DE19853670B4 - Camshaft adjustment device - Google Patents

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DE19853670B4 DE1998153670 DE19853670A DE19853670B4 DE 19853670 B4 DE19853670 B4 DE 19853670B4 DE 1998153670 DE1998153670 DE 1998153670 DE 19853670 A DE19853670 A DE 19853670A DE 19853670 B4 DE19853670 B4 DE 19853670B4
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Wolfgang Eberhard
Robert SCHLÖDER
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Abstract

Einrichtung zur Nockenwellenverstellung eines Verbrennungsmotors, insbesondere mit einem als doppellwirkenden Zylinder ausgestatteten Nockenwellenversteller, mit einem Wegeventil mit einer Ventilbuchse (2), in deren Ventilbohrung (4) ein Steuerkolben (6) geführt ist, durch dessen Axialverschiebung ein Ablaufanschluss (T) und ein Zulaufanschluss (P) wahlweise mit einem ersten oder einem zweiten Verbraucheranschluss (A, B) verbindbar ist, an die ein Stellglied zur Verstellung der Nockenwellendrehlage angeschlossen ist, und dessen Steuerkante (44, 46, 48, 50) durch umlaufende Umfangskanten ausgebildet sind, wobei die Verbraucheranschlüsse (A, B) und der Zulauf- oder der Ablaufanschluss (P, T) jeweils über einen Durchbruch (28, 30, 32) in der Ventilbuchsenwandung in die Ventilbohrung (4) münden, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (6) als Hohlkolben ausgebildet ist, an dem die Steuerkanten (44, 46, 48, 50) so in Axialrichtung voneinander beabstandet sind, dass vor dem Zusteuern der Verbindung zwischen dem Zulaufanschluss (P) und einem Verbraucheranschluss (A, B) die Verbindung zwischen dem anderen Verbraucheranschluss (B, A) und dem...Facility for the camshaft adjustment of an internal combustion engine, in particular with a camshaft adjuster equipped as a double-acting cylinder, with a directional control valve with a valve bushing (2), in the valve bore (4) a control piston (6) is guided, by the axial displacement of a drain port (T) and an inlet port (P) optionally with a first or a second consumer connection (A, B) is connectable, to which an actuator for adjusting the Camshaft rotary position is connected, and whose control edge (44, 46, 48, 50) are formed by circumferential peripheral edges, wherein the consumer connections (A, B) and the inlet or the discharge port (P, T) in each case via a Breakthrough (28, 30, 32) in the valve sleeve wall into the valve bore (4) characterized in that the control piston (6) as a hollow piston is formed, on which the control edges (44, 46, 48, 50) so in Axial direction are spaced apart from each other before driving the connection between the inlet connection (P) and a consumer connection (A, B) the connection between the other consumer connection (B, A) and the ...

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Nockenwellenverstellung eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a device for camshaft adjustment an internal combustion engine according to the preamble of claim 1

Die Drehlagenverstellung der Nockenwelle(n) von Verbrennungsmotoren wird drehzahlabhängig durchgeführt, um auch bei niedrigen und mittleren Drehzahlen einen optimalen Drehmomentverlauf zu bewirken. Beispielhaft sei auf das VANOS-System vom BMW verwiesen, das in der EP 0 245 791 B1 beschrieben ist. Demgemäß ist bei dieser bekannten Einrichtung die Nockenwelle über ein hydraulisch betätigbares Stellglied mit einem Antriebsrad gekoppelt, so dass die Drehlage der Nockenwelle durch hydraulische Betätigung des Stellglieds auf "spät" (späte Öffnung des Einlassventils) oder "früh" einstellbar ist. Das Stellglied ist über ein Wegeventil mit einer Hydropumpe oder einem Druckmittelspeicher verbunden.The rotational position adjustment of the camshaft (s) of internal combustion engines is speed-dependent carried out to effect an optimal torque curve even at low and medium speeds. By way of example, reference is made to the BMW VANOS system, which is available in the EP 0 245 791 B1 is described. Accordingly, in this known device, the camshaft is coupled via a hydraulically actuable actuator with a drive wheel, so that the rotational position of the camshaft by hydraulic actuation of the actuator to "late" (late opening of the intake valve) or "early" is adjustable. The actuator is connected via a directional control valve with a hydraulic pump or a pressure fluid reservoir.

Die 7 und 8 der DE 42 27 619 A1 zeigen schematisch ein massiv ausgeführtes Kolbenschieberventil, das mit zusätzlichen Drosselnuten im Kolbenschieber ausgestattet ist, so dass, je nach Schaltstellung des als reines Schaltventil arbeitenden Kolbenschieberventils, ein verzögerter Druckabbau aufgrund der speziell eingebauten Drosseln zu realisieren ist. Neben den normalen Ringnuten bedarf es weiterer, möglichst exakt gefertigter, Nuten, die Drosselfunktionen übernehmen.The 7 and 8th of the DE 42 27 619 A1 schematically show a solid piston spool valve, which is equipped with additional throttling grooves in the spool, so that, depending on the switching position of the operating as a pure switching valve spool valve, a delayed pressure reduction due to the specially built throttles is to be realized. In addition to the normal annular grooves, it requires further, as accurately as possible manufactured grooves, the throttle functions.

