EP1963627B1

EP1963627B1 - Nockenwellenverstellerzuleitung

Info

Publication number: EP1963627B1
Application number: EP06830176A
Authority: EP
Inventors: Jens Hoppe; Ali Bayrakdar; Gerhard Scheidig
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2026-11-29
Also published as: CN101331297B; WO2007068586A1; KR20080079650A; CN101331297A; DE502006006419D1; EP1963627A1; JP2009519403A; PL1963627T3; US20080264200A1; ATE460565T1; DE102005060111A1; US8146549B2

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Hydraulik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung, die Verwendung eines Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung, eine Nockenwellenverstelleinrichtung mit einer Nockenwellenverstellerzuleitung und ein Widerstandselement.
Nockenwellen mit ihren Nocken dienen bei einem Verbrennungsmotor dazu, die für das Ausschieben der verbrauchten Gase und Ansaugen der Frischgase separat ausgelegten Gaswechselventile entgegen der Kraft der Ventilfedern zu öffnen. Starre Steuerzeiten für die Ventile stellen immer einen Kompromiss für die Auslegung hinsichtlich des erreichbaren Mitteldruck- bzw. Drehmomentmaximums und dessen Lage im nutzbaren Drehzahlband sowie der erreichbaren Leistung bei Nenndrehzahl dar.
Es wurden daher verdrehbare Nockenwellen entwickelt, die die Steuerzeiten für die Ventile durch Verdrehen der Nockenwelle in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verändern können. Eine solche hydraulisch betriebene Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine, ein sog. Nockenwellenversteller, ist beispielsweise aus der EP 0 806 550 oder der DE 196 23 818 bekannt.
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wirken Wechselmomente auf die Nockenwelle, die beispielsweise durch Reibkräfte bei dem Kontakt der Nocken mit den Schließventilen auftreten. Diese Wechselmomente entstehen durch das Abwälzen der Nocken auf den Nockenfolgern, beispielsweise Ausgleichselementen, zum Ausgleich des Ventilspiels. Die durch die Wechselmomente entstehenden Druckspitzen sind beispielsweise in der EP 0 590 696 beschrieben.
Die Druckspitzen entstehen in den Druckkammern des Nockenwellenverstellers und können dazu führen, dass ungewollt die eigentlich mit Druck zu beaufschlagende Kammer für die Dauer der Druckspitze teilweise entleert wird. Die Verstellgeschwindigkeit, mit der ein Vor- bzw. Nachlauf einer Nockenwelle eingestellt werden kann, sinkt und die Phasentreue ist beeinträchtigt. Des weiteren werden die Druckspitzen auch auf weitere Druckverbraucher übertragen, die dadurch geschädigt werden können.
Es ist bekannt, Rückschlagventile in den externen Druckkreislauf oder in der externen Druckleitung des Nockenwellenverstellers zu integrieren. Beispiele hierfür können der EP 0 590 696 , der EP 1 291 563 oder EP 1 284 340 entnommen werden.
Ein Zentralventil, das in der Schraube zur Nockenwellenanbindung integriert ist, ist beispielsweise aus DE 199 44 535 C1 bekannt
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Nockenwellenverstellerzuleitung anzugeben.
Demgemäß wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung, eine Verwendung eines Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung, eine Nockenwellenverstelleinrichtung und ein Widerstandselement angegeben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben. Die Nockenwellenverstellerzuleitung umfasst eine Zentralschraube und eine Nockenwelle mit einer Aufnahmebohrung, wobei die Zentralschraube zumindest teilweise in der Aufnahmebohrung angeordnet ist. Die Zentralschraube ist derart in der Aufnahmebohrung der Nockenwelle angeordnet, dass sich zwischen der Zentralschraube und der Aufnahmebohrung ein Spalt ausbildet, der von einem Fluid durchströmt werden kann. In dem ausgebildeten Spalt ist zumindest ein Widerstandselement angeordnet, wobei das zumindest eine Widerstandselement einer Strömungsrichtung, die das Fluid aufweist, zumindest teilweise entgegenwirkt.
Mittels des Widerstandselements kann das Strömungsverhalten des Fluids in dem Spalt beeinflusst werden. Die Beeinflussung des Strömungsverhaltens kann dabei auch darin be-stehen, dass eine Strömungsrichtung des Fluids vollständig unterbrochen werden kann. Somit kann eine Steuerung der Strömungsrichtung des Fluids stattfinden.
Die Aufnahmebohrung kann beispielsweise in einem Endbereich der Nockenwelle angeordnet sein. Somit kann die Aufnahmebohrung sacklochartig ausgebildet sein.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung eines Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben. Das Widerstandselement kann dabei in einen Spalt zwischen der Aufnahmebohrung der Nockenwelle und der Zentralschraube der Nockenwelle eingesetzt werden, um einer Fluidbewegung entgegenzuwirken.
Zur Unterbindung bzw. Beeinträchtigung der Strömungsrichtung des Fluids, kann das Widerstandselement den Querschnitt des Spaltes bzw. eine Projektion desselben ausfüllen und dadurch abdichten.
Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellereinrichtung angegeben. Die Nockenwellenverstellereinrichtung umfasst dabei eine Nockenwellenverstellerzuleitung und eine Phaseneinstelleinrichtung, wobei die Nockenwellenverstellerzuleitung ausgebildet ist, die Phaseneinstelleinrichtung mit einem Fluid zu beaufschlagen. Es kann somit ein Fluidstrom der Phaseneinstelleinrichtung in seinem Strömungsverhalten beeinflusst werden. Es kann somit beispielsweise bestimmt werden, ob und wieviel Fluid der Phaseneinstelleinrichtung bereitgestellt werden soll.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Widerstandselement angegeben, wobei das Widerstandselement einen Widerstandskörper aufweist, der sich radial in einem Spalt zwischen den Begrenzungen des Spaltes erstrecken kann. Dabei können die Begrenzungen beispielsweise von einer Aufnahmebohrung in einer Nockenwelle und einer Zentralschraube gebildet werden. Das Widerstandselement weist einen Widerstandskörper auf, mit dem es einer Fluidbewegung in einem Spalt entgegenwirken kann.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben, wobei der Spalt zwischen der Zentralschraube und der Aufnahmebohrung als Ringspalt ausgebildet ist.
Die Zentralschraube kann koaxial in einer entsprechend ausgebildeten Aufnahmebohrung einer Nockenwelle angeordnet sein, so dass zwischen der Nockenwelle und der Zentralschraube ein ring- oder kreisförmiger Abstand entsteht. Dieser Abstand oder Spalt, insbesondere Ringspalt, kann verwendet werden, um eine Nockenwellenverstellereinrichtung über den Spalt mit einem Fluid beaufschlagen zu können. Der im Querschnitt als Ring ausgebildete Spalt kann sich achsparallel entlang der Länge der Zentralschraube erstrecken. Folglich kann der Spalt über die Länge der Zentralschraube ringförmig wie ein Zylinder ausgebildet sein.
