EP0510327B1 - Vorrichtung zur Änderung der Ventilsteuerzeiten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur Änderung der Ventilsteuerzeiten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine Download PDF

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EP0510327B1
EP0510327B1 EP92103128A EP92103128A EP0510327B1 EP 0510327 B1 EP0510327 B1 EP 0510327B1 EP 92103128 A EP92103128 A EP 92103128A EP 92103128 A EP92103128 A EP 92103128A EP 0510327 B1 EP0510327 B1 EP 0510327B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotary piston
oil
recess
combustion engine
setting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP92103128A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0510327A2 (de
EP0510327A3 (en
Inventor
Herbert Ampferer
Willi Schultz
Imre Dr. Szodfridt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Publication of EP0510327A2 publication Critical patent/EP0510327A2/de
Publication of EP0510327A3 publication Critical patent/EP0510327A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0510327B1 publication Critical patent/EP0510327B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34403—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
    • F01L1/34406—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley

Definitions

  • the invention relates to a device on an internal combustion engine according to the features specified in the preamble of claim 1.
  • a generic device with an oil-hydraulic phase converter which has a coupling member designed as an adjusting piston and axially displaceable in two end positions.
  • the coupling member engages with helical gears in a camshaft and in a ring gear driving the camshaft, so that an axial displacement of the actuating piston rotates the camshaft relative to the crankshaft driving it, thereby causing a change in the valve timing.
  • the supply of pressure oil from the oil circuit of the internal combustion engine into the phase converter is controlled by an axially electromagnetically displaceable piston depending on parameters of the internal combustion engine, which is held in a hollow flange shaft screwed to the camshaft.
  • the piston has several bores or circumferential grooves and must be manufactured with high accuracy to avoid leaks, since only short sealing surfaces are available between the oil supply and discharge bores arranged in the flange shaft.
  • DE 36 16 234 A1 discloses a further device for changing the valve timing of a multi-cylinder internal combustion engine, in which a hydraulic double-acting cylinder / piston unit can be controlled by means of a valve device.
  • This valve device can be controlled according to a map of the internal combustion engine in order to achieve an operating point-dependent adjustment of the camshaft. Neither the valve device nor the map of the internal combustion engine are further developed.
  • the invention has for its object a generic device for changing the valve timing with an oil-hydraulic phase converter in one To create internal combustion engine in which the supply and discharge of oil in the phase converter is carried out in a simplified manner.
  • Oil is supplied and discharged into the phase converter in a simple manner via a valve device which has a housing connected to the oil circuit of the internal combustion engine and a rotary piston mounted therein in a cylindrical receptacle.
  • This rotary lobe is can be pivoted into a first or a second position and thereby connects the oil circuit supplying pressure oil to the coupling element of the phase converter via oil-carrying lines in such a way that it is displaced into its first or second end position.
  • the change in the valve timing of the internal combustion engine can thus be triggered by a simple pivoting movement of the rotary piston.
  • Sufficiently large sealing surfaces are available between the rotary piston and the receptacle arranged in the housing. The effort for tolerances is therefore comparatively low.
  • the rotary piston and the connection diagram of the oil-carrying lines opening into the receptacle of the housing are designed in such a way that the rotary piston is relieved of radial pressure and that sufficiently large sealing surfaces are available.
  • a second embodiment provides an axially pressure-relieved rotary piston which has only one bore and is kept small in diameter.
  • Both versions are with e.g. formed as an actuator, engaging in a groove of the rotary piston from one to the other position.
  • the positions are precisely determined, for example, by a pin which is fixed in the housing and slides in a guide slot of the rotary pistons.
  • the servomotor or a clock valve which is arranged in front of an actuator designed as a pressure cell, is controlled by a control unit of the internal combustion engine as a function of one or more parameters, such as load, speed, oil temperature. controlled.
  • the switching characteristics of the valve device can be determined by the position of control edges. Closely adjacent control edges of recesses in the rotary lobes produce a "hard" switching characteristic which operates with little or no coverage of the oil supply and discharge lines, while a "soft" operating with greater coverage can be achieved with a greater distance.
