vielkeil verzahnung vorgesehen werden. Als eine Alternative zu einer Verzahnung kann die Schiebemuffe mit einer mehrkantigen Innenausnehmung versehen sein, in die ein entsprechender mehrkantiger Hülsenabschnitt des Verriegelungskolbens eingefügt werden kann.To create a positive connection between the locking piston and the toothed bushing is provided according to the invention that the one-sided toothed sleeve-shaped section of the locking piston on the outside is, this toothing in a corresponding internal toothing of the Tooth bushing engages. A spline can be used, for example, as a toothing gearing can be provided. Can be used as an alternative to gearing the sliding sleeve can be provided with a polygonal inner recess, in which a corresponding polygonal sleeve portion of the locking piston can be inserted.
Zur Erreichung einer reibungsminimierten, formschlüssigen Verbindung zwi schen dem Verriegelungskolben und der Zahnbuchse ist erfindungsgemäß weiterhin eine Längs- bzw. Linearführung mittels Wälzkörper einsetzbar. Dazu eignen sich vorzugsweise als Kugeln geformte Wälzkörper, die in korrespondie renden Längsnuten des einstückig mit den Verriegelungskolben verbundenen Abschnitts und der Zahnbuchse eingebracht sind. Zur Abdichtung ist dazu eine in einer Endzone der Wälzkörperführung, zwischen dem Abschnitt des Ver riegelungskolbens und der Zahnbuchse eine Dichtung vorgesehen.To achieve a friction-minimized, form-fitting connection between rule the locking piston and the tooth bushing is according to the invention a longitudinal or linear guide using rolling elements can also be used. To are preferably suitable as spherically shaped rolling elements, which correspond in correspondence renden longitudinal grooves of the integral with the locking piston Section and the tooth bushing are introduced. There is one for sealing in an end zone of the rolling element guide, between the section of Ver locking piston and the toothed bush provided a seal.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Abdichtung zwischen dem Abschnitt des Verriegelungskolbens und der Schiebemuffe vorgesehen, wodurch sichergestellt ist, daß kein Druckmittelverlust, d. h. Leckverlust über die formschlüssige Verbindung, eintritt und dabei der Stellkolben bereits vor Erreichen einer Verschiebung des Verriegelungskolbens von einem Druckmittel beaufschlagt wird. Als Dichtung bietet sich beispielsweise eine Balgdichtung, ein Dichtring oder eine schleifende Dichtung an. Die schleifende Dichtung kann dabei als eine Spalt- oder Labyrinthdichtung gestaltet sein. Zwischen dem Verriegelungskolben und dem Gehäuse ist eine weitere Dichtung vorgesehen, die einen Druckmittelverlust in der Startphase ausschließen soll. Diese Dichtung ist dabei im äußeren radialen Bereich des Verriegelungskolbens vorgesehen, wodurch die vom Druckmittelbeaufschlagbare Fläche des Verriegelungskolbens vergrößert werden kann. Dabei bietet es sich an, als Dichtung einen Elastomer körper zu verwenden, der eine gewünschte Geräuschdämpfung bei einer schnellen Verschiebung des Verriegelungskolbens in Richtung des Anschlags sicherstellt. Weiterhin vermeidet der Elastomerkörper eine nachteilige Geräusch entwicklung in der Startphase der Brennkraftmaschine, wenn der Verriegelungs kolben eventuell noch nicht vom Druckfluid beaufschlagt ist und so an den Endanschlag anschlägt.In a further embodiment of the invention, a seal is between the section of the locking piston and the sliding sleeve provided, thereby ensuring that no loss of pressure medium, i. H. Leakage over the positive connection occurs, and the control piston already in front Reaching a displacement of the locking piston by a pressure medium is applied. A bellows seal can be used as a seal, a sealing ring or a sliding seal. The grinding seal can be designed as a gap or labyrinth seal. Between the Locking piston and the housing, another seal is provided, which should rule out a loss of pressure medium in the starting phase. This seal is provided in the outer radial area of the locking piston, whereby the surface of the locking piston which can be acted upon by the pressure medium can be enlarged. It is a good idea to use an elastomer as a seal to use body that has a desired noise reduction at a rapid displacement of the locking piston in the direction of the stop ensures. Furthermore, the elastomer body avoids an adverse noise Development in the starting phase of the internal combustion engine when the locking piston may not yet have pressure fluid applied to it End stop.
