EP1382807B1 - Magnetventil mit Ölfilter für variable Nockenwellensteuerung - Google Patents

Magnetventil mit Ölfilter für variable Nockenwellensteuerung Download PDF

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EP1382807B1
EP1382807B1 EP20030013770 EP03013770A EP1382807B1 EP 1382807 B1 EP1382807 B1 EP 1382807B1 EP 20030013770 EP20030013770 EP 20030013770 EP 03013770 A EP03013770 A EP 03013770A EP 1382807 B1 EP1382807 B1 EP 1382807B1
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EP
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oil
solenoid valve
engine
oil filter
shaft portion
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Leonhard Halmanseger
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F01L2001/34436—Features or method for avoiding malfunction due to foreign matters in oil
    • F01L2001/3444—Oil filters

Definitions

  • the present invention relates to a variable camshaft control according to the preamble of claim 1.
  • Such a variable camshaft control is from the DE 100 27 080 A1 known.
  • Such a variable camshaft timing is known.
  • the camshaft can be rotated by means of an adjusting device connected to the engine oil circuit. Due to the rotation of the camshaft, the opening and closing times as well as the valve overlap can be shortened or extended.
  • the rotational position of the camshaft is controlled by a solenoid valve, which is connected to the engine oil circuit. The engine oil is sucked from the oil pan by the oil pump and pumped through the oil filter in the engine block and in the cylinder head. From there, the engine oil flows to the solenoid valve of the camshaft control.
  • the object of the invention is to provide a camshaft control in which the problem of failure of the solenoid valves in the first "life phase" of the engine is avoided by "primeval dirt".
  • the basic principle of the invention is to arrange a filter or a sieve before the engine oil inlet of the solenoid valve, which can be removed after the running-in phase of the engine during the inspection.
  • the screen is intended during the run-in phase of the engine "the original dirt", d. H. Collect chips and abrasion from the engine or cylinder head and prevent it from entering the solenoid valve. After the running-in phase of the engine, z.
  • the oil filter or oil strainer is arranged directly on the engine oil inlet of the solenoid valve.
  • the solenoid valve is in an inspection with a few simple steps of the engine housing, in particular disassembled from the cylinder head.
  • the oil filter or oil strainer is attached directly to the solenoid valve and can be removed together with the solenoid valve. After removal of the solenoid valve, the oil filter or oil strainer only needs to be removed from the solenoid valve.
  • the solenoid valve has a shaft section.
  • the engine oil inlet of the solenoid valve is formed by one or more distributed in the circumferential direction of the shaft portion arranged radial bores.
  • control outputs can be provided on the shaft portion, which may also be formed by radial bores.
  • the shank portion of the solenoid valve has a circumferential groove in the region of the engine oil inlet.
  • the oil filter or oil strainer is inserted into this groove.
  • the oil filter may have the shape of a manhole inserted into the groove of the shaft portion.
  • Fig. 1 schematically shows the end face 1 of an engine block of a V-engine with two cylinder heads 2, 3.
  • two solenoid valves 4, 5 are used, which are provided in a known manner for controlling an adjustment of the camshaft control.
  • the solenoid valves 4, 5 are covered by a cover 6.
  • Fig. 2 shows details of the solenoid valve 4.
  • the solenoid valve 4 has a rear portion 7, in which the magnetic coils and the armature are housed be powered by a power connector 8 with electricity.
  • the solenoid valve 4 further comprises a front, substantially cylindrical portion 9, which is formed by three adjacent circumferential grooves 10 - 12.
  • the shank portion 9 has in the grooves 10 - 12 in each case a plurality of circumferentially distributed radial bores 15 which are in communication with the interior of the shank portion 9.
  • Inside the shaft portion 9 a displaceable by electrical actuation of the solenoid valve control piston is arranged inside the shaft portion 9 .
  • the middle bore 14 forms in the embodiment shown here the engine oil inlet of the solenoid valve 4.
  • the other two holes 13, 15 act as control outputs, which are in pressure communication via a duct system or line system with the adjusting device of the camshaft control. That is, engine oil flows via the bore 14 into the solenoid valve and out of the solenoid valve via the control bores 13, 15.
  • Fig. 3 shows a in the cylinder head 2 (see. Fig. 1 ) provided receiving bore 16 into which the solenoid valve 4 or more precisely the shaft 9 of the solenoid valve is used.
  • transverse channels 17 - 19 are provided, which are associated with the holes 13 - 15 in the shaft 9 of the solenoid valve 4, and also opening into the receiving bore 16 longitudinal bore 20th
  • the Fig. 4-7 show a first embodiment of such an oil filter or ⁇ lsiebs 21.