  • each of the two camshafts 1 serving the inlet is assigned a phase converter 2 at the drive end 3.
  • Each camshaft 1 is held in several bearings 4 which are connected to a lubrication circuit 5.
  • the oil circuit of the internal combustion engine comprises the lubrication circuit 5, an actuation circuit for adjusting the phase converter 2 and a lubrication circuit of the crankshaft 6.
  • a pump 8 pumps oil from a reservoir 9 through a filter 10. From there, a branch 11 leads to the crankshaft 6 of the internal combustion engine and via an oil-supplying channel 12 to a valve device 13 and to the lubrication circuit 5.
  • the valve device 13 has a housing 14 with a cylindrical receptacle 15 in which a rotary piston 16 is pivotally mounted.
  • a first and a second line 17 and 18 are connected to the housing 14 and are each connected to the camshafts 1.
  • the lines 17 and 18 open into ring channels 19 of a bearing 20.
  • Radial bores 21 and 22 lead from the ring channels 19 to channels 23 and 24 formed in the interior of the camshafts 1.
  • channels 23 and 24 are shown in a manner not shown with two in the phase changers 2 formed chambers 25 and 26 in connection.
  • the chambers 25 and 26 are arranged on both sides of a coupling member designed as an axially displaceable piston 27 in a phase converter housing 28.
  • the phase converters 2 are driven from the crankshaft 6 via an endless drive, not shown.
  • the rotary piston 16 consists of an upper or lower circular cover plate 30 or 31 and a distributor piece 32 arranged between them.
  • Continuous drain bores 33 and 34 are arranged on both sides and symmetrically to an axis of rotation A-A of the rotary piston 16.
  • a connection bore 35 extends perpendicularly to the axis A-A in the center of the distributor piece 32.
  • Connections 36 and 37, respectively, opening into the outlet bores 33 and 34 are made from a cylindrical outer surface F of the rotary piston 16.
  • the upper cover plate 30 has a groove 38 and a curved guide slot 39 between the drain holes 33, 34.
  • the distributor piece 32 is cut symmetrically to the axis A-A through recesses 40 in the form of a segment of a circle, control edges 41 being formed. The distance between the control edges 41 is determined by the radius R of the recesses 40.
  • the housing 14 receiving the rotary piston 16 is held on the internal combustion engine by means of screw connections 42.
  • a step receptacle 43 of the housing 14 accommodates an actuator, which is designed as an actuator 44 and is only indicated, which engages in the groove 38.
  • a fitting bore 45 corresponding to the guide slot 39 serves to receive a pin 46.
  • Blind holes 48 and 49 run from the underside 47 of the housing 14, which pass through transverse bores 50 to the cylindrical receptacle 15 are connected.
  • the oil-supplying channel 12 is connected to the blind hole 48, the first and second lines 17 and 18 to the blind holes 49.
  • the housing 14 is provided with an oil-removing return 51, which opens into the reservoir 9.
  • the pump 8 pumps oil from the reservoir 9 through the filter 10 into the channel 12.
  • the branching 11 leads part of the oil flow to the crankshaft 6 and to further lubrication points of the internal combustion engine as well as to the lubrication circuit 5 and to the blind hole 48 of the Housing 14.
  • the rotary piston 16 In a first operating state of the internal combustion engine, for example a low speed range, the rotary piston 16 is in a first position S1 according to FIG. 1.
  • the pressure oil passes from the blind hole 48 via the transverse bore 50 into one of the recesses 40 which is connected to the opposite recess 40 via the connecting bore 35. From there, the oil flows through the first line 17 to the ring channels 19 of the bearing points 20.
  • the bores 21 and the channels 23 guide the oil into the chambers 25 and move the pistons 27 into a first end position E1, which corresponds to the position S1 of the rotary piston 16 corresponds.
  • the intake valves (not shown) actuated by the camshafts 1 have a slight overlap with the exhaust valves.