Als Maßnahme, mit der eine Drehfixierung des Verriegelungskolbens in der Startposition erreichbar ist, sieht die Erfindung eine formschlüssige Sicherung am Gehäuse vor. Dazu bietet es sich an, am Gehäuse einen axial vorstehenden Stift, Ansatz oder eine Verriegelungsnase vorzusehen, die in eine Ausnehmung des Verriegelungskolbens greift. Diese einfache, kostengünstig darstellbare Drehsicherung bewirkt eine hochwirksame Drehfixierung. Funktionsbedingt ist dabei die axiale Länge des Stiftes oder der Verriegelungsnase kleiner als der maximale Hub des Verriegelungskolbens. Dabei stellt sich ein Differenzmaß bzw. Überstandsmaß ein. Durch diese Abstimmung ist sichergestellt, daß nach einem erfolgten Start der Brennkraftmaschine und einer stirnseitigen Anlage des Verriegelungskolbens an der Zahnbuchse die Funktion der Verstellvorrichtung nicht beeinflußt ist und damit eine Drehlagenänderung zwischen dem ein stückig mit dem Antriebsrad verbundenen Gehäuse und der drehfest an der Nockenwelle angeordneten Zahnbuchse sichergestellt ist.As a measure with which the locking piston is rotationally fixed in the Starting position can be reached, the invention provides a positive locking on the housing. For this purpose it is advisable to have an axially protruding part on the housing Provide pin, neck or a locking tab that is in a recess of the locking piston engages. This simple, inexpensive to represent Anti-rotation lock creates a highly effective rotation fixation. Is functional the axial length of the pin or the locking lug smaller than that maximum stroke of the locking piston. There is a difference or protrusion dimension. This vote ensures that after a successful start of the internal combustion engine and a front system of the Locking piston on the tooth bushing the function of the adjusting device is not affected and thus a change in rotational position between the one piece connected to the drive wheel and the housing rotatably on the Camshaft arranged toothed bush is ensured.
Zur Sicherstellung einer stets gleichen Lageposition des Stellkolbens liegt dieser im Stillstand bzw. in der Startposition der Brennkraftmaschine an einem gehäu sefesten Anschlag an. Damit ist auch eine für die Funktion der Verriegelungs kolben erforderliche Verrastung mit dem Ansatz gewährleistet.To ensure that the position of the actuating piston is always the same, it is located at a standstill or in the starting position of the internal combustion engine on a housing solid stop. This is also one for the locking function piston required locking with the approach guaranteed.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem Ausführungsbeispiel in sechs Figuren dargestellt und näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below using an exemplary embodiment in six figures shown and explained in more detail. Show it:
Fig. 1 in einem Halbschnitt eine erfindungsgemäße Verstellvorrich tung in der verriegelten Position; Figure 1 in a half section an inventive Verstellvorrich device in the locked position.
Fig. 2 in einer vereinfachten Darstellung den Verriegelungskolben mit der Gehäusesicherung nach Fig. 1; Figure 2 is a simplified representation of the locking piston with the housing lock according to Fig. 1.
Fig. 3 die in Fig. 1 abgebildete Verstellvorrichtung in einer entrie gelten Position; FIG. 3 shows the adjustment device shown in FIG. 1 in an entry position;
Fig. 4 die Positionierung des Verriegelungskolbens zur Sicherung in entriegelter Position gemäß Fig. 3; FIG. 4 shows the positioning of the locking piston for securing in the unlocked position of FIG. 3;
Fig. 5 die in Fig. 1 abgebildete Vorrichtung in einer Position, die einer maximalen Verstellung entspricht; FIG. 5 shows the device depicted in FIG. 1 in a position which corresponds to a maximum adjustment;
Fig. 6 die Positionierung der Drehsicherung für den Verriegelungs kolben nach Fig. 5 in der Position der maximalen Verstel lung der Vorrichtung; Fig. 6, the positioning of the rotation lock for the locking piston of Figure 5 in the position of the maximum adjustment of the device.
Fig. 7 eine weitestgehend der Fig. 1 entsprechende Verstellvor richtung, mit einer Zahnhülse, die über zwei Radialbohrungen verfügt; Fig. 7 is a largely corresponding to Figure 1 Verstellvor direction, with a toothed sleeve that has two radial bores.
Fig. 8 die Vorrichtung gemäß Fig. 7 in einer Position, die einer maximalen Verstellung entspricht; FIG. 8 shows the device according to FIG. 7 in a position which corresponds to a maximum adjustment;
Fig. 9 eine Verstellvorrichtung, bei der zwischen dem Verriegelungs kolben und der Zahnbuchse eine Längsführung mit Wälzkör pern vorgesehen ist. Fig. 9 is an adjustment device in which a longitudinal guide with Wälzkör is provided between the locking piston and the toothed bush.