  • the oil filter or oil strainer 21 has a support body 22, which, as best of the FIGS. 5 and 6 can be seen, consists of two semi-cylindrical carrier body halves 22a, 22b, which are connected together at one end via a pivot joint 23.
  • the pivot joint 23 may be formed for example by a material constriction.
  • the other two ends 24, 25 of the semi-cylindrical carrier body halves 22a, 22b form a clip closure.
  • Fig. 5 shows the clipped state
  • Fig. 6 the open state.
  • the carrier body halves 22a, 22b have a plurality of recesses 26 distributed in the circumferential direction - 33, on the engine oil from radially outside to radially inside can flow into the solenoid valve 4.
  • a screen plate 34 is placed and fixed to the carrier body 22.
  • the oil filter or oil strainer 21 is in the open state (see. Fig. 6 ) is slipped over the shaft 9 of the solenoid valve 4 and inserted into the groove 11 and then clipped together.
  • the solenoid valve 4 is removed in a few simple steps and the oil filter or oil strainer 21 is removed from the groove 11. Subsequently, the solenoid valve 4 is reinstalled and now without oil filter or oil strainer.
  • the Fig. 8, 9 show a schematic representation of another variant of an oil filter or oil strainer.
  • the oil filter or oil screen is formed here by a cuff-like screen plate 34 which is inserted into the groove 11 of the shaft 9 of the solenoid valve.
  • the two end portions 35, 36 of the screen plate are connected to each other here by a laser spot weld 37.
  • the one end portion 36 additionally has a tab-like extension 38, which protrudes in the circumferential direction from the end portion 36.
  • the solenoid valve 9 is removed together with the screen plate 34. With a pair of needle-nose pliers, the tab-like extension 38 can be grasped. Subsequently, the seam 37 is torn open with the needle-nose pliers and the oil screen 21 is removed from the shaft 9 of the solenoid valve 4.

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  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable Nockenwellensteuerung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Eine derartige variable Nockenwellensteuerung ist aus der DE 100 27 080 A1 bekannt.
  • Aus der DE 198 31 515 A1 ist eine derartige variable Nockenwellensteuerung bekannt. In Abhängigkeit vom Lastzustand und von der Drehzahl des Motors kann die Nockenwelle mittels einer an den Motorölkreislauf angeschlossenen Verstelleinrichtung verdreht werden. Durch die Verdrehung der Nockenwelle können die Öffnungs- und Schließzeiten sowie die Ventilüberschneidung verkürzt oder verlängert werden. Die Verdrehstellung der Nockenwelle ist durch ein Magnetventil steuerbar, das an den Motorölkreislauf angeschlossen ist. Das Motoröl wird aus der Ölwanne von der Ölpumpe angesaugt und über den Ölfilter in den Motorblock sowie in den Zylinderkopf gepumpt. Von dort strömt das Motoröl zum Magnetventil der Nockenwellensteuerung.
  • Bei der Fertigung neuer Motoren ist es fast unvermeidlich, dass im Motorblock bzw. Zylinderkopf Metallspäne bzw. Verschmutzungen zurück bleiben. Ferner besteht die Gefahr, dass sich Grate von Bohrungsverschneidungen der Kurbelgehäuseund/oder Zylinderkopfwandungen ablösen und über das Motoröl zum Magnetventil der Nockenwellensteuerung gelangen. Dies kann zum "Blockieren" des Kolbens des Magnetventils und somit zum Ausfall der Nockenwellensteuerung führen.