Ferner wird gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben, wobei die Zentralschraube und die Nockenwelle gegenseitig verdrehbar ausgebildet sind. Es kann dadurch beispielsweise bei der Montage eine Zentralschraube in einer Nockenwelle bzw. in einer Aufnahmebohrung einer Nockenwelle zur Fixierung eingeschraubt werden. Das Widerstandselement behindert dabei nicht die beim Einschrauben entstehenden Verdrehungen der Zentralschraube gegenüber der Nockenwelle. Das Widerstandselement kann jedoch ausgebildet sein, um Toleranzabweichungen, die beim Einbringen der Zentralschraube in die Aufnahmebohrung auftreten können auszugleichen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben, wobei die Zentralschraube einen definierten Außenumfang aufweist und wobei das Widerstandselement auf dem Außenumfang der Zentralschraube angeordnet ist. Es kann somit das zumindest eine Widerstandselement derart an dem Außenumfang der Zentralschraube befestigt sein, dass es mit der Zentralschraube eine feste, einstückige Einheit bildet. Die Einbaulage des Widerstandselements, kann somit festgelegt werden.
Außerdem kann durch ein auf dem Außenumfang der Zentralschraube angeordnetes Widerstandselement bei einer Demontage der Zentralschraube leicht auf das Widerstandselement zugegriffen werden. Dies kann beispielsweise bei einer Fehlersuche oder Auswechselung des Widerstandselements hilfreich sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben, wobei das zumindest eine Widerstandselement den Außenumfang der Zentralschraube kragenartig umgibt. Mittels des kragenartigen Umgeben des Außenumfangs der Zentralschraube mit einem Widerstandselement kann eine sichere und vollständige Umschließung oder Abdichtung des Außenumfangs der Zentralschraube bewerkstelligt werden.
Darüber hinaus wird gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung geschaffen, bei der die Aufnahmebohrung in der Nockenwelle oder in einem Ende der Nockenwelle einen Innenumfang aufweist, in dem das Widerstandselement angeordnet ist. Die Anordnung eines Widerstandselements in einem Innenumfang der Aufnahmebohrung kann eine zusätzliche Führung bei der Montage einer Zentralschraube in der Aufnahmebohrung darstellen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung bereitgestellt, wobei sich das Widerstandselement radial zwischen dem Innenumfang der Aufnahmebohrung und dem Außenumfang der Zentralschraube erstreckt.
Dabei kann sich das Widerstandselement entweder radial von dem Außenumfang der Zentralschraube bis zu dem Innenumfang der Aufnahmebohrung, oder auch von dem Innenumfang der Aufnahmebohrung zu dem Außenumfang der Zentralschraube radial erstrecken. Unter radialer Erstreckung soll im Zusammenhang dieses Textes auch eine unter einem Winkel erfolgende radiale Erstreckung verstanden werden, bei der sich nur eine Richtungskomponente tatsächlich radial, die andere Richtungskomponente hingegen axial erstreckt. In anderen Worten bedeutet das eine Erstreckung des Widerstandselements, dessen Projektion sich auf den Spaltquerschnitt betrachtet radial erstreckt.
Unter dieser Definition der radialen Erstreckung kann folglich auch eine in dem Spalt schräg von dem Außenumfang der Zentralschraube zu dem Innenumfang der Aufnahmebohrung verlaufende Anordnung des Widerstandselements oder aber auch eine schräg von dem Innenumfang der Aufnahmebohrung zu dem Außenumfang der Zentralschraube verlaufende Erstreckung verstanden werden.
Die radiale Anordnung des Widerstandselements in einem Spalt kann bewirken, dass eine auf den Querschnitt betrachtete Projektion des Widerstandselements den zwischen dem Außenumfang der Zentralschraube und dem Innenumfang der Aufnahmebohrung gebildeten Kreisspalt vollständig durch das Widerstandselement abdeckt bzw. abdichtet. Folglich liegt das Widerstandselement sowohl an dem Innenumfang der Aufnahmebohrung als auch an dem Außenumfang der Zentralschraube an. Ggf. kann die Dichtwirkung durch die Bereitstellung von Bohrungen bzw. Schultern oder Erhebungen oder Fräsungen an dem Innenumfang der Aufnahmebohrung bzw. dem Außenumfang der Zentralschraube verbessert werden.
Ferner wird gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung bereitgestellt, wobei das Widerstandselement austauschbar ausgebildet ist. Das Widerstandselement kann folglich beispielsweise bei Verschleiß ersetzt und ausgetauscht werden. Es kann aber auch ein Bereich in der Nähe des Widerstandselements leicht gereinigt werden.
Gemäß einem noch anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung bereitgestellt, wobei die Nockenwelle, insbesondere das Ende einer Nockenwelle, eine Versorgungsöffnung aufweist, die in die Aufnahmebohrung der Nockenwelle mündet. Über diese Versorgungsöffnung (ein sog. Port oder auch Druckölversorgung) kann die Aufnahmebohrung von einem Außenbereich der Nockenwelle mit einem Fluid beaufschlagt werden. In dem Außenbereich kann die Zuführung des Fluids beispielsweise über externe Druckleitungen erfolgen.
Da die Versorgungsöffnung gleichzeitig in den ringförmigen Spalt zwischen der Zentralschraube und der Aufnahmebohrung mündet, kann somit der Spalt mit einem Fluid beaufschlagt werden. Über den Druck, mit dem das Fluid über die Versorgungsöffnung bereitgestellt wird, kann ein Innendruck des Fluids in dem Spalt bzw. dem zwischen Zentralschraube und Aufnahmebohrung der Nockenwelle zur Verfügung gestellten Versorgungskanal erzeugt werden. Dadurch kann der Druck des Fluids in einer über die Nockenwellenverstellerzuleitung zu versorgenden Einrichtung bestimmt werden.
Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung bereitgestellt, wobei die Zentralschraube eine Achse aufweist, welche für die Zentralschraube eine axiale Richtung definiert. Das in dem Spalt zwischen der Zentralschraube und der Aufnahmebohrung angeordnete Widerstandselement ist dabei derart ausgebildet, dass es einer in axiale Richtung weisenden Strömungsrichtung des Fluids entgegenwirkt. Es kann folglich das Strömungsverhalten des Fluids entlang der Achse der Zentralschraube, insbesondere in einem Kanal, der zwischen Zentralschraube und Aufnahmebohrung der Nockenwelle ausgebildet ist, mittels des Widerstandselements beeinflusst werden. Es kann somit Druck reduziert bzw. aufgebaut werden oder die Strömungsrichtung des Fluids beeinflusst werden.