  • the control unit 52 If during operation of the internal combustion engine the parameters load L and / or speed n of the internal combustion engine recorded by an electronic control unit 52 change into a further operating state, for example a medium speed range, the control unit 52 outputs a corresponding signal U to the servomotor 44 and pivots it the rotary piston 16 counterclockwise into a second position S2, which is indicated by dashed lines in Fig. 1.
  • the positions S1 and S2 are defined by the length of the guide slot 39 sliding on the pin 46.
  • In the Position S2 reaches pressure oil through the second lines 18 and the channels 24 into the chambers 26 and move the pistons 27 into a second end position E2, which corresponds to the position S2 of the rotary piston 16.
  • the phase changers 2 change in a known manner the relative rotational position of the camshafts 1 with respect to the camshafts used for the exhaust such that there is a relatively large overlap between intake and exhaust valves.
  • valve device 13 is relieved of radial pressure due to the symmetrical arrangement of the recesses 40, i.e. there are no forces pressing the outer surface F into the receptacle 15 on one side.
  • the seal of the rotary piston 16, not shown here, is therefore unproblematic. Sufficiently large sealing surfaces exist between the oil flows to be separated from one another on the outer surface F, so that relatively coarse tolerances between the receptacle 15 and the rotary piston 16 can be used.
  • FIGS. 9 to 11b A second embodiment of the invention is shown in FIGS. 9 to 11b. Parts or positions that correspond to those of the first embodiment are provided with identical reference numerals.
  • the valve device 13 has a housing 140 with a rotary piston 160 mounted in a cylindrical receptacle 150. Depending on the parameters, this can be pivoted by a servomotor 44 from a first position S1 shown in FIGS. 10a and 11a to a second position S2 shown in FIGS. 10b and 11b. Both positions S1 and S2 in turn correspond to the end positions E1 and E2 of the pistons 27.
  • the rotary piston 160 has a connecting bore 350 running along its axis of rotation AA, which is closed at its lower end with a plug 53.
  • a semicircular recess 400 which intersects the connecting bore 350.
  • a further recess 401 is arranged, which also intersects the connecting bore 350.
  • the rotary piston 160 has a drainage groove 402.
  • the return line 51 opens into the receptacle 150 between the lines 17 and 18.
  • the housing 140 has a circumferential groove 403 at the level of the channel 12, so that oil flows into the connecting bore 350 from the channel 12 in each position of the rotary piston 160 via a recess 400 designed as a bore.
  • the valve device 13 is radially relieved of pressure at the level of the channel 12.
  • valve device 13 is additionally radially depressurized at the level of the lines 17 and 18.
  • the two lines 17, 18 are arranged in a plane at an angle of 90 ° to one another and the recess 401 penetrates the rotary piston 160 radially.
  • the drain groove 402 extends parallel to the axis of rotation A-A up to the outlet 51 lying in a parallel plane.

Landscapes

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Brennkraftmaschine gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.
  • Aus der DE-38 10 804 A1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung mit einem ölhydraulischen Phasenwandler bekannt, der ein als Stellkolben ausgebildetes, axial in zwei Endlagen verschiebbares Koppelglied aufweist. Das Koppelglied greift mit Schrägverzahnungen in eine Nockenwelle und in ein die Nockenwelle antreibendes Hohlrad ein, so daß ein axiales Verschieben des Stellkolbens die Nockenwelle relativ zu der sie antreibenden Kurbelwelle verdreht und dadurch eine Änderung der Ventilsteuerzeiten hervorruft. Die Zufuhr von Drucköl aus dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine in den Phasenwandler wird dabei von einem axial in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine elektromagnetisch verschiebbaren Kolben gesteuert, der in einer hohlen, an die Nockenwelle geschraubten Flanschwelle gehalten ist. Der Kolben weist mehrere Bohrungen bzw. umlaufende Nuten auf und muß zur Vermeidung von Leckagen mit hoher Genauigkeit gefertigt werden, da zwischen in der Flanschwelle angeordneten Ölzufuhr- und -abfuhrbohrungen nur kurze Dichtflächen zur Verfügung stehen.