Die nachveröffentlichte DE 197 27 180 A1 offenbart Ringstege um einen Ventilhohlkolben, die sämtlich symmetrisch dargestellt sind. Die Darstellung in vorliegender Patentanmeldung bezieht sich auf die Eindrehtiefe des Ventilendes. Ein ähnliches System ist aus der DE 196 37 174 A1 zu entnehmen, das mit der Gleichzeitigkeit von Einlass-/Auslassanschlüssen arbeitet. Somit werden die Einlass-/Auslassanschlüsse gleichzeitig geöffnet und geschlossen. Eine hydraulische Vorspannung kann hierdurch nicht realisiert werden.The post-published DE 197 27 180 A1 discloses ring lands around a hollow valve piston, all of which are shown symmetrically. The illustration in the present patent application relates to the insertion depth of the valve end. A similar system is from the DE 196 37 174 A1 to see that works with the simultaneity of inlet / outlet ports. Thus, the inlet / outlet ports are simultaneously opened and closed. A hydraulic bias can not be realized thereby.

Ein bedeutender Systemaufbau ist der EP 1 025 343 B1 zu entnehmen, die ebenfalls nachveröffentlicht ist. Die Systemdarstellungen behandeln massiv ausgeführte Kolben. Aus dem Europäischen Patent ist grundsätzlich die Idee abzuleiten, dass durch eine hydraulische Vorspannung das unkontrollierte Weglaufen eines Nockenwellenverstellers erschwert oder sogar verhindert werden kann. Die Systemdarstellungen in dieser Druckschrift beziehen sich besonders intensiv auf die Systemdarstellung des kompletten hydraulischen Systems.An important system structure is the EP 1 025 343 B1 to be taken, which is also nachverlaglicht. The system illustrations deal with solid pistons. From the European patent is basically derived the idea that the uncontrolled running away of a camshaft adjuster can be hindered or even prevented by a hydraulic bias. The system illustrations in this document are particularly intensive on the system representation of the complete hydraulic system.

Ein für eine derartige Nockenwellenverstellung geeignetes Wegeventil ist beispielsweise aus der DE 44 22 742 C2 der Anmelderin bekannt. Dieses Proportionalventil hat zwei Verbraucheranschlüsse, einen Pumpen- und einen Tankanschluss, die über einen in einer Ventilbuchse axial verschiebbaren Steuerkolben angesteuert werden. Der Steuerkolben hat eine Steuernut mit zwei Steuerkanten, über die die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluss und den beiden Arbeitsanschlüssen aufsteuerbar ist. Zur Verbindung des Tankanschlusses mit den beiden Arbeitsanschlüssen ist der als Hohlkolben ausgeführte Steuerkolben mit zwei einen Ringmantel durchsetzenden Steuerbohrungssternen versehen, denen jeweils eine Steuerkante zugeordnet ist, die durch Ringnuten in der Ventilbuchse ausgebildet sind. Die Überdeckung, das heißt die Dichtlänge zwischen den die Anschlüsse auf- und zusteuernden Steuerkanten, ist derart ausgebildet, dass der Zulauf vom Pumpenanschluss zu einem der Arbeitsanschlüsse schneller aufgesteuert wird als die Verbindung vom anderen Arbeitsanschluss zum Tankanschluss. Bei der bekannten Ausführungsform wird diese so genannte Ablaufsteuerung dadurch erreicht, dass die Steuerbohrungen mit einem vergleichsweise geringen Querschnitt ausgeführt sind, so dass der über die Steuerkanten des Steuerkolbens aufgesteuerte Querschnitt größer als der von den Steuerkanten in der Ventilbuchse aufgesteuerte Öffnungsquerschnitt der Steuerbohrungen ist. Das heißt, bei einer derartigen Ablaufsteuerung bestimmt der Querschnitt auf der Ablaufseite die fließende Druckmittelmenge.A suitable for such a camshaft adjustment directional control valve is for example from the DE 44 22 742 C2 the applicant known. This proportional valve has two consumer connections, a pump connection and a tank connection, which are controlled via a control piston that can be displaced axially in a valve sleeve. The control piston has a control groove with two control edges, via which the connection between the pump connection and the two working connections can be opened. To connect the tank connection with the two working ports of the piston designed as a hollow piston control piston is provided with two an annular ring passing through control bore stars, which in each case a control edge is assigned, which are formed by annular grooves in the valve sleeve. The overlap, that is the sealing length between the control edges which open and close the connections, is designed such that the inlet from the pump connection to one of the working connections is opened up more quickly than the connection from the other working connection to the tank connection. In the known embodiment, this so-called flow control is achieved in that the control bores are designed with a comparatively small cross section, so that the controlled over the control edges of the control piston cross section is greater than the controlled by the control edges in the valve sleeve opening cross section of the control bores. That is, in such a process control, the cross section on the drain side determines the flowing pressure medium amount.