Ferner wird gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben, wobei das zumindest eine Widerstandselement ausgebildet ist, der in axialer Richtung weisenden Strömungsrichtung des Fluids mit einem anderen Widerstand entgegenzuwirken, als einer entgegen der axialen Richtung weisenden Strömungsrichtung.
Es kann folglich erreicht werden, dass sich das Fluid zwar in einer Richtung entlang der Achse der Zentralschraube nahezu ungehindert ausbreiten kann, während es in der entgegengesetzten Richtung an einer Ausbreitung gehindert wird. Es kann damit ein Hinfluss erlaubt, ein Rückfluss jedoch verhindert werden.
Ferner wird gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung bereitgestellt, wobei das Widerstandselement als Rückschlagventil fungiert. Dabei kann das Widerstandselement derart in dem Spalt angeordnet sein, dass es in einer beispielsweise als Hinrichtung bezeichneten Richtung innerhalb eines Leitungssystems zwischen dem Innenumfang der Aufnahmebohrung der Nockenwelle und dem Außenumfang der Zentralschraube fließen kann, wohingegen ein Fluidfluss in einer entsprechend entgegengesetzt definierten Rückrichtung nahezu vollständig unterbunden wird.
Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann das Rückschlagventil als ringförmiger Schieber, als Federfächer, als profiliertes Elastomer oder als strömungsbetätigter, ringförmiger Schließkörper ausgebildet sein.
Ein ringförmiger Schieber kann beispielsweise ein Schiebeelement aus Stahl sein, das gegen den Druck einer Schraubenfeder oder Wellfeder in einer Richtung öffnet, jedoch in eine andere Richtung, von der entsprechenden Feder unterstützt, ein Durchströmen verhindern kann. Ein Federfächer kann eine Lamellenfeder sein, bei der eine Federwirkung durch die Vorspannung einzelner Lamellen erreicht wird.
Ein profilierter Elastomerring kann aufgrund der Profilierung derart ausgebildet sein, dass aufgrund eines Druckes ein Wegklappen erfolgen kann. Schlägt der Elastomerring jedoch auf einer Auflagefläche an, kann eine Öffnung verschlossen werden.
Ein strömungsbetätigter ringförmiger Schließkörper kann beispielsweise aus einem Thermoplast hergestellt sein. Unabhängig von der Bauart kann ein Rückschlagventil eine Bewegungsrichtung unterbinden und dadurch eine Schließfunktion erzeugen. Die Schließfunktion kann gegen einen Bauraum bzw. gegen einen im Ventil integrierten Anschlag, insbesondere Flansch oder eine Schulter bzw. Fräsung erfolgen.
Gemäß einem noch anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Widerstandselement ausgebildet sein, um als Filterelement zu fungieren. Der Widerstand, der einer Fluidbewegung entgegengesetzt werden kann, kann durch Öffnungen, insbesondere kleine Öffnungen eines Dichtungsbauteils erfolgen. Das Dichtungsbauteil kann in dem Spalt derart angeordnet sein, dass es den Querschnitt des Spaltes vollständig abdichten würde, wenn es keine für die Moleküle des Fluids durchlässigen Öffnungen aufweisen würde.
Für Elemente, beispielsweise Verschmutzung, die größer als die Durchmesser in dem Filterelement sind, kann ein Passieren des Filterelements verhindert werden. Somit können Verschmutzungen, Kontaminat und ungewollte Fremdkörper ausgefiltert werden. Aufgrund der barrierenartigen Wirkung kann das Filterelement dem Fluid einen Filterwiderstand entgegensetzen. Beispielsweise kann durch die Wahl der Größe der Durchlassöffnungen dieser Widerstand eingestellt werden. Somit kann verhindert werden, dass sich Schmutzpartikel, in einer Strömungsrichtung gesehen, in einem hinter dem Filter angeordneten Bereich ansammeln. Dieser Bereich kann somit frei von Verschmutzung gehalten werden.
Ferner werden gemäß weiterer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bauarten eines Filters angegeben. Ein Filter kann als ringförmiges Filterblech, beispielsweise fotochemisch geätzt oder gelasert, hergestellt werden. Ein Filter kann als trichterförmiges Filtersieb hergestellt werden, wobei ein Filtersieb eine große Oberfläche aufweisen kann. Die Herstellung kann ebenfalls über fotochemisches Ätzen bzw. Laserung erfolgen. Ferner kann das Filter als ringförmiges Filter, beispielsweise als Stahlfiltergewebe, als Einlegeteil aus einem thermoplastischen Material hergestellt werden. Dabei kann das thermoplastische Material für eine Dichtung sorgen, während das Stahlfiltergewebe die Filterfunktion übernehmen kann. Außerdem kann das Filter als trichterförmiges Filtersieb ausgebildet sein, wobei ebenfalls eine große Oberfläche bereitgestellt werden kann.
In den vorausgehenden Abschnitten wurden einige Fortbildungen der Erfindung wurden bezugnehmend auf die Nockenwellenverstellerzuleitung beschrieben. Diese Ausgestaltungen gelten auch für die Verwendung eines Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung und für die Nockenwellenverstelleinrichtung.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele können in der Kombination von Widerstandselementen als eigene Bauteile gesehen werden; beispielsweise kann eine Kombination eines Rückschlagventils mit einem Filter als eigenständiges Bauteil realisiert werden.
Andererseits kann das Widerstandselement in einem Bauteil, das ein Rückschlagventil und ein Filter in einer Einheit enthält, integriert sein. Diese Einheit kann fest auf der Zentralschraube integriert sein. Die Kombination aus Rückschlagventil und Filter kann aber auch lösbar auf der Zentralschraube angeordnet sein.
Die Anordnung von Filter und Rückschlagventil kann ebenfalls auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So kann zuerst das Filter durchströmt werden, wobei ein etwaiges Kontaminat oder eine etwaige Verschmutzung aufgehalten wird und sich daher nicht zu einem in Strömungsrichtung danach liegenden Rückschlagventil ausbreiten kann. Es kann somit ein Versagen des Rückschlagventils verhindert werden. Ebenso denkbar ist jedoch auch der umgekehrte Fall, d. h. dass in Strömungsrichtung gesehen zuerst das Rückschlagventil gefolgt von dem Filter angeordnet ist. Dabei kann das Rückschlagventil jedoch nicht gegen Kontaminat geschützt sein.