  • Das Problem, däss Grate, Späne bzw. Abrieb über das Motoröl zum Magnetventil der Nockenwellensteuerung gelangen, tritt zwar meist nur in der ersten "Lebensphase" des Motors auf, z. B. bis zu einer Laufleistung von etwa 15.000 km, da danach der "Urschmutz" bzw. Späne und Grate üblicherweise von den Motorund Zylinderkopfwandungen abgespült sind. Die Rückstände können dann über das Motoröl zu den Magnetventilen der Nockenwellensteuerung gelangen und die Magnetventile schädigen. Häufig muss dann bei der Inspektion das gesamte Magnetventil ausgetauscht werden, was mit erheblichen Kosten verbunden ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nockenwellensteuerung zu schaffen, bei der das Problem des Ausfalls der Magnetventile in der ersten "Lebensphase" des Motors durch "Urschmutz" vermieden wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, vor dem Motoröleingang des Magnetventils ein Filter bzw. ein Sieb anzuordnen, das nach der Einlaufphase des Motors bei der Inspektion entfernt werden kann. Das Sieb ist dazu vorgesehen, während der Einlaufphase des Motors "den Urschmutz", d. h. Späne und Abrieb aus dem Motor bzw. Zylinderkopf aufzufangen und ein Eindringen in das Magnetventil zu verhindern. Nach der Einlaufphase des Motors, z. B. nach 15.000 km ist üblicherweise der gesamte "Urschmutz aus dem Motor ausgewaschen. Das Filter bzw. Sieb vor dem Motoröleingang des Magnetventils kann dann im Rahmen der Inspektion entfernt werden. Es braucht nicht durch ein neues Filter bzw. Sieb ersetzt zu werden. Das Filter bzw. Sieb verhindert ein Eindringen des "Urschmutz" in das Magnetventil. Ein verschmutzungsbedingter Ausfall des Magnetventils durch "Urschmutz" wird somit verhindert. Bei der ersten Inspektion braucht lediglich das Filter entfernt zu werden. Ein Austausch des Magnetventils erübrigt sich.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Ölfilter bzw. Ölsieb unmittelbar am Motoröleingang des Magnetventils angeordnet.
  • Das Magnetventil ist bei einer Inspektion mit wenigen Handgriffen vom Motorgehäuse, insbesondere vom Zylinderkopf demontierbar. Vorzugsweise ist das Ölfilter bzw. Ölsieb unmittelbar am Magnetventil befestigt und kann zusammen mit dem Magnetventil ausgebaut werden. Nach dem Ausbau des Magnetventils braucht das Ölfilter bzw. Ölsieb lediglich noch vom Magnetventil entfernt zu werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Magnetventil einen Schaftabschnitt auf. Der Motoröleingang des Magnetventils ist durch eine oder mehrere in Umfangsrichtung des Schaftabschnitts verteilt angeordnete radiale Bohrungen gebildet. Ferner können am Schaftabschnitt Steuerausgänge vorgesehen sein, die ebenfalls durch radiale Bohrungen gebildet sein können. Vorzugsweise weist der Schaftabschnitt des Magnetventils im Bereich des Motoröleingangs eine umlaufende Nut auf.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Ölfilter bzw. Ölsieb in diese Nut eingesetzt. Das Ölfilter bzw. Ölsieb kann die Form einer Manschnette haben, die in die Nut des Schaftabschnitts eingesetzt ist.
  • Hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung des Ölfilters bzw. Ölsiebs schlägt die Erfindung zwei verschiedene Varianten vor:
    1. a) Bei der einen Variante weist das Ölfilter bzw. Ölsieb einen z. B. aus Kunststoff bestehenden Trägerkörper auf, der durch zwei halbzylindrische Hälften gebildet ist, die an ihren ersten Enden über ein Schwenkgelenk miteinander verbunden sind und die an ihren zweiten Enden öffenbar, z. B. mit einem Clipverschluss miteinander verbunden. Die halbkreiszylindrischen Hälften des Trägerkörpers weisen über den Umfang verteilt mehrere Ausnehmungen auf. Ferner ist ein sich über den gesamten Umfang des Trägerkörpers erstreckendes Filter- bzw. Siebelement vorgesehen, das am Trägerkörper fixiert ist.
    2. b) Bei der anderen Variante ist das Ölfilter bzw. Ölsieb durch ein Siebblech gebildet. Das Siebblech ist vergleichbar mit einem "Schnittblech", wie es von Trockenrasierern bekannt ist. Vorzugsweise ist das Siebblech unmittelbar in die Nut des Schaftabschnitts des Magnetventils eingesetzt. Die beiden Enden des Siebblechs können beispielsweise durch Laserpunktschweißung miteinander verbunden werden. Vorzugsweise ist ein Endabschnitt der miteinander verschweißten Endbereiche des Siebbleches laschenartig verlängert. Dieser Endabschnitt fungiert als "Aufreißlasche". Bei einer Inspektion kann dann beispielsweise mit einer Spitzzange die Aufreißlasche gegriffen und das Siebblech aufgerissen und vom Magnetventilschaft entfernt werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläuter t. Es zeigen:
    • Fig. 1
    die prinzipielle Anordnung von Magnetventilen einer Nockenwellensteuerung am Zylinderkopf;
    Fig. 2
    ein Magnetventil einer Nockenwellensteuerung;
    Fig. 3
    eine zylindrische Ausnehmung im Zylinderkopf, in die das Magnetventil der Fig. 2 eingesetzt wird;
    Fig. 4 - 7
    verschiedene Ansichten eines durch einen Trägerkörper gebildeten Ölfilters bzw. Ölsiebs;
    Fig. 8, 9
    ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Ölfilter bzw. Ölsieb als einfaches Siebblech ausgebildet ist.