Nachteilig bei einer derartigen Konstruktion ist, dass zur Ausbildung der in der Ventilbohrung der Ventilbuchse liegenden Ringnuten ein vergleichsweise hoher Fertigungsaufwand betrieben werden muss. Des Weiteren hat es sich gezeigt, dass bei der Durchströmung der Steuerbohrungssterne, insbesondere bei geringen Öffnungsquerschnitten, erhebliche Druckverluste auftreten, die den Wirkungsgrad des Ventils verringern.adversely in such a construction is that for the formation of in the valve bore of the valve sleeve lying annular grooves a comparatively high production costs must be operated. Furthermore has it has been shown that when the control bore stars flow through, especially with small opening cross-sections, Significant pressure drops occur that affect the efficiency of the valve reduce.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwellenverstelleinrichtung zu schaffen, die bei minimalem fertigungstechnischen Aufwand eine hydraulische Ansteuerung eines Stellglieds zur Nockenwellenverstellung mit geringen Druckverlusten erlaubt.In contrast, lies The invention is based on the object, a camshaft adjusting to create that with minimal manufacturing effort hydraulic control of an actuator for camshaft adjustment allowed with low pressure drops.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung zur Nockenwellenverstellung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is by a device for camshaft adjustment solved with the features of claim 1.

Durch die Maßnahme, bei dem Wegeventil zur Ansteuerung der Betätigungsanordnung die Steuerkanten zur Auf- und Zusteuerung der beiden Verbraucheranschlüsse, des Pumpen- und des Tankanschlusses am Außenumfang des Steuerkolbens auszubilden und die in Radialdurchbrüchen angeordneten Anschlüsse über Radialbohrungen in der Ventilbohrung der Ventilbuchse münden zu lassen, kann der fertigungstechnische Aufwand zur Herstellung des Ventiles gegenüber der vorbeschriebenen Lösung wesentlich verringert werden. Die Ablaufsteuerung wird durch geeignete Axialbeabstandung der Steuerkanten am Außenumfang des Steuerkolbens realisiert, so dass größere Öffnungsquerschnitte beim Aufsteuern der Zulauf- und Ablaufanschlüsse zur Verfügung stehen und somit der Druckverlust minimal ist.By the measure, at the directional control valve for controlling the actuating arrangement to form the control edges for opening and closing the two consumer connections, the pump and the tank connection on the outer circumference of the control piston and to open the arranged in radial openings connections via radial bores in the valve bore of the valve sleeve, can the production engineering effort to manufacture of the valve compared to the above-described solution can be substantially reduced. The sequence control is realized by suitable Axialbeabstandung the control edges on the outer circumference of the control piston, so that larger opening cross-sections are available when controlling the inlet and outlet connections and thus the pressure loss is minimal.

Die Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft mit Wegeventilen in Patronen- oder Cartridgebauweise realisieren, bei denen die Ventilbuchse dichtend in eine Aufnahmebohrung eines Ventilblocks oder Ventilgehäuses eingesetzt wird. Bei derartigen Cartridge-Bauweisen werden am Außenumfang der Ventilbuchse Ringkanäle ausgebildet, so dass die Lageorientierung mit Bezug zu den Anschlussbohrungen des Gehäuses vereinfacht ist. Bei der herkömmlichen Lösung wird dagegen die Wandstärke durch die Ringkanäle am Außenumfang und die Ringnuten für die Steuerkanten am Innenumfang der Ventilbuchse derart geschwächt, dass bei hohen Drücken eine Vergrößerung der Ventilbuchsenwandstärken erforderlich ist. Da bei der erfindungsgemäßen Lösung die innenliegenden Ringnuten entfallen und somit lediglich noch Nuten am Außenumfang der Ventilbuchse vorgesehen werden müssen, kann auf eine Vergrößerung der Wandstärke verzichtet werden, so dass das Wegeventil kompakt aufgebaut ist und eines vergleichsweise geringen Materialaufwandes bedarf.The Invention leaves particularly advantageous with directional valves in cartridge or Cartridgebau way realize in which the valve sleeve sealing in a receiving bore a valve block or valve housing is used. In such Cartridge designs are on the outer circumference of the valve sleeve annular channels formed, so that the position orientation with respect to the connection holes of the housing is simplified. In the conventional solution in contrast, the wall thickness through the ring channels on the outer circumference and the ring grooves for the control edges on the inner circumference of the valve sleeve weakened so that at high pressures an enlargement of the Valve sleeve wall thicknesses is required. Since in the inventive solution, the inner annular grooves omitted and thus only grooves on the outer circumference of the valve sleeve must be provided can on an enlargement of the Wall thickness be omitted, so that the directional control valve is compact and requires a comparatively low cost of materials.

Bei dieser Konstruktion wird es bevorzugt, wenn die Durchbrüche durch die Ventilbuchsenwandung als Radialbohrungen ausgeführt werden. Alternativ könnten diese Durchbrüche auch als Schlitze oder ähnliches ausgeführt sein.at this construction, it is preferred when the openings through the Ventilbuchsenwandung be executed as radial bores. Alternatively, could these breakthroughs also as slots or similar accomplished be.

Die Relativanordnung der kreisförmigen Steuerkanten am Außenumfang des Steuerkolbens in Axialrichtung wird vorzugsweise derart gewählt, dass beispielsweise bei einem vollständig aufgesteuerten Verbraucheranschluss und anschließender, entsprechender Ansteuerung des Steuerkolbens zunächst die Verbindung vom anderen Verbraucheranschluss zum Ablauf und dann die Verbindung vom erstgenannten Verbraucheranschluss zum Zulaufanschluss zugesteuert wird und dann bei einer weiteren Axialverschiebung des Steuerkolbens zunächst die Verbindung des anderen Verbraucheranschlusses mit dem Pumpenanschluss und dann erst die Verbindung des erstgenannten Verbraucheranschlusses mit dem Tankanschluss aufgesteuert werden.The Relative arrangement of the circular control edges on the outer circumference the control piston in the axial direction is preferably selected such that for example, at a complete open consumer connection and subsequent, appropriate control of the control piston first the connection from the other consumer connection to the expiration and then the connection from the first-mentioned consumer connection to the inlet connection is controlled and then at a further axial displacement of the Control piston first the Connection of the other consumer connection to the pump connection and then only the connection of the first-mentioned consumer connection be turned on with the tank connection.