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Nockenwellenverstelleinrichtung mit einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Längsschnittdarstellung eines in einem Spalt angeordneten Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt eine weitere vergrößerte Längsschnittsdarstellung eines in einem Spalt angeordneten Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Widerstandselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt eine Frontansicht eines Widerstandselements gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. In der folgenden Beschreibung der Fig. 1 bis Fig. 10 werden die gleichen Bezugsziffern für gleiche oder sich entsprechende Elemente verwendet.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Nockenwellenverstelleinrichtung mit einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Nockenwellenverstelleinrichtung 117 umfasst eine Nockenwellenverstellerzuleitung und die Phaseneinstelleinrichtung 118. Die Phaseneinstelleinrichtung 118 umfasst unter anderem das Backengehäuse 113 und den Nockenwellenversteller 106. Ein Kettenkranz 111 ist mittels Schrauben 112 mit dem Backengehäuse 113 starr verbunden. Somit folgt das Backengehäuse 113 phasengleich einer Drehung des Kettenkranzes 111. Eine Drehung erfolgt um die Achsen der Nockenwelle 101 und der Zentralschraube 109.
In dem Backengehäuse 113 werden zwischen den Begrenzungen des Backengehäuses 113 und dem Kettenkranz 111 Hydraulikkammern 114 ausgebildet. In diese Hydraulikkammern 114 ragen die Nockenwellenversteller 106 oder Flügelrotoren 106, die sich gegenüber bzw. in dem Backengehäuse 113 gegenüber dem Kettenkranz 111 um einen Drehwinkel verdrehen lassen. Diese Verdrehung wird durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung der Hydraulikkammern 114, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll, erreicht.
Der Nockenwellenversteller 106 ist fest sowohl mit dem Zentralschraubengehäuse 104 als auch mit der Nockenwelle 2, insbesondere einem Ende der Nockenwelle, verbunden. Eine Einheit, gebildet aus der Zentralschraube 109, dem Nockenwellenversteller 106 und der Nockenwelle 101, lässt sich dadurch um einen Winkel gegenüber dem Kettenkranz 111 verdrehen. Die Nocken, die auf der Nockenwelle 101 angeordnet sind, jedoch in Fig. 1 nicht dargestellt sind, lassen sich somit in ihrer Phasenlage, bezogen auf die Drehung des Kettenkranzes 111, einstellen. Damit lässt sich eine frühere oder spätere Öffnung bzw. Schließung der Gaswechselventile, auf die die Nocken der Nockenwelle einwirken, erreichen.
Die Zentralschraube 109 umfasst das Zentralschraubengehäuse 104 und den Zentralschraubenschaft 110. Das Zentralschraubengehäuse 104 beinhaltet das nicht näher erläuterte Zentralventil 119. Zur Druckbeaufschlagung der Hydraulikkammern 114 muss die Hydraulikkammer 114 ein Fluid, insbesondere ein Öl, mit einem bestimmten Druck versorgt werden. Dazu ist das Ende der Nockenwelle 101 mit einer Aufnahmebohrung 120 versehen.
Die Aufnahmebohrung 120 erstreckt sich in einem Endbereich der Nockenwelle 101 und weist abschnittsweise eine unterschiedliche Ausgestaltung auf. In einem ersten Bereich 116 ist die Aufnahmebohrung der Nockenwelle mit einem Gewinde versehen, in das der ebenfalls mit einem Gewinde versehene Schaft 110 der Zentralschraube 109 eingedreht werden kann. In dem Gewindebereich 116 ist der Innenumfang der Aufnahmebohrung 120 an den Außenumfang des Schaftes 110 angepasst.
Am Ende der Nockenwelle 101 ist auf dem Außendurchmesser der Nockenwelle 101 der Kettenkranz 111 drehbar gelagert. In einem Bereich der Aufnahmebohrung 120, der zwischen dem mit dem Gewinde versehenen Bereich 116 und dem Ende der Nockenwelle 101 liegt, weist der Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 120 einen größeren Umfang auf, als der Außendurchmesser des Schaftes 110 der Zentralschraube 109. Dadurch wird zwischen Zentralschraube 109 und der Aufnahmebohrung 120 ein ringförmiger Spalt 115, der sich in axialer Richtung der Zentralschraube 109 erstreckt, ausgebildet. Dieser Spalt 115 folgt in dem Bereich, in dem die Zentralschraube 109 in die Nockenwelle 101 integriert ist, der Form des Außendurchmessers der Zentralschraube 109. Der Außendurchmesser der Zentralschraube 109 weitet sich bezogen auf den Außendurchmesser des Schaftes 110 im Bereich des Zentralschraubengehäuses 104, der das Zentralventil 119 umfasst, auf.
Der Spalt 115 reicht von dem Bereich 116, in dem der Schaft 110 der Zentralschraube in die Aufnahmebohrung 120 eingeschraubt ist, bis zu dem Teil des Zentralschraubengehäuses 104, an dem das Zentralschraubengehäuse 104 mit dem Nockenwellenversteller 106 fest verbunden ist, und wird teilweise anstelle von der Aufnahmebohrung 120 von den Nockenwellenverstellern 106 begrenzt.
In einem Bereich zwischen dem mit einem Gewinde versehenen Teil 116 der Aufnahmebohrung 120 und dem Ende der Nockenwelle 101 ist eine Druckölversorgung P 103 radial in der Nockenwelle 101 angeordnet. Diese Druckölversorgung P 103 oder Bohrung 103, die am Radiallager 102 der Nockenwelle angeordnet ist, ermöglicht es, über ein nicht näher dargestelltes Druckleitungssystem den Spalt 115 mit einem Öl zu beaufschlagen.
Die Bohrung 103 der Druckölversorgung mündet in die Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle und somit in den Spalt 115 zwischen dem Außenumfang der Zentralschraube 109 und dem Innenumfang der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101. Somit wird das Öl, das über die Druckölversorgung P 103 an dem Radiallager der Nockenwelle 102 eintritt, axial aus Richtung der Nockenwelle 101 kommend entlang des Schaftes 110 bzw. des Zentralschraubengehäuses 104 in axialer Richtung des Nockenwellenverstellers 106 umgeleitet bzw. umgelenkt.
Das Öl wird durch den Druck in das Zentralventil 119, das als 4/3-Wege-Proportionalventil innerhalb des Innenrotors des Nockenwellenverstellers 106 ausgebildet ist, in die Hydraulikkammer 114 gepresst. In dem Spalt 115 sind zwischen dem Eintritt der Druckölversorgung P 103 und einer Aufweitung des Zentralschraubenschaftes 110 zu dem Zentralschraubengehäuse 104 ein kreisförmiges Filter 107 und/oder ein Rückschlagventil 108 angeordnet. Die Aufweitung zu dem Zentralschraubengehäuse 104 erfolgt linear ansteigend und dient der Aufnahme des Zentralventils 119. Die Form der Aufnahmebohrung 120 folgt dem linearen Anstieg der Zentralschraube 109, so dass der Abstand der Zentralschraube von dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung über die Länge des Spaltes konstant bleibt.