In Fig. 1 ist eine mit der Bezugsziffer 1 versehene Vorrichtung zur vorzugs weisen stufenlosen Drehlagenänderung einer Kurbelwelle gegenüber einer im Zylinderkopf angeordneten Nockenwelle dargestellt. Dabei ist die Einrichtung 1 in einer axialen Fortsetzung einer in Fig. 1 nicht abgebildeten Nockenwelle angeordnet. Der Aufbau der Vorrichtung 1 umfaßt ein Antriebsrad 2, das ein stückig mit einem radial nach innen gerichteten Ringabschnitt 3 versehen ist, der innenseitig über eine Verzahnung 4, 5 mit einer Schiebemuffe 6 in Eingriff geht. Die Schiebemuffe 6 steht wiederum über eine radial nach innen geord nete zur Verzahnung 4, 5 axial versetzte Verzahnung 7, 8 mit einer Zahnbuchse 9 in Eingriff, welche über eine Verschraubung 10 an der Nockenwelle drehfi xiert angeordnet ist. In Fig. 1 is provided with the reference numeral 1 device for preferred wise stepless change of rotational position of a crankshaft compared to a camshaft arranged in the cylinder head. The device 1 is arranged in an axial continuation of a camshaft not shown in FIG. 1. The structure of the device 1 comprises a drive wheel 2 , which is provided in one piece with a radially inwardly directed ring section 3 which engages on the inside via a toothing 4 , 5 with a sliding sleeve 6 . The sliding sleeve 6 is in turn via a radially inwardly directed toothing 4 , 5 axially offset toothing 7 , 8 with a toothed bushing 9 , which is arranged via a screw 10 on the camshaft in a rotationally fixed manner.
Die Vorrichtung 1 sieht weiterhin vor, daß die Schiebemuffe 6 auf der vom Antriebsrad 2 abgewandten Seite stirnseitig einstückig mit einem Stellkolben 11 versehen ist, der außenseitig abgedichtet an einer Innenwandung eines ein stückig mit dem Antriebsrad 2 verbundenen Gehäuses 12 anliegt. Das rotations symmetrisch ausgebildete Gehäuse 12 bildet einen ringzylindrischen Innen raum, der von dem Stellkolben 11 in zwei Druckräume 13, 14 aufgeteilt ist. Die Druckräume 13, 14 sind dabei wechselweise mit einem Druckmittelzufluß und einem Druckmittelabfluß schaltbar zur Erreichung einer Axialverschiebung des Stellkolbens 11. Aufgrund der jeweils als Schrägverzahnung ausgeführten, in Eingriff stehenden Verzahnungen 4, 5 und 7, 8 bewirkt eine Axialverschiebung des Stellkolbens 11 eine Relativverdrehung zwischen dem Antriebsrad 2 und der drehfixiert mit der Nockenwelle verbundenen Zahnbuchse 9. Dazu ist die Zahnbuchse 9 drehbar in einer Führungshülse 15 eingesetzt, die unlösbar mit dem Ringabschnitt 3 verbunden ist. Zur Verlagerung des Stellkolbens 11 in die in Fig. 1 dargestellte Startposition, d. h. im drucklosen Zustand der Druck räume 13, 14 ist eine Druckfeder 16 vorgesehen, welche im Druckraum 13 zwischen dem Ringabschnitt 3 und dem Stellkolben 11 eingesetzt ist, zur Ver lagerung des Stellkolbens 11 in die Startposition bzw. zur Beeinflussung der Verstellgeschwindigkeit des Stellkolbens 11. In der Startposition liegt der Stell kolben 11 an einem Anschlag 46 an.The device 1 further provides that the sliding sleeve 6 on the side facing away from the drive wheel 2 is provided in one piece on the end face with an actuating piston 11 which is sealed on the outside against an inner wall of a housing 12 connected in one piece to the drive wheel 2 . The rotationally symmetrical housing 12 forms an annular cylindrical inner space, which is divided by the actuating piston 11 into two pressure chambers 13 , 14 . The pressure chambers 13 , 14 can be switched alternately with a pressure medium inflow and a pressure medium outflow to achieve an axial displacement of the actuating piston 11 . Due to the meshing toothing 4 , 5 and 7 , 8 , each designed as a helical toothing, an axial displacement of the actuating piston 11 causes a relative rotation between the drive wheel 2 and the toothed bush 9, which is connected in a rotationally fixed manner to the camshaft. For this purpose, the toothed bush 9 is rotatably inserted in a guide sleeve 15 which is non-detachably connected to the ring section 3 . To move the actuating piston 11 into the starting position shown in Fig. 1, that is, in the depressurized state of the pressure spaces 13 , 14 , a compression spring 16 is provided, which is used in the pressure chamber 13 between the ring portion 3 and the actuating piston 11 , for storage of the actuating piston Ver 11 to the starting position or to influence the adjustment speed of the actuating piston 11 . In the starting position, the adjusting piston 11 abuts a stop 46 .