Diese Reihenfolge ist unabhängig davon, ob der Pumpenanschluss oder der Tankanschluss als Radialanschluss ausgeführt sind.These Order is independent whether the pump connection or the tank connection is a radial connection accomplished are.

Der Steuerkolben ist vorzugsweise als Hohlkolben ausgeführt, der im Bereich seines Kolbenbodens einen den Kolbeninnenraum mit der Ventilbohrung verbindenden Radialbohrungsstern hat.Of the Control piston is preferably designed as a hollow piston, the in the region of its piston crown a piston interior with the Valve bore connecting radial bore star has.

Die Axialbaulänge des Kolbens lässt sich verringern, wenn die Steuerkanten durch zwei beabstandete Ringstege gebildet sind, und der vom Kolbenboden am weitesten axial beabstandete Ringsteg die Stirnfläche des Kolbens ausbildet, an der die Druckfeder zur Beaufschlagung des Steuerkolbens in seine Grundstellung angreift.The Axialbaulänge of the piston leaves decrease when the control edges by two spaced annular webs are formed, and the most axially spaced from the piston crown Ring bridge the face of the piston forms, at which the compression spring for acting the control piston engages in its normal position.

Die Betätigung des Steuerkolbens erfolgt vorzugsweise über einen Proportionalmagneten, dessen Stößel mittelbar oder unmittelbar am Kolbenboden angreift, so dass der Steuerkolben stetig verstellbar ist.The activity the control piston is preferably via a proportional solenoid whose Plunger indirectly or acts directly on the piston head, so that the control piston is continuously adjustable.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.other advantageous developments of the invention are the subject of further Dependent claims.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:One preferred embodiment The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wegeventils; 1 a sectional view of an embodiment of a directional control valve according to the invention;

2 eine vergrößerte Darstellung der Ventilbuchse des Wegeventils aus 1 und 2 an enlarged view of the valve bushing of the directional control valve 1 and

3 die Ventilbuchse aus 2 mit einem Steuerkolben in unterschiedlichen Axialpositionen. 3 the valve socket off 2 with a control piston in different axial positions.

In 1 ist ein Teilschnitt eines proportional verstellbaren 4/3-Wegeventils 1 dargestellt, das beispielsweise bei der Nockenwellenverstellung von Verbrennungsmotoren eingesetzt wird. Über das Wegeventil 1 wird ein Stellglied, beispielsweise ein Kolben mit Schrägverzahnung betätigt, der mit einem an der Nockenwelle befestigten Zahnrad kämmt. Abhängig von der Motordrehzahl und der Gaspedalstellung wird dann beispielsweise die Einlassnockenwelle derart verstellt, dass im unteren Drehzahlbereich die Einlassventile spät geöffnet werden und somit eine Verbesserung in der Leerlaufqualität und des Rundlaufs erzielt wird. Im mittleren Drehzahlbereich wird zur Erhöhung des Drehmoments eine frühe Ventilöffnung bevorzugt, so dass eine bessere Füllung der Zylinder gewährleistet ist.In 1 is a partial section of a proportionally adjustable 4/3-way valve 1 shown, which is used for example in the camshaft adjustment of internal combustion engines. Via the directional control valve 1 For example, an actuator, such as a helical-toothed piston, is used to mesh with a gear fixed to the camshaft. Depending on the engine speed and the accelerator pedal position, the intake camshaft is then adjusted, for example, in such a way that the intake valves are opened late in the lower engine speed range and an improvement in idling quality and concentricity is thus achieved. In the middle speed range, an early valve opening is preferred to increase the torque, so that a better filling of the cylinder is ensured.

Selbstverständlich ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Ventils weder auf eine Ausführung als Proportionalventil noch auf die vorbeschriebene Anwendung beschränkt, sondern das Wegeventil kann auch als Schaltventil und für die Ansteuerung von beliebigen Verbrauchern eingesetzt werden.Of course it is the use of the valve according to the invention neither on an execution as a proportional valve still limited to the application described above, but The directional control valve can also be used as a switching valve and for the control of any Consumers are used.

Das erfindungsgemäße Wegeventil 1 ist in Patronen- oder Cartridgebauweise ausgeführt und hat eine Ventilbuchse 2, in deren Ventilbohrung 4 ein Steuerkolben 6 axial verschiebbar geführt ist. In der Ventilbuchse 2 sind drei Radialanschlüsse A, T und B und ein Axialanschluss P ausgebildet, wobei die Anschlüsse A, B Verbraucheranschlüsse sind und der Anschluss T ein Tankanschluss und der Anschluss P ein Pumpenanschluss sind.The directional control valve according to the invention 1 is designed in cartridge or cartridge construction and has a valve bushing 2 , in the valve bore 4 a control piston 6 is guided axially displaceable. In the valve socket 2 three radial ports A, T and B and an axial port P are formed, wherein the ports A, B are consumer ports and the port T is a tank port and the port P is a pump port.