Das Filter 107 und das Rückschlagventil 108 sind in Fig. 2 näher erläutert. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Längsschnittsdarstellung eines in dem Spalt 115 liegenden Widerstandselements, insbesondere eines Filters 107 und eines Rückschlagventils 108 einer Nockenwellenverstellerzuleitung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt ausschnittsweise einen Bereich der Nockenwelleriverstelleinrichtung 117. Zu sehen ist ein Teil der Nockenwelle 101 mit der Druckölversorgung 103 und einen Ausschnitt des Zentralschraubenschaftes 110 und des Zentralschraubengehäuses 104 der Zentralschraube 109. Die Versorgung mit dem Fluid erfolgt in der Fig. 2 von oben über die Druckölversorgung 103.
Es ist zu sehen, dass bei dem Übergang des Zentralschraubenschaftes 110 zu dem Zentralschraubengehäuse 104 der Außenumfang der Zentralschraube 109 im Bereich des Zentralschraubengehäuses 104 gegenüber dem Außenumfang des Zentralschraubenschaftes 110 in axialer Richtung zunimmt. Durch die Druckölversorgung 103 wird in radialer Richtung 201 ein unter Druck stehendes Öl dem Kreisringspalt 115 zugeführt. Der Kreisringspalt 115 wird aufgrund des geringeren Außendurchmessers des Zentralschraubenschaftes 110 bzw. des Zentralschraubengehäuses 104 in Bezug auf den Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 120 in der Nockenwelle 101 gebildet.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, wird der radial eingeleitete Ölstrom 201 in eine sich axial in Richtung geringeren Drucks liegende Richtung 202 umgelenkt. Dabei ist die Druckdifferenz des Öldruckes so groß, dass das starre Filter 107 von dem Öl durchsetzt wird und sich das Öl vorbei an dem Rückschlagventil 108 entlang an dem Zentralschraubengehäuse 104 in Richtung 120 ausbreitet. Diese Situation kann vorherrschen, wenn beispielsweise eine am von der Druckölzufuhr 103 entfernten Seite des Kreisringspalts 115 liegende Druckkammer mit Öl gefüllt werden soll. Es herrscht dann an diesem entfernten Ende ein geringerer Druck, als an der Druckzufuhr 103.
Das Filter 107 umgibt den Schaft 110 kragenartig. In der Schnittdarsellung der Fig. 2 weist das Filter 107 zwei Schenkel auf. Mit dem ersten Schenkel 204 ist das Filter 107 an dem Außendurchmesser des Zentralschraubenschaftes 110 angeordnet. Der zweite Schenkel 205 des Filters 107 erstreckt sich unter einem Winkel radial in Richtung des Innendurchmessers der Aufnahmebohrung in der Nockenwelle 101, wo er in einer Ausfräsung fixiert ist bzw. einen Anschlag findet. Der zweite Schenkel 205 des Filters 107 weist Durchbrüche auf, durch die das Öl durchdringen kann, wobei jedoch Kontaminat im Bereich des Kreisringspalts 115 in der Nähe der Druckölversorgung 103 zurück bleibt. Dieser zweite Schenkel 205 bildet den Widerstandskörper des Widerstandselements 107.
Das Rückschlagventil 108 umgibt den Schaft 110 ebenfalls kragenartig und weist ebenfalls in der Schnittdarstellung der Fig. 2 einen ersten Schenkel 206 und einen zweiten Schenkel 207 auf. Der zweite Schenkel 207 ist jedoch gegenüber dem ersten Schenkel 206, mit dem das Rückschlagventil an dem Außendurchmesser des Schaftes 110 angeordnet ist, beweglich. D. h. dass der zwischen dem ersten Schenkel 206 und dem zweiten Schenkel 207 gebildete stumpfe Winkel bei Durchfluss eines Fluids in Richtung 203 vergrößert werden kann.
Der zweite Schenkel 207 des Rückschlagventils 108 ragt radial in den Kreisringspalt 115 hinein, wodurch eine Projektionsfläche des Querschnitts des Kreisringspalts 115 vollständig mit dem zweiten Schenkel 207 des Rückschlagventils 108 abgedichtet ist. Dadurch bildet der zweite Schenkel 207 den Widerstandskörper des Widerstandselements 108. Die Vergrößerung des stumpfen Winkels zwischen erstem Schenkel 206 und zweitem Schenkel 207 des Rückschlagventils erfolgt gegenüber einer Rückstellkraft, mit der der zweite Schenkel 207 an den Innenumfang der Aufnahmebohrung in der Nockenwelle 101 gedrückt wird.
Das Rückschlagventil 108 ist derart in dem Kreisringspalt 115 angeordnet, dass bei einer Ausbreitung eines Fluids in einer Richtung, die der in Fig. 2 gezeigten Richtung 203 entgegengesetzt ist, der zweite Schenkel 207 des Rückschlagventils 108 derart gegen den Innenumfang der Aufnahmebohrung der Nockenwelle 101 gedrückt wird, dass eine Ausbreitung des Fluids in dieser entgegengesetzten Richtung nicht möglich ist. Somit kann erreicht werden, dass sich das Fluid von der Druckölversorgung 103 kommend in Richtung 202 und Richtung 203 in beispielsweise eine Hydraulikkammer, die in Fig. 2 nicht gezeichnet ist, ausbreitet. Es kann aber durch das Abdichten mittels des zweiten Schenkel 207 des Rückschlagventils 108verhindert werden, dass eine Strömung in entgegengesetzter Richtung zu Richtung 203 und entgegengesetzt zu Richtung 202 stattfindet.
Eine solche rückwirkende Kraft des Öls könnte beispielsweise durch Wechselmomente, die beim Abwälzen der Nocken auf Nockenfolgem entstehen, erzeugt werden. Durch das Abdichten mittels des Rückschlagventils 108 können ungewollte Beeinträchtigungen durch Druckspitzen vermieden werden. Beispielsweise könnten die Druckspitzen in den Druckkammern bzw. Hydraulikkammern des Nockenwellenverstellers 106 entstehen. Es kann auch vermieden werden, dass die Hydraulikkammern 114 ungewollt zumindest teilweise entleert werden.
Anschaulich bedeutet das, dass das Rückschlagventil 108 bzw. das Filter 107 in Zentralventilen 119 für die Nockenwellenverstellung von Verbrennungsmotoren Verwendung finden kann, deren Druckölversorgung P 103 axial aus Richtung der Nockenwelle 101 kommt. Das am Radiallager 102 der Nockenwelle 101 eintretende Öl wird entlang des Schaftes 110 und des Zentralschraubengehäuses 104 in axialer Richtung 204, 203 zum Nockenwellenversteller 106 umgelenkt. Hierbei strömt das Öl durch einen Kreisringspalt 115 zwischen Zentralschrauberischaft 110 und Aufnahmebohrung 120 in der Nockenwelle 101.