Der Aufbau der Vorrichtung 1 ist außerdem mit einem Verriegelungskolben 17 versehen, der zwischen einer der Zahnbuchse 9 vorgelagerten Stirnwand 18 des Gehäuses 12 und der Zahnbuchse 9 axial verschiebbar ist. Der Verriegelungs kolben 17 verfügt über einen hülsenartigen Abschnitt 19, der über eine Ver zahnung 20, 21, ausgeführt als eine Geradverzahnung mit der Zahnbuchse 9 formschlüssig in Eingriff steht. Zur wirksamen Abdichtung, d. h. zur Vermeidung von einem Druckmittelverlust aus dem Druckraum 14 in der Betriebsstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 sind zwischen dem Verriegelungskolben 17 und der Zahnbuchse 9 Abdichtungen 22, 38 vorzugsweise in Form von Dichtringen vorgesehen. Alternativ zu einem Dichtring kann eine Balgdichtung oder eine zwischen dem Abschnitt 19 des Verriegelungskolbens 17 und der Zahnbuchse 9 schleifend eingesetzte Dichtung vorgesehen werden. Zur Ver lagerung des Verriegelungskolbens 17 in die in Fig. 1 abgebildete Startposition ist eine Druckfeder 23 zwischen der Verschraubung 10 und einem am Ver riegelungskolben 17 lagefixierten Halteglied 42 eingesetzt. Zur Erreichung einer Drehfixierung des Verriegelungskolbens 17 dient ein an der Stirnwand 18 angeordneter, in den Druckraum 14 ragender Ansatz 24, der in der Startposition der Vorrichtung 1 in eine entsprechende Ausnehmung 25 des Verriegelungs kolbens 17 verrastet. Zur Erreichung einer Abdichtung eines Ringspaltes zwi schen dem Verriegelungskolben 17 und der Stirnwand 18 des Gehäuses 12 in der Startposition, dient eine im Verriegelungskolben 17 eingesetzte Dichtung 26.The structure of the device 1 is also provided with a lock piston 17, which between one of the tooth socket 9 upstream end wall 18 of the housing 12 and the toothed bush 9 is axially displaceable. The locking piston 17 has a sleeve-like section 19 , which has a toothing 20 , 21 , executed as a straight toothing with the toothed bushing 9 is positively engaged. For effective sealing, ie to avoid loss of pressure medium from the pressure chamber 14 in the operating position of the device 1 according to the invention, seals 22 , 38 are preferably provided in the form of sealing rings between the locking piston 17 and the toothed bushing 9 . As an alternative to a sealing ring, a bellows seal or a seal that slides between the section 19 of the locking piston 17 and the toothed bushing 9 can be provided. To Ver storage of the locking piston 17 in the starting position shown in Fig. 1, a compression spring 23 is inserted between the screw 10 and a locking member on the locking piston 17 Ver fixed position 42 . To achieve a rotational fixation of the locking piston 17 is arranged on the end wall 18 , projecting into the pressure chamber 14 approach 24 which latches in the starting position of the device 1 in a corresponding recess 25 of the locking piston 17 . To achieve a seal of an annular gap between rule's locking piston 17 and the end wall 18 of the housing 12 in the starting position, a seal 26 used in the locking piston 17 is used.
Der Abschnitt 19 des Verriegelungskolbens 17 ist am freien Ende mit einer Radialstufe 37 versehen, die einen durchmesserreduzierten Abschnitt bildet, der in einen Ringraum ragt, der sich zwischen der Verschraubung 10 und der Zahnbuchse 9 einstellt. Die Vorrichtung 1 sieht weiterhin Maßnahmen vor, die sicherstellen, daß der Stellkolben 11 bei Stillstand der Brennkraftmaschine rasch in die in Fig. 1 gezeigte Endlage gelangt. Als Maßnahme mit der ein schnelles Rückströmen des Druckmittels aus dem Druckraum 14 in eine unmittelbar mit dem Druckmittelreservoir in Verbindung stehende Druckmittelführung 41 gelangt ist erfindungsgemäß die Zahnbuchse 9 mit entsprechenden Bohrungen versehen. Eine Radialbohrung 36 verbindet einen Zwischenraum 31 der vom Druckraum 14 durch die Verzahnung 7, 8 getrennt ist mit einem vom Abschnitt 19 und der Zahnbuchse 9 umschlossenen im Bereich der Radialstufe 37 gebil deten Ringraum 39. Über eine ebenfalls in die Zahnbuchse 9 eingebrachte Längsbohrung 40 ist eine Verbindung zwischen dem Ringraum 39 und der Druckmittelführung 41 geschaffen.The section 19 of the locking piston 17 is provided at the free end with a radial step 37 , which forms a reduced-diameter section which projects into an annular space which is set between the screw connection 10 and the toothed bush 9 . The device 1 also provides measures which ensure that the actuating piston 11 quickly reaches the end position shown in FIG. 1 when the internal combustion engine is at a standstill. As a measure by which the pressure medium quickly flows back from the pressure chamber 14 into a pressure medium guide 41 which is directly connected to the pressure medium reservoir, the toothed bush 9 is provided with corresponding bores according to the invention. A radial bore 36 connects an intermediate space 31 which is separated from the pressure space 14 by the teeth 7 , 8 with an annular space 39 enclosed by the section 19 and the toothed bushing 9 in the region of the radial step 37 . A connection between the annular space 39 and the pressure medium guide 41 is created via a longitudinal bore 40 also made in the toothed bushing 9 .