Der Steuerkolben 6 ist über eine Druckfeder 8 in seine Ausgangsstellung gegen eine Stirnfläche 10 eines Magnetgehäuses 12 eines Proportionalmagneten 14 vorgespannt. Dieser hat einen Stößel 16, der das Magnetgehäuse 12 durchsetzt und mit seinem Endabschnitt in die Ventilbohrung 4 eintaucht, so dass der Steuerkolben 6 gegen die Kraft der Druckfeder 8 in seine Steuerpositionen verschiebbar ist. Der Elektromagnet 14 hat einen herkömmlichen Aufbau, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. Der vom Steuerkolben 6 entfernte Endabschnitt der Druckfeder 8 ist an einem Stützring 9 abgestützt, der in der Ventilbohrung 4 befestigt ist.The control piston 6 is via a compression spring 8th in its initial position against an end face 10 a magnet housing 12 a proportional magnet 14 biased. This one has a pestle 16 , the magnet housing 12 interspersed and with its end portion in the valve bore 4 dips, leaving the control piston 6 against the force of the compression spring 8th is displaceable in his tax positions. The electromagnet 14 has a conventional structure, so that a detailed description can be dispensed with. The from the control piston 6 remote end portion of the compression spring 8th is on a support ring 9 supported in the valve bore 4 is attached.

Das in 1 dargestellte Wegeventil 1 wird in eine gestrichelt angedeutete Aufnahmebohrung 15 eines Ventilblocks eingesetzt und über eine Befestigungslasche 18 am Ventilblock festgeschraubt. Im Ventilblock sind nicht dargestellte Kanäle oder Bohrungen ausgebildet, die im Bereich des Buchsenringkanals münden und die jeweils einem der Anschlüsse P, T, A bzw. B zugeordnet sind. Die Abdichtung des Wegeventils 1 erfolgt in herkömmlicher Weise mit einem O-Ring am Außenumfang des Magnetgehäuses 12, in das die Ventilbuchse 2 eingesetzt ist. Bei der vorbeschriebenen Anwendung zur Nockenwellenverstellung sind die beiden Verbraucheranschlüsse A, B mit dem Ringraum und dem Zylinderraum eines doppelt wirkenden Zylinders verbunden, dessen Kolben zur Nockenwellenverstellung eingesetzt wird.This in 1 illustrated directional control valve 1 is shown in dashed lines indicated receiving bore 15 a valve block and a fastening tab 18 bolted to the valve block. In the valve block channels or holes, not shown, are formed, which open in the region of the bushing ring channel and which are assigned to one of the terminals P, T, A and B respectively. The sealing of the directional valve 1 takes place in a conventional manner with an O-ring on the outer circumference of the magnet housing 12 into which the valve socket 2 is used. In the above-described application for camshaft adjustment, the two consumer ports A, B are connected to the annulus and the cylinder chamber of a double-acting cylinder whose piston is used for camshaft adjustment.

In 2 sind die Ventilbuchse 2 und der Steuerkolben 6 vergrößert in seiner Grundposition (Anlage an der Stirnfläche 10 des Magnetgehäuses 12) dargestellt. Gemäß 2 hat die Ventilbuchse 2 an ihrem Außenumfang vier axial beabstandete Ringstege 20, 22, 24 und 26, wobei der sich an den Ringsteg 20 anschließende Endabschnitt im Magnetgehäuse 12 aufgenommen ist, während an dem sich an den Ringsteg 26 anschließenden Endabschnitt der den Pumpenanschluss P bildende Axialanschluss ausgebildet ist.In 2 are the valve bush 2 and the control piston 6 enlarged in its basic position (contact with the face 10 of the magnet housing 12 ). According to 2 has the valve bush 2 on its outer circumference four axially spaced annular webs 20 . 22 . 24 and 26 , which is attached to the ring web 20 subsequent end section in the magnet housing 12 is added, while attached to the ring land 26 subsequent end portion of the pump port P forming axial connection is formed.

Die Anschlüsse B, T und A sind als Radialbohrungssterne 28, 30, 32 ausgebildet, die in den durch die Ringstege 20, 22; 22, 24; bzw. 24, 26 begrenzten Umfangsnuten münden. Der Steuerkolben 6 ist als Hohlkolben ausgeführt, wobei der Kolbenboden 38 als Anlagefläche für den Stößel 16 dient, während an der offenen Stirnfläche die Druckfeder 8 angreift. Der Kolben 6 hat eine Sacklochbohrung 34, die über einen Bohrungsstern 36 im Bereich des Kolbenbodens 38 in der Ventilbohrung 4 der Ventilbuchse 2 mündet.The connections B, T and A are radial boring stars 28 . 30 . 32 formed in the through the ring bridges 20 . 22 ; 22 . 24 ; respectively. 24 . 26 limited circumferential grooves open. The control piston 6 is designed as a hollow piston, the piston crown 38 as a contact surface for the ram 16 serves, while at the open end face the compression spring 8th attacks. The piston 6 has a blind hole 34 that have a hole star 36 in the area of the piston crown 38 in the valve bore 4 the valve socket 2 empties.

Am Außenumfang des Steuerkolbens 6 sind zwei radial vorstehende Ringstege 40, 42 ausgebildet, über die der Steuerkolben 6 in der Ventilbohrung 4 geführt ist.On the outer circumference of the control piston 6 are two radially projecting ring lands 40 . 42 formed over which the control piston 6 in the valve bore 4 is guided.