Durch die Anbringung eines kreisförmigen Filters 107 und/oder eines Rückschlagventils 108 lässt sich die Performance des Nockenwellenverstellsystems 117 beeinflussen. Das Zentralventil 119 ist in die Zentralschraube 109 zur Nockenwellenanbindung integriert. Durch das Filter 107 bzw. das Rückschlagventil 108 kann eine Schmutzanfälligkeit reduziert werden und die Performance der Verstellgeschwindigkeit und der Regelbarkeit verbessert werden. Bei Nockenwellenverstelleranwendungen kann somit die Robustheit gegen Verschmutzung durch die Einführung eines Filters 107 in der Druckölzufuhr P 103 gesteigert werden.
Die Implementierung eines Rückschlagventils 108 verbessert in bestimmten Betriebspunkten eines Verbrennungsmotors die Performance eines Nockenwellenverstellers 106. Insbesondere bei hohen Temperaturen, mit einer entsprechenden niedrigen Ölviskosität, und bei niedrigen Motorendrehzahlen ist der Druck in der Ölzufuhr 103 und somit die Regelbarkeit bzw. Verstellgeschwindigkeit eingeschränkt. Des weiteren kann durch das Rückschlagventil 108 das Leerlaufen des Nockenwellenverstellers 106, 118 im abgestellten Zustand verhindert werden.
Neben der in Fig. 2 dargestellten gesonderten Anordnung des Rückschlagventils 108 und des Filters 107 ist es auch denkbar, das Rückschlagventil und den Filter in einer Einheit integriert fest auf der Zentralventilschraube 109, insbesondere des Schraubenschaftes 110, zu integrieren. Außerdem ist es möglich, das Rückschlagventil und den Filter in einer Einheit integriert lösbar auf der Zentralventilschraube 109 anzuordnen.
Die Anordnung von Filter 107 und Rückschlagventil 108 kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen: Es kann in Strömungsrichtung 204, 203 gesehen zuerst das Filter durchströmt werden, wodurch etwaiges Kontaminat aufgehalten wird und daher nicht zum Versagen des Rückschlagventils führen kann. Ebenso denkbar ist jedoch auch der umgekehrte Fall, d. h. dass zunächst das Rückschlagventil und danach das Filter angeordnet ist. Dabei ist jedoch das Rückschlagventil 108 nicht gegen Kontaminat geschützt.
Fig. 3 zeigt eine weitere vergrößerte Längsschnittsdarstellung eines in einem Spalt liegenden Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 zeigt, dass ab einem Bereich 301 in Richtung des Schraubengehäuses der Schaft 110 nicht mehr in das Gewinde 116 der Aufnahmebohrung 120 eingedreht ist. Vielmehr weitet sich im Bereich 301 der Innenumfang der Aufnahmebohrung 120 gegenüber dem Außenumfang des Schaftes 110 auf, wodurch der kreisförmige Spalt 115 gebildet wird. Fig. 3 zeigt, dass das Rückschlagventil 108 und das Filter 107 kegelig gegen die Umgebungskonstruktion 101 abgestützt sind.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 4 dargestellte Widerstandselement ist ein Rückschlagventil 401. Fig. 4 zeigt den kragenartigen radialen Aufbau des Rückschlagventils 401. Das Rückschlagventil 401 weist einen zylinderförmigen Bund 402 auf; mit dem es an dem Schaft 110 bzw. dem Gehäuse 104 einer Zentralschraube 109 befestigt werden kann. Der Innendurchmesser des Zylinders 402 entspricht dabei dem Außendurchmesser des Schaftes. Dadurch kann ein dichtes Anliegen an dem Schaft erzielt werden.
Die Lamellen 404 verlaufen in radialer Richtung, von der Achse 403 wegweisend, wobei mit der Wirkung der Lamellen eine Federwirkung des Rückschlagventils erzeugt werden kann. Dazu sind zwischen den Lamellen 404 Schlitze 405 vorgesehen, die eine Beweglichkeit der einzelnen Lamellen ermöglichen.
Die Lamellen verlaufen in einem stumpfen Winkel von dem Außenumfang des Zylinders 402 von der Achse 403 weg. Durch eine Kraftbeaufschlagung kann der stumpfe Winkel weiter erhöht werden, wodurch aufgrund der Federwirkung der Lamellenfedern 404 eine Rückstellkraft erzeugt werden kann. Die von der Achse 403 entfernten Enden der Lamellen 404 können beispielsweise an dem Innenumfang der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101 anliegen. Bei dem Einbau können durch das Einfedern der Bauteile 404 axiale Toleranzen ausgeglichen werden.
Fig. 5 zeigt eine Frontansicht eines Widerstandselements gemäß der vorliegenden Erfindung. Es ist die Frontansicht des Rückstellventils der Fig. 4 zu sehen. Fig. 5 ist dabei der Außendurchmesser 501 zu entnehmen, mit dem sich das Rückschlagventil 401 an dem Innenumfang einer Aufnahmebohrung abstützen kann. Der Außendurchmesser ist im Wesentlichen ein zu dem Innenzylinder 402 konzentrischer Kreis. Mit dem Rückschlagventil 401 kann ein Kreisringspalt abgedichtet werden, dessen Ausdehnung von dem Durchmesser des rohrförmigen Bunds 402 zu dem Außendurchmesser der Lamellen 501 reicht.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 6 ist eine gegenüber der Fig. 3 geänderte Form sowohl des Zentralschraubenschaftes 110 als auch der Aufnahmebohrung der Nockenwelle 101 zu sehen. Der Innendurchmessers der Aufnahmebohrung ist nicht wie in Fig. 3 stetig ansteigend ausgebildet, sondern es ist in dem Innendurchmesser eine Ringschulter mit einem Absatz 603 ausgebildet. Entsprechend ist an dem Übergangsbereich zwischen dem Schaft 110 und dem Zentralschraubengehäuse 104 eine Ringschulter 605 ausgebildet.
An der Ringschulter 605 findet die Druckfeder 604 einen Anschlag. Auf dem Schaft der Zentralschraube 110 ist in radialer Richtung das Filter 601 und das Rückschlagventil 602 angeordnet. Während das Filter 601 an dem Schaft und dem Anschlag 603 fixiert ist, ist das Rückschlagventil 602 in axialer Richtung parallel zu der Achse des Schaftes 110 verschiebbar. Die Feder 604 drückt dabei das Rückschlagventil 602 gegen den Absatz 603. Erfolgt eine Beaufschlagung des Spaltes 115 mit einem Fluid in Richtung des Zentralschraubengehäuses, kann das Rückschlagventil gegen die Rückstellkraft der Druckfeder 604 den Spalt 115 für den Durchfluss einer Flüssigkeit freigeben.