  • Fig. 1 zeigt schematisch die Stirnseite 1 eines Motorblocks eines V-Motors mit zwei Zylinderköpfen 2, 3. In die Stirnseite des Zylinderkopfs 2 sind zwei Magnetventile 4, 5 eingesetzt, die in bekannter Weise zur Steuerung einer Verstelleinrichtung der Nockenwellensteuerung vorgesehen sind. Im montierten Zustand sind die Magnetventile 4, 5 durch einen Deckel 6 abgedeckt.
  • Fig. 2 zeigt Einzelheiten des Magnetventils 4. Das Magnetventil 4 weist einen hinteren Abschnitt 7 auf, in dem die Magnetspulen und der Anker untergebracht sind, die über einen Stromanschluss 8 mit Strom versorgt werden. Das Magnetventil 4 weist ferner einen vorderen, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 9 auf, der durch drei nebeneinanderliegende umlaufende Nuten 10 - 12 gebildet ist. Der Schaftabschnitt 9 weist in den Nuten 10 - 12 jeweils mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete radiale Bohrungen 15 auf, die mit dem Inneren des Schaftabschnitts 9 in Verbindung stehen. Im Inneren des Schaftabschnitts 9 ist ein durch elektrische Betätigung des Magnetventils verschiebbarer Steuerkolben angeordnet. Die mittlere Bohrung 14 bildet bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel den Motoröleingang des Magnetventils 4. Die anderen beiden Bohrungen 13, 15 fungieren als Steuerausgänge, die über ein Kanalsystem bzw. Leitungssystem mit der Verstelleinrichtung der Nockenwellensteuerung in Druckverbindung stehen. Das heißt, Motoröl strömt über die Bohrung 14 in das Magnetventil und über die Steuerbohrungen 13, 15 aus dem Magnetventil heraus.
  • Fig. 3 zeigt eine im Zylinderkopf 2 (vgl. Fig. 1) vorgesehene Aufnahmebohrung 16, in die das Magnetventil 4 bzw. genauer gesagt der Schaft 9 des Magnetventils eingesetzt wird. Im Zylinderkopf 2 sind Querkanäle 17 - 19 vorgesehen, die den Bohrungen 13 - 15 im Schaft 9 des Magnetventils 4 zugeordnet sind, sowie eine ebenfalls in die Aufnahmebohrung 16 mündende Längsbohrung 20.
  • Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, vor dem Motoröleingang des Magnetventils 4, d. h. vor den Bohrungen 14 ein Ölfilter bzw. ein Ölsieb anzuordnen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Ölfilter bzw. Ölsieb in die umlaufende Nut 11 des Schafts 9 des Magnetventils 4 eingesetzt.
  • Die Fig. 4 - 7 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines solchen Ölfilters bzw. Ölsiebs 21. Das Ölfilter bzw. Ölsieb 21 weist einen Trägerkörper 22 auf, der, wie am besten aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, aus zwei halbzylindrischen Trägerkörperhälften 22a, 22b besteht, die an einem Ende über ein Schwenkgelenk 23 miteinander verbunden sind. Das Schwenkgelenk 23 kann beispielsweise durch eine Materialeinschnürung gebildet sein. Die anderen beiden Enden 24, 25 der halbzylindrischen Trägerkörperhälften 22a, 22b bilden einen Clipverschluss. Fig. 5 zeigt den zusammengeclipsten Zustand, Fig. 6 den geöffneten Zustand. Die Trägerkörperhälften 22a, 22b weisen in Umfangsrichtung verteilt mehrere Ausnehmungen 26 - 33 auf, über die Motoröl von radial außen nach radial innen in das Magnetventil 4 strömen kann. Über die Ausnehmungen 26, d. h. über den gesamten Umfang des Trägerkörpers 22 ist ein Siebblech 34 gelegt und am Trägerkörper 22 fixiert. Das Ölfilter bzw. Ölsieb 21 wird im geöffneten Zustand (vgl. Fig. 6) über den Schaft 9 des Magnetventils 4 gestülpt und in die Nut 11 eingesetzt und anschließend zusammengeclipst. Zum Beispiel bei der ersten Inspektion, d. h. nach der Einlaufphase des Motors, wird mit wenigen Handgriffen das Magnetventil 4 demontiert und das Ölfilter bzw. Ölsieb 21 aus der Nut 11 entfernt. Anschließend wird das Magnetventil 4 wieder eingebaut und zwar jetzt ohne Ölfilter bzw. Ölsieb.