Die Umfangskanten der Ringstege 40, 42 bilden vier axial beabstandete, umlaufende Steuerkanten 44, 46, 48 und 50, über die die Anschlüsse B, T, A auf- beziehungsweise zusteuerbar sind. Der in 2 rechts liegende Ringsteg 42 bildet einen Endabschnitt des Steuerkolbens, so dass die Steuerkante 40 die Umfangskante der Stirnfläche des Steuerkolbens 6 darstellt. Im Bereich dieses Ringsteges 42 ist eine sich stufenförmig hin zur Sacklochbohrung 34 verjüngende Bohrung 52 ausgebildet, in die der in 2 linke Endabschnitt der Druckfeder 8 eintaucht.The peripheral edges of the ring lands 40 . 42 form four axially spaced, circumferential control edges 44 . 46 . 48 and 50 , over which the connections B, T, A are up or zuusteuerbar. The in 2 right-hand ring bridge 42 forms an end portion of the control piston, so that the control edge 40 the peripheral edge of the end face of the control piston 6 represents. In the area of this ring land 42 is a stepped towards the blind hole 34 tapered bore 52 trained, in which the in 2 left end portion of the compression spring 8th dips.

Die Relativanordnung der Steuerkanten 44 bis 50 zueinander und zu den Umfangskanten der Radialbohrungssterne 28, 30, 32 ist derart gewählt, dass die Verbraucher über die eingangs beschriebene Ablaufsteuerung ansteuerbar sind. Das heißt, die Druckmittelströmung zum beziehungsweise vom Verbraucher wird durch die Öffnung des Ablaufquerschnitts bestimmt.The relative arrangement of the control edges 44 to 50 to each other and to the peripheral edges of the radial bore stars 28 . 30 . 32 is chosen such that the consumers can be controlled via the sequence control described above. That is, the pressure fluid flow to or from the consumer is determined by the opening of the flow cross-section.

Zur Verdeutlichung seien die geometrischen Verhältnisse anhand des in 2 dargestellten Ausführungsbeispieles verdeutlicht.For clarification, the geometric relationships are based on the in 2 illustrated embodiment illustrated.

In der in 2 dargestellten Grundstellung, das heißt bei an der Stirnfläche 10 anliegendem Kolbenboden 38 ist der Abstand BT der Steuerkante 46 zur benachbarten Umfangskante des Bohrungssterns 28 kleiner als der Abstand AP der Steuerkante 50 zur benachbarten Umfangskante des Anschlusses A und dieser ist wiederum kleiner als der Abstand BP der Steuerkante 44 zur benachbarten Umfangskante des Steueranschlusses B und dieser ist kleiner als der Abstand AT der Steuerkante 48 zur benachbarten Umfangskante des Bohrungssterns 32.In the in 2 illustrated basic position, that is at the front surface 10 fitting piston crown 38 is the distance BT of the control edge 46 to the adjacent peripheral edge of the hole star 28 smaller than the distance AP of the control edge 50 to the adjacent peripheral edge of the terminal A and this in turn is smaller than the distance BP of the control edge 44 to the adjacent peripheral edge of the control terminal B and this is smaller than the distance AT of the control edge 48 to the adjacent peripheral edge of the hole star 32 ,

Das heißt: BT < AP < BP < AT. This means: BT <AP <BP <AT.

Die durch diese geometrische Anordnung mögliche Ablaufsteuerung sei anhand 3 erläutert.The possible through this geometric arrangement sequence control is based 3 explained.

Die Teildarstellungen 3a bis 3e zeigen den Steuerkolben 6 in unterschiedlichen Steuerpositionen. 3a entspricht der Darstellung aus 2, bei der der Steuerkolben 6 in seine Grundposition gegen die Stirnfläche 10 vorgespannt ist. In dieser Grundposition sind die Verbindungen zwischen dem Pumpenanschluss P und dem Arbeitsanschluss A sowie dem Arbeitsanschluss B und dem Tankanschluss T aufgesteuert.The partial representations 3a to 3e show the control piston 6 in different tax positions. 3a corresponds to the illustration 2 in which the control piston 6 into his basic position against the face 10 is biased. In this basic position, the connections between the pump port P and the working port A and the working port B and the tank port T are turned on.

Bei Bestromung des Proportionalmagneten 14 lässt sich der Steuerkolben 6 gegen die Kraft der Druckfeder 8 in die in 3b gezeigte Steuerposition bringen.When the proportional solenoid is energized 14 can be the spool 6 against the force of the compression spring 8th in the in 3b bring shown control position.

In dieser Steuerposition hat die Steuerkante 46 die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluss B und dem Tankanschluss T zugesteuert, während die Verbindung vom Pumpenanschluss P zum Arbeitsanschluss A noch geöffnet ist. Das heißt, der Ablauf vom Verbraucher ist bereits geschlossen, während der Zulauf noch geöffnet ist. Die Ansteuerung des Verbrauchers zwischen den in den 3a und 3b dargestellten Positionen des Steuerkolbens 6 ist somit durch die Öffnung des Ablaufanschlusses, das heißt den durch die Position der Steuerkante 46 bestimmten Öffnungsquerschnitt des Radialbohrungssterns 28 bestimmt.In this control position has the control edge 46 the connection between the working port B and the tank port T is controlled while the connection from the pump port P to the working port A is still open. This means that the drain from the consumer is already closed while the inlet is still open. The control of the consumer between in the 3a and 3b shown positions of the control piston 6 is thus through the opening of the drain port, that is the by the position of the control edge 46 certain opening cross-section of the radial bore star 28 certainly.