Zur Verdeutlichung der Lagefixierung des Verriegelungskolbens 17 ist in Fig. 2 in einer vereinfachten Abbildung eine Hälfte des Verriegelungskolbens 17 abgebildet, in dessen Ausnehmung 25 der in der Stirnwand 18 des Gehäuses 12 (siehe Fig. 1) eingesetzte Ansatz 24 verrastet. To clarify the position fixing of the locking piston 17 , a simplified illustration shows half of the locking piston 17 in FIG. 2, in whose recess 25 the shoulder 24 inserted in the end wall 18 of the housing 12 (see FIG. 1) is locked.
In den nachfolgenden Fig. 3 bis 9 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 im Vergleich zu Fig. 1 in unterschiedlichen Verstellpositionen bzw. anderen Bauteilen abgebildet. Die mit der Fig. 1 übereinstimmenden Bauteile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.In the following FIGS. 3 to 9, the device 1 according to the invention is shown in different adjustment positions or other components compared to FIG. 1. The components corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference numbers.
In Fig. 3 ist die Vorrichtung 1 in einer Position abgebildet, in der die Entriege lung gerade erfolgte, bei der sich der Verriegelungskolben 17 in Richtung der Stirnseite der Zahnbuchse 9 verlagert hat. Dabei wird deutlich, daß sich zwi schen einer Stirnseite des Ansatzes 24 und dem Verriegelungskolben 17 ein Überstandsmaß "X" einstellt, das eine ungehinderte Verdrehung des Verriege lungskolbens 17 sicherstellt. Aufgrund der Axialverschiebung des Verriegelungs kolbens 17 ist die Dichtwirkung der Dichtung 26 außer Kraft gesetzt, so daß Druckmittel durch die Ausnehmung 25 bzw. durch mehrere Ausnehmungen 25 in den Druckraum 14 einströmen kann, zur Druckbeaufschlagung des Stell kolbens 11. Ein sich einstellender Ringspalt 29 zwischen einer Außenkontur des Verriegelungskolbens 17 und der Innenwand des Gehäuses 12 ist dabei so eng toleriert, daß über diesen nahezu kein Druckmittel in den Druckraum 14 gelangen kann. Der Ringspalt 29 kann somit auch als Spaltdichtung bezeichnet werden. Aus der Fig. 4 ist zu sehen, daß in der Entriegelungsposition der Verstellkolben 17 unverändert im Vergleich zu Fig. 2 positioniert ist.In Fig. 3, the device 1 is shown in a position in which the unlocking just took place, in which the locking piston 17 has shifted in the direction of the end face of the toothed bush 9 . It is clear that an end face Zvi rule of the lip 24 and the locking piston 17, a projection dimension "X" is adjusted, which ensures an unobstructed rotation of the piston INTERLOCKS lung 17th Due to the axial displacement of the locking piston 17 , the sealing effect of the seal 26 is overridden, so that pressure medium can flow through the recess 25 or through a plurality of recesses 25 into the pressure chamber 14 , for pressurizing the actuating piston 11th An adjusting annular gap 29 between an outer contour of the locking piston 17 and the inner wall of the housing 12 is so closely tolerated that almost no pressure medium can get into the pressure chamber 14 via this. The annular gap 29 can thus also be referred to as a gap seal. It can be seen from FIG. 4 that in the unlocked position the adjusting piston 17 is positioned unchanged compared to FIG. 2.
Die Fig. 5 zeigt den Stellkolben 11 in einer maximalen Verstellposition gegen über der in Fig. 1 abgebildeten Lage. Die Druckfeder 16 liegt dabei fast auf Block. Zur Erreichung dieser Position ist eine Auffüllung des Druckraums 14 mit Druckmittel erforderlich, wobei der Druck des Druckmediums eine Kraft auf den Stellkolben 11 auslösen muß, die eine Kraft der Druckfeder 16 übersteigt. Der sich dabei ergebende Verstellwinkel, d. h. die Drehlagenänderung zwi schen dem Gehäuse 12 und dem Verriegelungskolben 17 und damit zwischen dem Antriebsrad 2 und der Nockenwelle ist in Fig. 6 verdeutlicht. Der Winkel "α" zwischen dem Ansatz 24 und der Ausnehmung 25 entspricht dem maxima len Verstellwinkel. FIG. 5 shows the actuating piston 11 in a maximum adjustment position opposite that shown in Fig. 1 position. The compression spring 16 is almost on the block. To achieve this position, the pressure chamber 14 must be filled with pressure medium, the pressure of the pressure medium having to trigger a force on the actuating piston 11 that exceeds a force of the compression spring 16 . The resulting adjustment angle, ie the change in rotational position between the housing 12 and the locking piston 17 and thus between the drive wheel 2 and the camshaft is illustrated in Fig. 6. The angle "α" between the neck 24 and the recess 25 corresponds to the maxima len adjustment angle.