Bei nachlassendem Druck von der Druckölzufuhr 103, und insbesondere bei einer Druckumkehrung wird das Rückschlagventil 602 derart gegen die Ringschulter 603 gedrückt, dass der Widerstand, der dem Fluid entgegengesetzt wird, so hoch ist, dass kein Öl in Richtung der Ölzufuhr 103 passieren kann. Das Filter 601 verhindert, dass Kontaminat von der Seite der Druckölversorgung 103 in die Richtung des Zentralschraubengehäuse 104 gelangen kann. Das Rückschlagventil 602 und das Filter 601 dichten flach gegen die Schulter 603 ab. Die Federwirkung wird mittels Schraubendruckfeder 604 erzeugt. Durch das Einfedern der Bauteile, insbesondere der Widerstandselemente 601, 602, werden axiale Toleranzen ausgeglichen.
Fig. 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Filterelement 701 weist einen U-förmigen Längsschnitt auf. Es umfasst einen rohr- oder zylinderförmigen Bund 704, mit dem es fest mit dem Außendurchmesser des Schaftes 110 verbunden ist. Der Bund 704 reicht dabei unter die Feder 703. Der Bund 704 bietet gleichzeitig eine Auflagefläche für die rohrförmig ausgebildete Auflage 705 eines Rückschlagventils 702. Das Rückschlagventil 702 ist mit einem L-förmigen Längsschnitt ausgebildet und weist zwei rechtwinklige Schenkel auf. Während der eine Schenkel die rohrförmige Auflage 705 bildet, ist der andere Schenkel zur Abdichtung des Spaltes 115 ausgebildet. Das Rückschlagventil 702 fungiert dabei als ein Ventilschieber, d.h. als ein Element, das durch Verschieben die Dichtfunktion herstellt.
Die Auflage 705 ist in axialer Richtung verschiebbar auf dem Zylinder 704 des Filterelements 701 unter der Feder 703 angeordnet, d.h. sie befindet sich zwischen der Feder und dem Zylinder 704. Das Filterelement 701 stützt sich mit einem Endbereich des Zylinders 704 an der Schulter 605 des Schaftes 110 ab, so dass es sich nicht bewegen kann und lediglich einer durch den Kanal 115 fließenden Flüssigkeit durch sein radial nach außen weisendes Filterbauteil einen Widerstand entgegen setzt.
Dieses radial nach außen weisende Filterbauteil ist an der Schulter 603 dicht angelegt. Die Auflage 705 kann samt dem rechtwinkligen Absatz des Rückschlagventils axial in Richtung des Zentralschraubengehäuses verschoben werden. Dazu ist eine, ähnlich wie weiter oben erläutert, ausreichend hohe Druckdifferenz nötig. Bei Nachlassen des Druckes wird durch die Kraft der Feder das Rückschlagventil 702 sowohl gegen das Filterelement 701 als auch den Absatz 603 gedrückt, wodurch der Kanal 115 dicht verschlossen wird.
Das Filter 701 kann als Biegeteil mit einem Bund 704 ausgebildet sein, wobei der Bund 704 gleichzeitig als Träger für den Ventilschieber 702 und als Rückhalter für die Feder 703 dienen kann. Für die Rückhaltefunktion der Feder ist an dem Zylinder 704 eine Schulter ausgebildet, die an der Schulter 605 der Zentralschraube 109 anliegt und die gleiche Höhe wie die Schulter 605 aufweist. Da die Feder nicht direkt an die Schulter 605 des Schaftes 110, sondern an einen Schenkel des U-förmig ausgebildeten Filter 701 anschlägt, kann das Rückschlagventil 702 samt Filter 701 in einem Stück montiert werden.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei ist das zumindest eine Widerstandselement als Filter 801 sowie als Rückschlagventil 802 in Elastomerausführung realisiert. Das Rückschlagventil 802 umgibt in radialer Richtung kragenartig den Schaft 110 und bildet zwischen dem Schaft 110 und der Nockenwelle 101 eine konkave Dichtlippe aus.
Das äußere Ende des Rückschlagventils 802 liegt dabei an der Ringschulter 603 der Aufnahmebohrung der Nockenwelle 101 an. Damit können zwei Kammern des Spaltes 115 gegenseitig abgetrennt werden. Bei einer Beaufschlagung des Spaltes 115 mit Öl eines gewissen Druck über die Ölzufuhr 103 wird aufgrund der elastischen Eigenschaften des Elastomerrückschlagventils 802 die an dem Absatz 603 anliegende Dichtlippe des Elastomerrückschlagventils 802 zur Seite gedrückt. Das Fluid kann dann durch das Filter 801 und den geöffneten Bereich zwischen der Ringschulter 603 und der Dichtlippe des Rückschlagventils 802 durchfließen. Eine Verschiebung des Rückschlagventils 802 findet nicht statt.
Erhöht sich der Druck des Fluids auf der dem Schraubengehäuse 104 zugewandten Seite des Rückschlagventils 802, so dass das Fluid von dem Schraubengehäuse abfließt, dann wird die Dichtlippe des Rückschlagventils 802 gegen die Schulter 603 gedrückt. Der Druck wird durch die elastischen Eigenschaften des Elastomermaterials unterstützen. Dabei wird die Dichtlippe derart gegen die Schulter 603, insbesondere gegen das Filter 801, gedrückt, so dass sowohl die Durchbrüche innerhalb des Filters 801 als auch der gesamte Durchmesser des Ringspaltes 115 abgedichtet werden.
Somit wird der Abfluss des Fluids gehemmt. Die Dichtlippe des Rückschlagventils 802 am AD (Außendurchmesser) dichtet gegen den Filterrand des Filters 801 bzw. gegen die Umgebungskonstruktion, insbesondere die Aufnahmebohrung der Nockenwelle 101. Wegen der elastischen Eigenschaften des Elastomermaterials ist ein großer Toleranzausgleich möglich.
Anschaulich bedeutet das, dass das elastische Material die Dichtfunktion auch bei vorhandenen Unebenheiten entfalten kann, da sich die elastische Dichtlippe um diese Unebenheiten herum legen kann.
Fig. 9 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Filter 901 ist ein Siebträger mit einem Sieb 904, wobei der Siebträger als Einlegeteil in ein Kunststoffspritzteil realisiert ist. Der Siebträger besteht aus einem Innenbund 902 und einem Außenbund 903. Dabei liegt der Innenbund 902 an dem Außenumfang des Schraubenschaftes 110 an und der Außenbund 903 liegt an dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung der Nockenwelle 101 an. Dadurch wird der Spalt 115 gegenüber dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung und dem Außendurchmesser des Schaftes abgedichtet, so dass ein Fluid nur noch zwischen dem Innenbund 902 und dem Außenbund 903 den Kreisringspalt 115 passieren kann.