Bei einer weiteren Verschiebung des Steuerkolbens 6 (3c) schließt die Steuerkante 50 die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluss P und dem Arbeitsanschluss A, so dass beide Verbraucheranschlüsse A, B gegenüber dem Pumpenanschluss P und dem Tankanschluss T abgesperrt sind.For a further displacement of the control piston 6 ( 3c ) closes the control edge 50 the connection between the pump port P and the working port A, so that both consumer ports A, B are shut off from the pump port P and the tank port T.

Bei weiterer Bestromung des Proportionalmagneten 14 gelangt der Steuerkolben 6 in die in 3d dargestellte Position, in der die Steuerkante 44 die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluss P und dem Arbeitsanschluss B aufsteuert. Das heißt, bei einer weiteren Axialverschiebung des Steuerkolbens 6 kann das Druckmittel vom Pumpenanschluss P durch die Sacklochbohrung 34, den Bohrungsstern 36 und den sich radial anschließenden Teil der Ventilbohrung 4 hindurch zum Verbraucheranschluss B strömen. Bei der in 3d dargestellten Position ist allerdings die Verbindung vom anderen Verbraucheranschluss A zum Tankanschluss T noch geschlossen, so dass erst bei der weiteren Verschiebung des Steuerkolbens 6 die den Druckmittelfluss bestimmende Verbindung zum Tankanschluss T aufgesteuert wird.With further energization of the proportional magnet 14 arrives the control piston 6 in the in 3d shown position in which the control edge 44 the connection between the pump port P and the working port B opens. That is, in a further axial displacement of the control piston 6 can the pressure fluid from the pump port P through the blind hole 34 , the hole star 36 and the radially adjoining part of the valve bore 4 through to the load port B. At the in 3d shown position, however, the connection from the other consumer port A to the tank port T is still closed, so that only in the further displacement of the control piston 6 the pressure medium flow determining connection is turned on to the tank port T.

3e zeigt die Relativposition des Steuerkolbens, bei dem der Zulauf, das heißt die Verbindung vom Pumpenanschluss P zum Verbraucheranschluss B über die Steuerkante 44 bereits geöffnet ist, während die Steuerkante 48 die Verbindung vom Verbraucheranschluss A zum Tankanschluss T gerade noch nicht geöffnet hat. Bei einer weiteren Verschiebung des Steuerkolbens 6 wird diese Verbindung geöffnet, so dass – wie vorstehend erwähnt – die zum Verbraucher strömende Druckmittelmenge durch die Öffnung des Ablaufs bestimmt ist. 3e shows the relative position of the control piston, in which the inlet, that is, the connection from the pump port P to the load port B via the control edge 44 already open while the control edge 48 the connection from the consumer connection A to the tank connection T has just not opened. For a further displacement of the control piston 6 This connection is opened, so that - as mentioned above - the amount of pressure fluid flowing to the consumer is determined by the opening of the drain.

Selbstverständlich lässt sich diese Ablaufsteuerung auch bei Vertauschen des Pumpenanschlusses mit dem Tankanschluss T realisieren. Die vorbeschriebene Ventilkonstruktion ist nicht auf Proportionalventile beschränkt, sondern lässt sich auch bei Schaltventilen anwenden.Of course you can This process control also when exchanging the pump connection realize with the tank connection T. The above-described valve construction is not limited to proportional valves, but can be also apply to switching valves.

Offenbart ist eine Einrichtung zur Nockenwellenverstellung eines Verbrennungsmotors, mit einem Wegeventil mit zwei Verbraucheranschlüssen, einem Tankanschluss und einem Pumpenanschluss, bei dem die Steuerkanten an Ringstegen eines Steuerkolbens ausgebildet sind, deren Axialabstand so gewählt ist, dass eine Ablaufsteuerung eines Stellglieds zur Drehlagenverstellung der Nockenwelle möglich ist.Disclosed is a device for adjusting the camshaft of an internal combustion engine, with a directional control valve with two consumer connections, a tank connection and a pump connection, in which the control edges on annular webs of a Control piston are formed whose axial distance is chosen so that a sequence control of an actuator for rotational position adjustment the camshaft possible is.

Claims (8)