Die in Fig. 7 abgebildete Vorrichtung 1 ist abweichend zu der in Fig. 1 abgebildeten Vorrichtung mit einer Zahnbuchse 9 versehen, die zur Radialboh rung 36 eine weitere Radialbohrung 43 aufweist. Mit der Radialbohrung 43 ist eine Verbindung zwischen der Längsbohrung 40 und einem Ringraum geschaf fen, der sich in einer Neutrallage des Verriegelungskolbens 17 zwischen der Verschraubung 10 und der Zahnbuchse 9 einstellt. Mit dieser Radialbohrung 43 kann bei Stillstand der Brennkraftmaschine das im Druckraum 14 eingeschlosse ne Druckmittel noch schneller entweichen, und der Stellkolben 11 damit seine Ausgangsposition schneller erreichen, was eine kurzfristige Startwiederholung ermöglicht. Gleichzeitig bewirkt die Radialbohrung 43 eine gewünschte schnel le und sichere Entriegelung des Verriegelungskolbens 17, bedingt durch eine Druckentlastung des Ringraums 45. Der Ringraum 45 ist begrenzt durch die Stirnseite des Abschnitts 19, der Zahnbuchse 9 sowie einem Schraubenkopf der Verschraubung 10. Dabei ist ein engtolerierter Ringspalt in Form einer Spalt dichtung zwischen dem Schraubenkopf und dem dazu axial verschiebbaren Abschnitt 19 vorgesehen.The device 1 shown in Fig. 7 is different from the device shown in Fig. 1 is provided with a toothed bush 9 , the tion to the Radialboh 36 has a further radial bore 43 . With the radial bore 43 , a connection between the longitudinal bore 40 and an annular space is created, which adjusts itself in a neutral position of the locking piston 17 between the screw connection 10 and the toothed bush 9 . With this radial bore 43 , when the internal combustion engine is at a standstill, the pressure medium enclosed in the pressure chamber 14 can escape even faster, and the actuating piston 11 can thus reach its starting position more quickly, which enables a short repetition of the start. At the same time, the radial bore 43 effects a desired quick and safe unlocking of the locking piston 17 , due to a pressure relief of the annular space 45 . The annular space 45 is delimited by the end face of the section 19 , the toothed bush 9 and a screw head of the screw connection 10 . Here, a tightly tolerated annular gap in the form of a gap seal is provided between the screw head and the axially displaceable section 19 .
In Fig. 8 ist der Stellkolben 11 in einer der Fig. 5 entsprechenden Position abgebildet. Dabei kommt es zu einer Lageübereinstimmung der Abdichtung 22 und der Dichtung 38 mit den Radialbohrungen 36, 43, wodurch ein Druck mittelverlust in der Betriebsstellung unterbleibt. Damit ergeben sich im Druck raum 14 stabile Druckverhältnisse, die sich förderlich auf die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 auswirken.In FIG. 8, the actuator piston 11 is shown in a of FIG. 5 corresponding position. This results in a positional correspondence of the seal 22 and the seal 38 with the radial bores 36 , 43 , as a result of which pressure loss does not occur in the operating position. This results in stable pressure conditions in the pressure chamber 14 , which have a beneficial effect on the mode of operation of the device 1 according to the invention.
Aus Fig. 9 ist eine alternative formschlüssige Verbindung zwischen dem Verrieglungskolben 17 und der Zahnbuchse 9 zu entnehmen. Sowohl der Abschnitt 19 des Verriegelungskolbens 17 als auch die Zahnbuchse 9 sind dazu mit korrespondierenden Längsnuten 34, 35 versehen, in denen Wälzkörper 32 geführt sind, zur Bildung einer Längsführung 30, die auch als Linearführung zu bezeichnen ist. Zur Abdichtung der Längsführung 30 ist eine Dichtung Ab dichtung 22 zwischen der Zahnbuchse 9 und dem Abschnitt 19 vorgesehen. Dazu ist die Abdichtung 22 an einem dieser Bauteile lagefixiert und liegt an dem gegenüberliegenden Bauteil abdichtend und bei einer Axialbewegung des Verriegelungskolbens 17 schleifend an. Zur Bildung eines Axialanschlages der Wälzkörper 32 dient eine Sicherung 33, die unter radialer Vorspannung in einer Umlaufnut der Zahnbuchse 9 eingesetzt ist.An alternative positive connection between the locking piston 17 and the toothed bushing 9 can be seen from FIG. 9. For this purpose, both the section 19 of the locking piston 17 and the toothed bush 9 are provided with corresponding longitudinal grooves 34 , 35 , in which rolling elements 32 are guided, to form a longitudinal guide 30 , which can also be referred to as a linear guide. To seal the longitudinal guide 30 , a seal from seal 22 is provided between the toothed bush 9 and the section 19 . For this purpose, the seal 22 is fixed in position on one of these components and rests on the opposite component in a sealing manner and rubs against the axial movement of the locking piston 17 . To form an axial stop of the rolling elements 32 , a fuse 33 is used , which is inserted under radial prestress in a circumferential groove of the toothed bush 9 .