  • DE 36 16 234 A 1 ist eine weitere Vorrichtung zur Änderung der Ventilsteuerzeiten einer mehrzylinderigen Brennkraftmaschine bekannt, bei der eine hydraulisch doppelt wirkende Zylinder-/ Kolbeneinheit mittels einer Ventileinrichtung steuerbar ist. Diese Ventileinrichtung kann nach einem Kennfeld der Brennkraftmaschine gesteuert werder um eine betriebspunktabhängige Verstellung der Nockenwelle zu erzielen. Weder die Ventileinrichtung noch das Kennfeld der Brennkraftmaschine sind dabei weiter ausgeführt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Änderung der Ventilsteuerzeiten mit einem ölhydraulischen Phasenwandler in einer Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der die Zufuhr und Abfuhr von Öl in den Phasenwandler in vereinfachter Weise erfolgt.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
  • Die Zufuhr und die Abfuhr von Öl in den Phasenwandler erfolgt in einfacher Weise über eine Ventileinrichtung, die ein an den Ölkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossenes Gehäuse und einen darin in einer zylindrischen Aufnahme gelagerten Drehkolben aufweist. Dieser Drehkolben ist in eine erste bzw. in eine zweite Stellung schwenkbar und verbindet dabei den Drucköl zuführenden Ölkreislauf mit dem Koppelglied des Phasenwandlers über ölführende Leitungen so, daß dieses in seine erste bzw. zweite Endlage verschoben wird. Die Änderung der Ventilsteuerzeiten der Brennkraftmaschine ist somit durch eine einfache Schwenkbewegung des Drehkolbens auslösbar. Zwischen dem Drehkolben und der in dem Gehäuse angeordneten Aufnahme stehen ausreichend große Dichtflächen zur Verfügung. Der Aufwand für Toleranzen ist dadurch vergleichsweise gering.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen benannt.
  • In einer ersten Ausführung ist der Drehkolben und das Anschlußbild der in der Aufnahme des Gehäuses mündenden ölführenden Leitungen so gestaltet, daß der Drehkolben radial druckentlastet ist und daß ausreichend große Dichtflächen zur Verfügung stehen.
  • Eine zweite Ausführung sieht einen axial druckentlasteten Drehkolben vor, der nur eine Bohrung aufweist und im Durchmesser klein gehalten ist.
  • Beide Ausführungen sind mit einem z.B. als Stellmotor ausgebildeten, in eine Nut des Drehkolbens eingreifenden Stellglied von der einen in die andere Stellung verschwenkbar. Die Stellungen werden beispielsweise durch einen in dem Gehäuse festgelegten, in einem Führungsschlitz der Drehkolben gleitenden Stift exakt festgelegt. Der Stellmotor oder ein Taktventil, das vor einem als Druckdose ausgebildeten Stellglied angeordnet ist wird von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern, wie Last, Drehzahl, Öltemperatur ect. angesteuert. Die Schaltcharakteristik der Ventileinrichtung ist durch die Lage von Steuerkanten bestimmbar. Eng beieinanderliegende Steuerkanten von Ausnehmungen der Drehkolben bewirken eine "harte", mit geringer oder keiner Überdeckung der Öl zu- und abführenden Leitungen arbeitenden Schaltcharakteristik, während mit einem größeren Abstand eine "weiche", mit größerer Überdeckung arbeitende zu erzielen ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch eine Draufsicht einer ersten Ausführung der Erfindung teilweise im Schnitt,
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf einen Drehkolben der ersten Ausführung,
    Fig. 3
    eine Ansicht aus Pfeilrichtung X gemäß Fig. 2,
    Fig. 4
    einen Schnitt entlang der Linie IV-IV gemäß Fig. 3,
    Fig. 5
    einen Schnitt entlang der Linie V-V gemäß Fig. 2,
    Fig. 6
    einen Schnitt entlang der Linie VI-VI gemäß Fig. 2,
    Fig. 7
    eine Draufsicht auf ein Gehäuse der ersten Ausführung,
    Fig. 8
    einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII gemäß Fig. 7,
    Fig. 9
    schematisch einen vertikalen Schnitt durch eine zweite Ausführung der Erfindung,
    Fig. 10a
    einen Schnitt entlang der Linie X-X in einer ersten Stellung gemäß Fig. 9,
    Fig. 10b
    einen Schnitt entlang der Linie X-X in einer zweiten Stellung gemäß Fig. 9,
    Fig. 11a
    einen Schnitt entlang der Linie XI-XI in einer ersten Stellung gemäß Fig. 9,
    Fig. 11b
    einen Schnitt entlang der Linie XI-XI in einer zweiten Stellung,
    Fig. 12
    eine Variante der Ausführung gemäß Fig. 10 und
    Fig. 13
    eine Variante der Ausführung gemäß Fig. 12 in einer ersten Stellung.