Einrichtung zur Nockenwellenverstellung eines Verbrennungsmotors, insbesondere mit einem als doppellwirkenden Zylinder ausgestatteten Nockenwellenversteller, mit einem Wegeventil mit einer Ventilbuchse (2), in deren Ventilbohrung (4) ein Steuerkolben (6) geführt ist, durch dessen Axialverschiebung ein Ablaufanschluss (T) und ein Zulaufanschluss (P) wahlweise mit einem ersten oder einem zweiten Verbraucheranschluss (A, B) verbindbar ist, an die ein Stellglied zur Verstellung der Nockenwellendrehlage angeschlossen ist, und dessen Steuerkante (44, 46, 48, 50) durch umlaufende Umfangskanten ausgebildet sind, wobei die Verbraucheranschlüsse (A, B) und der Zulauf- oder der Ablaufanschluss (P, T) jeweils über einen Durchbruch (28, 30, 32) in der Ventilbuchsenwandung in die Ventilbohrung (4) münden, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (6) als Hohlkolben ausgebildet ist, an dem die Steuerkanten (44, 46, 48, 50) so in Axialrichtung voneinander beabstandet sind, dass vor dem Zusteuern der Verbindung zwischen dem Zulaufanschluss (P) und einem Verbraucheranschluss (A, B) die Verbindung zwischen dem anderen Verbraucheranschluss (B, A) und dem Ablaufanschluss (T) zusteuerbar ist.Device for adjusting the camshaft of an internal combustion engine, in particular with a camshaft adjuster equipped as a double-acting cylinder, with a directional control valve with a valve bushing ( 2 ), in whose valve bore ( 4 ) a control piston ( 6 ) is guided through the axial displacement of a drain port (T) and an inlet port (P) with either a first or a second consumer port (A, B) is connected to an actuator for adjusting the camshaft rotational position is connected, and its control edge ( 44 . 46 . 48 . 50 ) are formed by peripheral peripheral edges, wherein the consumer ports (A, B) and the inlet or the discharge port (P, T) in each case via a breakthrough ( 28 . 30 . 32 ) in the valve sleeve wall into the valve bore ( 4 ), characterized in that the control piston ( 6 ) is designed as a hollow piston, on which the control edges ( 44 . 46 . 48 . 50 ) are spaced apart in the axial direction, that before the connection between the inlet port (P) and a consumer port (A, B), the connection between the other consumer port (B, A) and the drain port (T) is zusteuerbar. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil in Patronenbauweise ausgebildet ist, so dass die Ventilbuchse (2) dichtend in eine Aufnahmebohrung (15) eines Gehäuses einsetzbar ist.Device according to claim 1, characterized in that the valve is designed in cartridge construction, so that the valve bushing ( 2 ) sealingly into a receiving bore ( 15 ) of a housing can be used. Einrichtung nach einem der vorgehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche Radialbohrungen (28, 30, 32) sind, die in Ringnuten am Außenumfang der Ventilbuchse (2) münden.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the openings radial bores ( 28 . 30 . 32 ) are in annular grooves on the outer circumference of the valve sleeve ( 2 ). Einrichtung nach einem der vorgehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei aufgesteuerter Verbindung zwischen einem Verbraucheranschluss (A) und dem Zulaufanschluss (P) der Zusteuerweg (AP) der den Verbraucheranschluss (A) zusteuernden Steuerkante (50) größer ist als der Zusteuerweg (BT) der die Verbindung zwischen dem anderen Verbraucheranschluss (B) und dem Ablaufanschluss (T) zusteuernden Steuerkante (46) und der Aufsteuerweg (BP), der die Verbindung zwischen dem anderen Verbraucheranschluss (B) und dem Pumpenanschluss (P) aufsteuernden Steuerkante (44) kleiner ist als der Aufsteuerweg (AT) des die Verbindung zwischen dem erstgenannten Verbraucheranschluss (A) und dem Ablaufanschluss (T) aufsteuernden Steuerkante (48).Device according to one of the preceding claims, characterized in that at aufgesteuerter connection between a consumer cheranschluss (A) and the inlet port (P) of the feed path (AP) of the consumer terminal (A) to be controlled control edge ( 50 ) is greater than the Zusteuerweg (BT) of the connection between the other consumer port (B) and the drain port (T) to be controlled control edge ( 46 ) and the Aufsteuerweg (BP), the connection between the other consumer port (B) and the pump port (P) aufsteuernden control edge ( 44 ) is smaller than the Aufsteuerweg (AT) of the connection between the first-mentioned consumer port (A) and the drain port (T) aufsteuernden control edge ( 48 ). Einrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (5) eine Sacklochbohrung (34) hat, in der in Zulaufrichtung gesehen stromabwärts der Ringstege (20, 22, 24, 26) zumindest eine Radialbohrung mündet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston ( 5 ) a blind hole ( 34 ), as seen in the inlet direction downstream of the ring lands ( 20 . 22 . 24 . 26 ) opens at least one radial bore. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von einem Kolbenboden (38) entfernte Ringsteg (42) die Ringstirnfläche des Steuerkolbens (6) bildet, in deren Bereich eine Druckfeder (8) abgestützt ist, die den Steuerkolben (6) in seine Grundstellung vorspannt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the of a piston head ( 38 ) removed ring land ( 42 ) the annular end face of the control piston ( 6 ), in the region of which a compression spring ( 8th ) is supported, which the control piston ( 6 ) into its basic position. Einrichtung nach einem der vorgehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufanschluss (P) als Axialanschluss und der Ablaufanschluss (T) zwischen den Verbraucheranschlüssen (A, B) oder der Ablaufanschluss (T) als Axialanschluss und der Zulaufanschluss (P) zwischen den Verbraucheranschlüssen (A, B) ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the inlet connection (P) as axial connection and the drain port (T) between the consumer ports (A, B) or the drain connection (T) as axial connection and the inlet connection (P) between the load terminals (A, B) is formed. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch einen Proportionalmagneten (14), über dessen Stössel (16) der Steuerkolben (6) axial verschiebbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized by a proportional magnet ( 14 ), over the ram ( 16 ) of the control piston ( 6 ) is axially displaceable.
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