Aus der Fig. 9 ist weiterhin eine geänderte Abdichtung des Abschnitts 19 zu entnehmen, der in eine Umlaufnut eingesetzte Dichtung 44 aufweist, die außen seitig an der Verschraubung 10 dichtend anliegt. Mit dieser Maßnahme ist eine vorteilhaft vergrößerte Differenzkolbenfläche "DF" erzielbar. Die sich dabei ergebende Differenzkolbenfläche "DF" entspricht damit unmittelbar der Wand stärke des Abschnitts 19. Ein im Druckraum 45 eingetretenes Druckfluid kann in der Startphase, d. h. bei einer Axialverschiebung des Verriegelungskolbens 17, über die Radialbohrung 43 und die Längsbohrung 40 entweichen. FIG. 9 also shows a modified seal of the section 19 , which has a seal 44 inserted into a circumferential groove, which lies on the outside of the screw connection 10 in a sealing manner. With this measure, an advantageously enlarged differential piston area "D F " can be achieved. The resulting differential piston surface "D F " thus corresponds directly to the wall thickness of section 19 . A which has entered the pressure chamber 45 pressurized fluid may be in the starting phase, ie with an axial displacement of the locking piston 17 via the radial bore 43 and escape the longitudinal bore 40th
In Fig. 1 ist die verriegelte Position der Vorrichtung 1 abgebildet, bei der ein Kraftfluß, d. h. die Übertragung des Drehmomentes vom Antriebsrad 2 auf das Gehäuse 12 und von dort über den Ansatz 24 in Verbindung mit der Aus nehmung 25 auf den Verriegelungskolben 17 erfolgt, welcher formschlüssig mit der Zahnbuchse 9 in Eingriff steht, die an der Nockenwelle drehfixiert ist. Damit ist sichergestellt, daß in dieser Position keine Drehlagenänderung zwischen dem Antriebsrad 2 und der Nockenwelle erfolgt, was sich in der Startphase der Brennkraftmaschine als positiv erweist, da in dieser Phase aufgrund des nicht vorhandenen Drucks des Druckmediums, die hydraulische Vorspannung des Stellkolbens 11 nicht ausreicht für eine definierte Lagepositionierung des Stell kolbens 11. Damit wird in vorteilhafter Weise eine Geräuschanregung des Stellkolbens vermieden, die entstehen kann, wenn dieser nicht ausreichend hydraulisch vorgespannt ist. Nach einem Start der Brennkraftmaschine erfolgt eine axiale Druckmittelzuströmung beispielsweise über eine Nockenwellen lagerung und einer der hohlgebohrten Verschraubung 10 vorgelagerten Ring raum 28, der mit einem Druckraum 27 korrespondiert. Sobald der auf den Verriegelungskolben 17 wirkende Druck des Druckmittels eine Kraft ausübt, die größer ist als die Kraft der Druckfeder 23, erfolgt eine Axialverschiebung des Verriegelungskolbens 17 bis an die Stirnseite der Zahnbuchse 9, wodurch die Vorrichtung 1 entriegelt ist, siehe Fig. 3. In dieser Stellung des Verriegelungs kolbens 11 besteht keine Überdeckung zwischen dem Ansatz 24 und der Ausnehmung 25 besteht, wodurch der Verriegelungskolben 17 einschließlich der Zahnbuchse 9 sich relativ zum Gehäuse 12 und damit dem Antriebsrad 2 verdrehen kann. Die in Fig. 3 abgebildete Position des Stellkolbens 11 kann die Vorrichtung 1 bei einer vollständigen Entriegelung einnehmen. Das Druck mittel kann dabei zur Erreichung einer Axialverschiebung des Stellkolbens 11 in Richtung der Nockenwelle vom Druckraum 27 über die Ausnehmungen 25 im Verriegelungskolben 17 in den Druckraum 14 einströmen und den ringför mig gestalteten Stellkolben 11 beaufschlagen.In Fig. 1 the locked position of the device 1 is shown, in which a power flow, ie the transmission of the torque from the drive wheel 2 to the housing 12 and from there via the extension 24 in connection with the recess 25 from the locking piston 17 , which is positively engaged with the toothed bush 9 , which is rotationally fixed to the camshaft. This ensures that there is no change in the rotational position between the drive wheel 2 and the camshaft in this position, which proves to be positive in the starting phase of the internal combustion engine, since in this phase the hydraulic preload of the actuating piston 11 is not sufficient due to the non-existent pressure of the pressure medium for a defined position positioning of the adjusting piston 11 . This advantageously avoids noise excitation of the actuating piston, which can occur if the latter is not sufficiently hydraulically preloaded. After starting the internal combustion engine, an axial pressure medium inflow takes place, for example, via a camshaft bearing and one of the hollow bore 10 upstream ring space 28 , which corresponds to a pressure chamber 27 . As soon as the pressure of the pressure medium acting on the locking piston 17 exerts a force which is greater than the force of the compression spring 23 , the locking piston 17 is axially displaced up to the end face of the toothed bush 9 , whereby the device 1 is unlocked, see FIG. 3. In this position of the locking piston 11 there is no overlap between the projection 24 and the recess 25 , whereby the locking piston 17 including the toothed bush 9 can rotate relative to the housing 12 and thus the drive wheel 2 . The position of the actuating piston 11 shown in FIG. 3 can be assumed by the device 1 when it is completely unlocked. The pressure medium can flow to achieve an axial displacement of the actuating piston 11 in the direction of the camshaft from the pressure chamber 27 through the recesses 25 in the locking piston 17 in the pressure chamber 14 and act on the ring-shaped actuator piston 11 .