  • In einer in einem Kraftfahrzeug angeordneten, nicht näher gezeigten zweireihigen Brennkraftmaschine mit vier obenliegenden Nockenwellen ist jeder der beiden dem Einlaß dienenden Nockenwellen 1 ein Phasenwandler 2 am antriebsseitigen Ende 3 zugeordnet. Jede Nockenwelle 1 ist in mehreren Lagern 4 halten, die an einen Schmierkreislauf 5 angeschlossen sind. Der Ölkreislauf der Brennkraftmaschine umfaßt den Schmierkreislauf 5, einen Betätigungskreislauf zur Verstellung der Phasenwandler 2 und einen Schmierkreislauf der Kurbelwelle 6.
  • Eine Pumpe 8 fördert Öl aus einem Vorratsbehälter 9 durch ein Filter 10. Von dort aus führt eine Verzweigung 11 zu der Kurbelwelle 6 der Brennkraftmaschine und über einen ölzuführenden Kanal 12 zu einer Ventileinrichtung 13 und zu dem Schmierkreislauf 5. Die Ventileinrichtung 13 weist ein Gehäuse 14 mit einer zylindrischen Aufnahme 15 auf, in der ein Drehkolben 16 schwenkbar gelagert ist. An das Gehäuse 14 ist eine erste und eine zweite Leitung 17 und 18 angeschlossen, die jeweils mit den Nockenwellen 1 verbunden sind. Die Leitungen 17 und 18 münden dabei in Ringkanälen 19 einer Lagerstelle 20. Radiale Bohrungen 21 und 22 führen von den Ringkanälen 19 zu im inneren der Nockenwellen 1 ausgebildeten Kanälen 23 und 24. Diese Kanäle 23 bzw. 24 stehen in nicht näher gezeigter Weise mit zwei in den Phasenwandlern 2 ausgebildeten Kammern 25 bzw. 26 in Verbindung. Die Kammern 25 bzw. 26 sind beidseitig eines als axial verschiebbarer Kolben 27 ausgebildeten Koppelgliedes in einem Phasenwandlergehäuse 28 angeordnet. Die Phasenwandler 2 werden über einen nicht gezeigten Endlostrieb von der Kurbelwelle 6 aus angetrieben.
  • Gemäß einer in den Figuren 1 bis 8 gezeigten ersten Ausführung der Erfindung besteht der Drehkolben 16 aus einer oberen bzw. unteren kreisförmigen Deckscheibe 30 bzw. 31 sowie einem dazwischen angeordneten Verteilerstück 32.
  • Beidseitig und symmetrisch zu einer Rotationsachse A-A des Drehkolbens 16 sind durchgehende Ablaufbohrungen 33 und 34 angeordnet. Senkrecht zur Achse A-A verläuft mittig in dem Verteilerstück 32 eine Verbindungsbohrung 35. Von einer zylindrischen Außenfläche F des Drehkolbens 16 aus sind in die Ablaufbohrungen 33 bzw. 34 mündende Verbindungen 36 bzw. 37 eingebracht.
  • Die obere Deckscheibe 30 weist zwischen den Ablaufbohrungen 33, 34 eine Nut 38 sowie einen gekrümmten Führungsschlitz 39 auf. Das Verteilerstück 32 ist symmetrisch zur Achse A-A durch Ausnehmungen 40 kreissegmentförmig angeschnitten, wobei Steuerkanten 41 entstehen. Der Abstand der Steuerkanten 41 ist durch den Radius R der Ausnehmungen 40 bestimmt.