  • Die Fig. 8, 9 zeigen in schematischer Darstellung eine andere Variante eines Ölfilters bzw. Ölsiebs. Das Ölfilter bzw. Ölsieb ist hier durch ein manschettenartiges Siebblech 34 gebildet, das in die Nut 11 des Schafts 9 des Magnetventils eingesetzt ist. Die beiden Endabschnitte 35, 36 des Siebblechs sind hier durch eine Laserpunktschweißung 37 miteinander verbunden. Der eine Endabschnitt 36 weist zusätzlich einen laschenartigen Fortsatz 38 auf, der in Umfangsrichtung vom Endabschnitt 36 absteht. Bei der ersten Inspektion wird das Magnetventil 9 zusammen mit dem Siebblech 34 ausgebaut. Mit einer Spitzzange kann der laschenartige Fortsatz 38 gefasst werden. Anschließend wird die Naht 37 mit der Spitzzange aufgerissen und das Ölsieb 21 vom Schaft 9 des Magnetventils 4 entfernt.
  • Bei beiden Varianten kann also das Ölfilter bzw. Ölsieb wenn es verstopft ist, z. B. bei der ersten Inspektion, vom Magnetventil 4 entfernt werden. Anschließend wird das Magnetventil 4 wieder eingebaut und zwar ohne Ölfilter bzw. Ölsieb.

Claims (6)

  1. Variable Nockenwellensteuerung für Verbrennungsmotoren, mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen einer Nockenwelle, wobei durch das Verstellen der Nockenwelle Öffnungs- und Schließzeiten von Ventilen des Verbrennungsmotors verstellbar sind, und die Verdrehstellung der Nockenwelle durch ein Magnetventil (4) steuerbar ist, das einen Motoröleingang (14) aufweist, der an den Motorölkreislauf angeschlossen ist und vor dem Motoröleingang (14) ein dem Magnetventil (4) zugeordnetes Ölfilter bzw. Ölsieb (21) angeordnet ist, wobei das Magnetventil (4) einen zylindrischen Schaftabschnitt (9) aufweist, wobei der Motoröleingang (14) durch eine oder mehrere über den Umfang des Schaftabschnitts (9) verteilt angeordnete radiale Bohrungen (13, 15) gebildet sind, die in das Innere des Schaftabschnitts (9) münden und wobei sich das Ölfilter bzw. Ölsieb (21) im Bereich des Öleingangs (14) manschettenartig um den Schaftabschnitt (9) herum erstreckt, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Ölfilter bzw. Ölsieb (21) durch ein Siebblech (34) gebildet ist,
    dass die Endabschnitte (35, 36) des Siebblechs (34) miteinander verbunden sind und
    dass der eine Endabschnitt (36) des Siebblechs (34) einen laschenartigen Fortsatz (38) aufweist, der zum Aufreißen der Verbindung (37) der Endabschnitte (35, 36) und zum Entfernen des Ölfilters bzw. Ölsiebs (21) vom Magnetventil (4) vorgesehen ist.
  2. Variable Nockenwellensteuerung nach Anspruch 1, wobei das Magnetventil (4) ein vom Verbrennungsmotor demontierbares Bauteil ist und das Ölfilter bzw. Ölsieb (21) zusammen mit dem Magnetventil (4) demontierbar ist.
  3. Variable Nockenwellensteuerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Magnetventil (4) mindestens einen Steuerölausgang (13, 15) zum Ansteuern der Verstelleinrichtung aufweist.
  4. Variable Nockenwellensteuerung nach Anspruch 3, wobei der mindestens eine Steuerausgang (13) durch eine oder mehrere über den Umfang des Schaftabschnitts (9) verteilt angeordnete radiale Bohrungen (13, 15) gebildet sind, die in das Innere des Schaftabschnitts (9) führen.
  5. Variable Nockenwellensteuerung nach Anspruch 4, wobei der Schaftabschnitt (9) im Bereich des Öleingangs (14) eine umlaufende Nut (11) aufweist, in die das Ölfilter bzw. Ölsieb (21) von außen her eingesetzt ist.
  6. Variable Nockenwellensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Endabschnitte (35, 36) des Siebblechs (34) miteinander verschweißt sind.
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