Zur Vermeidung einer selbsttätigen Rückstellung des Verriegelungskolbens 17 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung bei einem Druckausgleich, d. h. bei einem vollständig mit Druckmittel gefüllten Druckraums 14 dient eine kreisringförmige Differenzkolbenfläche "DF", die weitestgehend einer Wandstärke vom Abschnitt 19 des Verriegelungskolbens 17 entspricht. Erfindungsgemäß ergibt sich bei einer Druckbeaufschlagung des Verriegelungskolbens 17 eine Kraftkomponente aufgrund der Differenzkolbenfläche "DF", die in der Betriebsstellung eine stirnseitige Anlage des Verriegelungskolben 17 an der Zahnbuchse 9 sicherstellt. Die Kraftkomponente ist dabei größer als die Kraft der Druckfeder 23, deren Kraft zur Stirnwand 18 gerichtet ist.To avoid an automatic return of the locking piston 17 to the position shown in FIG. 1 when there is pressure equalization, ie when the pressure chamber 14 is completely filled with pressure medium, an annular differential piston surface "D F " is used, which largely corresponds to a wall thickness of section 19 of the locking piston 17 . According to the invention, when the locking piston 17 is pressurized, a force component results due to the differential piston surface "D F ", which ensures that the locking piston 17 rests on the face of the toothed bushing 9 in the operating position. The force component is greater than the force of the compression spring 23 , the force of which is directed towards the end wall 18 .
Die Verriegelung ist auslösbar durch eine Druckmittelbeaufschlagung des Druckraums 13, wodurch der Stellkolben 11 in Richtung der Stirnwand 18 verlagert wird, bis die Ausnehmung 25 des Verriegelungskolbens 17 dem Ansatz 24 gegenübersteht. Einen Formschluß zwischen dem Ansatz 24 und der Ausnehmung 25 bewirkt die Kraft der Druckfeder 23, wodurch der Verriege lungskolben 17 eine Lagefixierung erfährt.The latch is triggered is displaced by a pressure medium of the pressure chamber 13, whereby the actuating piston 11 in the direction of the end wall 18 until the recess 25 of the locking piston the projection 24 facing 17th A positive connection between the neck 24 and the recess 25 causes the force of the compression spring 23 , whereby the locking piston 17 is fixed in position.
BezugszeichenlisteReference list
1 Vorrichtung
2 Antriebsrad
3 Ringabschnitt
4 Verzahnung
5 Verzahnung
6 Schiebemuffe
7 Verzahnung
8 Verzahnung
9 Zahnbuchse
10 Verschraubung
11 Stellkolben
12 Gehäuse
13 Druckraum
14 Druckraum
15 Führungshülse
16 Druckfeder
17 Verriegelungskolben
18 Stirnwand
19 Abschnitt
20 Verzahnung
21 Verzahnung
22 Abdichtung
23 Druckfeder
24 Ansatz
25 Ausnehmung
26 Dichtung
27 Druckraum
28 Ringraum
29 Ringspalt
30 Längsführung
31 Zwischenraum
32 Wälzkörper
33 Sicherung
34 Längsnut
35 Längsnut
36 Radialbohrung
37 Radialstufe
38 Dichtung
39 Ringraum
40 Längsbohrung
41 Druckmittelführung
42 Halteglied
43 Radialbohrung
44 Dichtung
45 Ringraum
46 Anschlag
x Überstandsmaß
α Verstellwinkel
DF Differenzkolbenfläche 1 device
2 drive wheel
3 ring section
4 teeth
5 teeth
6 sliding sleeve
7 gearing
8 teeth
9 tooth bushing
10 screw connection
11 setting pistons
12 housing
13 pressure chamber
14 pressure chamber
15 guide sleeve
16 compression spring
17 locking pistons
18 end wall
19 section
20 teeth
21 gearing
22 sealing
23 compression spring
24 approach
25 recess
26 seal
27 pressure chamber
28 annulus
29 annular gap
30 longitudinal guide
31 space
32 rolling elements
33 fuse
34 longitudinal groove
35 longitudinal groove
36 radial bore
37 radial stage
38 seal
39 annulus
40 longitudinal bore
41 Pressure medium routing
42 holding link
43 radial bore
44 seal
45 annulus
46 stop
x projection dimension
α adjustment angle
D F differential piston area
Claims (22)
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4227619A1 (en) * | 1991-08-23 | 1993-02-25 | Atsugi Unisia Corp | INLET AND / OR EXHAUST VALVE CONTROL TIMES CONTROL DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
Also Published As
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