  • Das den Drehkolben 16 aufnehmende Gehäuse 14 ist mittels Verschraubungen 42 an der Brennkraftmaschine gehalten. Eine Stufenaufnahme 43 des Gehäuses 14 nimmt ein als Stellmotor 44 ausgebildetes, nur angedeutet gezeigtes Stellglied auf, welches in die Nut 38 eingreift. Eine mit dem Führungsschlitz 39 korrespondierende Paßbohrung 45 dient zur Aufnahme eines Stiftes 46. Von der Unterseite 47 des Gehäuses 14 aus verlaufen Sacklöcher 48 und 49, die mit Querbohrungen 50 an die zylindrische Aufnahme 15 angeschlossen sind. Der ölzuführende Kanal 12 ist mit dem Sackloch 48, die ersten und zweiten Leitungen 17 und 18 mit den Sacklöchern 49 verbunden. Weiterhin ist das Gehäuse 14 mit einem ölabführenden Rücklauf 51 versehen, der in den Vorratsbehälter 9 mündet.
  • Im Betrieb der Brennkraftmaschine fördert die Pumpe 8 Öl aus dem Vorratsbehälter 9 durch das Filter 10 in den Kanal 12. Die Verzweigung 11 führt einen Teil des Ölstromes zu der Kurbelwelle 6 und zu weiteren Schmierstellen der Brennkraftmaschine sowie zum Schmierkreislauf 5 und zu dem Sackloch 48 des Gehäuses 14. In einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, z.B. einem niedrigen Drehzahlbereich, befindet sich der Drehkolben 16 in einer ersten Stellung S1 gemäß Fig. 1. Das Drucköl gelangt von dem Sackloch 48 über die Querbohrung 50 in eine der Ausnehmungen 40, welche über die Verbindungsbohrung 35 mit der gegenüberliegenden Ausnehmung 40 verbunden ist. Von dort strömt das Öl durch die erste Leitung 17 zu den Ringkanälen 19 der Lagerstellen 20. Die Bohrungen 21 und die Kanäle 23 leiten das Öl in die Kammern 25 und verschieben die Kolben 27 in eine erste Endlage E1, welche mit der Stellung S1 des Drehkolbens 16 korrespondiert. In dieser Stellung S1 weisen die nicht gezeigten, von den Nockenwellen 1 betätigten Einlaßventilen eine geringe Überschneidung mit den Auslaßventilen auf.
  • Das bei dem Verschieben der Kolben 27 in die Endlage E1 aus den Kammern 26 verdrängte, drucklose Öl fließt über die Kanäle 24, die Bohrungen 22 und die zweiten Leitungen 18 zu dem Sackloch 49 im Gehäuse 14. Von dort aus strömt das Öl durch die Querbohrung 50 und die Verbindung 36 in die Ablaufbohrung 33. Diese wiederum ist in nicht näher gezeigten Weise mit dem Rücklauf 51 verbunden.
  • Verändern sich während des Betriebes der Brennkraftmaschine die von einem elektronischen Steuergerät 52 aufgenommenen Parameter Last L und/oder Drehzahl n der Brennkraftmaschine in einen weiteren Betriebszustand, z.B. einen mittleren Drehzahlbereich, so gibt das Steuergerät 52 ein entsprechendes Signal U an den Stellmotor 44 und dieser verschwenkt den Drehkolben 16 entgegen den Uhrzeigersinn in eine zweite Stellung S2, die in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Die Stellungen S1 bzw. S2 sind durch die Länge des auf dem Stift 46 gleitenden Führungsschlitzes 39 definiert. In der Stellung S2 gelangt Drucköl durch die zweiten Leitungen 18 sowie die Kanäle 24 in die Kammern 26 und verschieben die Kolben 27 in eine zweite Endlage E2, welche mit der Stellung S2 des Drehkolbens 16 korrespondiert. Die Phasenwandler 2 verändern dabei in bekannter Weise die relative Drehlage der Nockenwellen 1 gegenüber den dem Auslaß dienenden Nockenwellen derart, daß eine relativ große Überschneidung zwischen Ein- und Auslaßventilen vorliegt.