Der Innenbund 902 ist zylinder- oder rohrförmig ausgebildet. Koaxial dazu ist der Außenbund 903 zylinderförmig ausgebildet, wobei die Länge des Innenbundes größer ist als die Länge des Außenbundes. Die der Ölzufuhr 103 zugewandten Enden des Innenbundes und des Außenbundes liegen in einer Radialebene. Der über die Länge des Außenbundes herausragende Teil des Innenbundes kann als Gleitfläche für das Rückschlagventil 906 dienen.
Der Rückschlagventilschieber 906 wird durch die Feder 905 gegen das dem Schraubengehäuse 104 zugewandten Ende des Außenbundes 903 gedrückt. Dadurch kann der Durchfluss zwischen Außenbund 903 und Innenbund 902 unterbunden werden. Bei einem Ölstrom durch das Filterelement 901 muss das Öl das Sieb 904 passieren, wobei Kontaminat von dem Sieb 904 zurückgehalten wird. Der Innenbund 902 kann gleichzeitig als Gleitfläche für den Rückschlagventilschieber 906 dienen, auf welchem dieser gleitet. Ein Ende des Innenbunds 902 kann als Anschlag für die Feder 905 ausgebildet sein. Dadurch kann das Widerstandselement 903, 902, 906, 904 in einem Stück ausgewechselt werden, da kein zusätzlicher Anschlag für die Feder nötig ist.
Fig. 10 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Widerstandselement 1001, das in Fig. 10 gezeigt ist, handelt es sich um einen strömungsbetätigten Rückschlagventilschieber 1001.
In Fig. 10 ist kein Filterelement gezeigt. Das Rückschlagventil 1001 ist auf dem Außendurchmesser des Schaftes 110 axial verschiebbar angeordnet. Der Rückschlagventilschieber 1001 erstreckt sich radial von dem Außendurchmesser des Schaftes zu dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101. Aufgrund der Zunahme des Innendurchmessers der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101 in Richtung des Schraubengehäuses 104, während der Außendurchmesser des Schaftes 110 konstant bleibt, kann ein Durchfluss einer Flüssigkeit im Kanal 115 in Richtung des Schraubengehäuses 104 erfolgen.
Der Rückschlagventilschieber 1001 kann sich in Richtung des Schraubengehäuses 104. bis zu der Schulter 605 bewegen. Dabei entsteht ein Spalt zwischen dem Außenumfang des Rückschlagventilschiebers 1001 und dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101, durch den ein Fluid von einer Druckbeaufschlagung, in Fig. 10 nicht gezeigt, in Richtung Gehäuse 104 erfolgen kann.
Das Schließen des P-Ports 103 bzw. ein Rückfluss zur Druckölversorgung 103 wird lediglich durch die Strömungskraft des rückströmenden Mediums erzeugt. Dabei wird der Rückschlagventilschieber 101 achsparallel auf dem Schaft 110 verschoben.
Wird der Rückschlagventilschieber 1001 durch die Kraft des rückströmenden Mediums gegen den Innenumfang der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101 gepresst, so wird eine Abdichtung des Spaltes 115 erzielt.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Nockenwellenverstellerzuleitung, umfassend:
eine Zentralschraube (109);

eine Nockenwelle (101) mit einer Aufnahmebohrung (120); und

zumindest ein Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001);
wobei die Zentralschraube (109) zumindest teilweise in der Aufnahmebohrung (120) angeordnet ist;
wobei zwischen der Zentralschraube (109) und der Aufnahmebohrung (120) ein Spalt (115) ausgebildet ist;
wobei der Spalt (115) ausgebildet ist, um von einem Fluid durchströmt zu werden;
wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) derart in dem Spalt (115) angeordnet ist, dass das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) einer Stömung (203, 204) des Fluids in einer Richtung zumindest teilweise entgegen wirkt.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 1,
wobei der Spalt (115) als Ringspalt ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Zentralschraube (109) und die Nockenwelle (101) gegenseitig verdrehbar ausgebildet sind.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Zentralschraube (109) einen Außenumfang aufweist; und
wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) auf dem Außenumfang der Zentralschraube (109) angeordnet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 4,
wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) den Außenumfang der Zentralschraube (109) kragenartig umgibt.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Aufnahmebohrung (120) einen Innenumfang aufweist;
wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) an dem Innenumfang der Aufnahmebohrung (120) angeordnet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei sich das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) zwischen dem Innenumfang der Aufnahmebohrung (120) und dem Außenumfang der Zentralschraube (109) radial erstreckt.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei das Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) austauschbar ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die Nockenwelle (1101) eine Versorgungsöffnung (103) aufweist;
wobei die Versorgungsöffnung (103) in die Aufnahmebohrung (120) mündet, um den Spalt (115) mit dem Fluid zu beaufschlagen.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
wobei die Zentralschraube (109) eine Achse aufweist, welche eine axiale Richtung definiert;
wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) ausgebildet ist, um einer in axialer Richtung weisenden Strömungsrichtung (203, 204) des Fluids entgegen zu wirken.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 10,
wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) ausgebildet ist, der in axialer Richtung weisenden Strömungsrichtung (203, 204) des Fluids mit einem anderen Widerstand entgegenzuwirken als einer entgegen der axialen Richtung weisenden Strömungsrichtung.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) ausgebildet ist, um als Rückschlagventil (108, 401, 602, 702, 802, 906, 1001) zu fungieren.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 12,
wobei das Rückschlagventil als ringförmiger Schieber ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 12,
wobei das Rückschlagventil (108, 401, 602, 702, 802, 906, 1001) als Federfächer ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 12,
wobei das Rückschlagventil (108, 401, 602, 702, 802, 906, 1001) als profiliertes Elastomer ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 12,
wobei das Rückschlagventil (108, 401, 602, 702, 802, 906, 1001) als strömungsbetätigter, ringförmiger Schließkörper ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) ausgebildet ist, um als Filterelement (107, 601, 701, 801, 904) zu fungieren.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 17,
wobei das Filterelement (107, 601, 701, 801, 904) als ringförmiges Filterblech ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 17,
wobei das Filterelement (107, 601, 701, 801, 904) als trichterförmiges Filtersieb ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 17,
wobei das Filterelement (107, 601, 701, 801, 904) als ringförmiger Filter ausgebildet ist.
Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
wobei das zumindest eine Widerstandselement als Rückschlagventil (108, 401, 602, 702, 802, 906, 1001) und als Filterelement (107, 601, 701, 801, 904) ausgebildet ist.
Verwendung eines Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, um einer Fluidbewegung in einem Spalt (115) zwischen einer Aufnahmebohrung (120) der Nockenwelle (101) und der Zentralschraube (109) der Nockenwelle (101) entgegenzuwirken.
Nockenwellenverstelleinrichtung, umfassend:
eine Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 20;

eine Phaseneinstelleinrichtung (118);
wobei die Nockenwellenverstellerzuleitung ausgebildet ist, die Phaseneinstelleinrichtung (118) mit einem Fluid zu beaufschlagen.