  • Das bei dem Verschieben der Kolben 27 in die zweite Endlage E2 aus den Kammern 25 verdrängte Öl fließt über die Kanäle 23, die Bohrungen 21 und die ersten Leitungen 18 zu einem Sackloch 49 im Gehäuse 14. Von dort aus strömt das Öl durch die Querbohrung 50 und die Verbindung 37 in die Ablaufbohrung 34. Diese steht in nicht näher gezeigter Weise mit dem Rücklauf 51 in Verbindung.
  • Bei dieser Ausführung der Erfindung ist die Ventileinrichtung 13 aufgrund der symmetrischen Anordnung der Ausnehmungen 40 radial druckentlastet, d.h., es wirken keine die Außenfläche F einseitig in die Aufnahme 15 pressenden Kräfte. Die hier nicht gezeigte Abdichtung des Drehkolbens 16 ist daher unproblematisch. Zwischen den an der Außenfläche F voneinander zu trennenden Ölströmen liegen ausreichend große Dichtflächen vor, so daß relativ grobe Toleranzen zwischen Aufnahme 15 und Drehkolben 16 verwendet werden können.
  • In den Figuren 9 bis 11b ist eine zweite Ausführung der Erfindung dargestellt. Teile bzw. Stellungen, die mit denen der ersten Ausführung übereinstimmen, sind mit identischen Bezugszeichen versehen.
  • Die Ventileinrichtung 13 weist ein Gehäuse 140 mit einem in einer zylindrischen Aufnahme 150 gelagerten Drehkolben 160 auf. Dieser kann in der zuvor beschriebenen Art und Weise von einem Stellmotor 44 parameterabhängig von einer in den Figuren 10a und 11a gezeigten ersten Stellung S1 in eine zweite, in den Figuren 10b und 11b gezeigten Stellung S2 verschwenkt werden. Beide Stellungen S1 bzw. S2 korrespondieren wiederum mit den Endlagen E1 bzw. E2 der Kolben 27.
  • Der Drehkolben 160 weist eine entlang seiner Rotationsachse A-A verlaufende Verbindungsbohrung 350 auf, die an ihrem unteren Ende mit einem Stopfen 53 verschlossen ist. In der Höhe des ölzuführenden Kanales 12 ist in den Drehkolben 160 eine halbkreisförmige Ausnehmung 400 eingebracht, die die Verbindungsbohrung 350 schneidet. In Höhe der ersten und zweiten Leitungen 17 und 18 ist eine weitere Ausnehmung 401 angeordnet, die ebenfalls die Verbindungsbohrung 350 schneidet. Gegenüberliegend zur Ausnehmung 401 und die Bohrung 350 nicht schneidend weist der Drehkolben 160 eine Abflußnut 402 auf.
  • Zwischen den Leitungen 17 und 18 mündet der Rücklauf 51 in die Aufnahme 150.
  • In der Stellung S1 gelangt das Drucköl von dem Kanal 12 in die Ausnehmung 400 und von dort über die Verbindungsbohrung 350 und die Ausnehmung 401 in die ersten Leitungen 17. Aus den Kammern 26 rückströmendes Öl gelangt über die zweiten Leitungen 18 und die Abflußnut 403 zu dem Rücklauf 51.
  • Nach dem Verschwenken in die Stellung S2 gelangt das Drucköl aus der Verbindungsbohrung 350 in die zweiten Leitungen 18 verschiebt die Kolben 27 in ihre zweite Endlage E2. Das dabei aus den Kammern 25 verdrängte Öl strömt über die ersten Leitungen 17 und die Abflußnut 402 in den Rücklauf 51.
  • In einer Variante gemäß Fig. 12 weist das Gehäuse 140 in Höhe des Kanales 12 eine umlaufende Nut 403 auf, so daß in jeder Stellung des Drehkolbens 160 aus dem Kanal 12 über eine als Bohrung ausgeführte Ausnehmung 400 Öl in die Verbindungsbohrung 350 strömt. Hierbei ist die Ventileinrichtung 13 in Höhe des Kanales 12 radial druckentlastet.
  • Bei einer Variante gemäß Fig. 13 ist die Ventileinrichtung 13 zusätzlich in Höhe der Leitungen 17 und 18 radial Druckentlastet. Hierbei sind nur die beiden Leitungen 17, 18 in einer Ebene unter einem Winkel von 90° Grad zueinander angeordnet und die Ausnehmung 401 durchdringt den Drehkolben 160 radial. Die Abflußnut 402 erstreckt sich parallel zur Rotationsachse A-A bis zu dem in einer parallelen Ebene liegenden Ablauf 51.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Änderung der Ventilsteuerzeiten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, mit einem ölhydraulischen Phasenwandler, der die Drehlage mindestens einer relativ zu einer sie antreibenden Welle verdrehbaren Nockenwelle in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine ändert, und der ein aus einem Ölkreislauf über eine Ventileinrichtung beidseitig beaufschlagtes, mindestens in zwei Endlagen verschiebbares Koppelglied aufweist, wobei die Ventileinrichtung (13) ein mit dem Ölkreislauf verbundenes Gehäuse (14; 140) zur Führung eines Ventilgliedes aufweist, und in einer ersten Stellung (S1) des Ventilgliedes (16; 160) der Ölkreislauf mit dem in einer ersten Endlage (E1) angeordneten Koppelglied (27) und in einer zweiten Stellung (S2) mit dem in einer zweiten Endlage (E2) angeordneten Koppelglied (27) über ölführende Leitungen (17, 18, 23, 24) verbunden ist, und an dem Gehäuse (14; 140) ein Stellglied (44) angeordnet ist, welches formschlüssig in das Ventilglied (16; 160) eingreift und dieses mindestens in Abhängigkeit der Parameter Last (L) und Drehzahl (n) in die erste bzw. zweite Stellung (S1 bzw. S2) bringt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied als Drehkolben (16; 160) ausgebildet und in einer zylindrischen Aufnahme (15; 150) des Gehäuses (14; 140) schwenkbar gelagert ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Stellung (S1) ein in die Aufnahme (15; 150) mündender ölzuführender Kanal (12) des Ölkreislaufes über eine in dem Drehkolben (16; 160) angeordnete Verbindungsbohrung (35; 350) mit einer ebenfalls in die Aufnahme (15; 150) mündenden ersten Leitung (17) an eine den Kolben (27) einseitig begrenzende Kammer (25) des Phasenwandlers (2) angeschlossen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (16) symmetrisch zu seiner Rotationsachse (A-A) angeordnete, mittels der Verbindungsbohrung (35) verbundene Ausnehmungen (40) aufweist, wobei die eine Ausnehmung (40) mit dem Kanal (12) und die andere Ausnehmung (40) mit der ersten Leitung (17) verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (16) parallel zu seiner Rotationsachse (A-A) verlaufende Ablaufbohrungen (33, 34) aufweist, wobei die Ablaufbohrung (33) aus einer zweiten, in der Aufnahme (15) mündenden und mit einer weiteren Kammer (26) verbundenen Leitung (18) Öl aufnimmt und mittels eines Rücklaufes (51) mit einem Vorratsbehälter (9) für Öl verbunden ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (160) eine in Richtung seiner Rotationsachse (A-A) verlaufende und Ausnehmungen (400, 401) des Drehkolbens (160) miteinander verbindende Verbindungsbohrung (350) aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (160) benachbart der Ausnehmung (401) eine Abflußnut (402) aufweist, die in einer Stellung (S1 bzw. S2) eine der Leitungen (18 bzw. 17) mit dem Rücklauf (51) verbindet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (150) in Höhe des Kanales (12) eine umlaufende Nut (403) aufweist, die in jeder Stellung (S1, S2) die Verbindungsbohrung (350) mittels der Ausnehmung (400) mit dem Kanal (12) verbindet.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (401) den Drehkolben (160) radial durchdringt.
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