EP2215331A1 - Vorrichtung zur variablen einstellung der steuerzeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur variablen einstellung der steuerzeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine

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EP2215331A1
EP2215331A1 EP08851456A EP08851456A EP2215331A1 EP 2215331 A1 EP2215331 A1 EP 2215331A1 EP 08851456 A EP08851456 A EP 08851456A EP 08851456 A EP08851456 A EP 08851456A EP 2215331 A1 EP2215331 A1 EP 2215331A1
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EP
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pressure
pressure medium
control
control chamber
chamber
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EP08851456A
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Jochen Auchter
Andreas Hempfling
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F01L1/3442—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 hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34446—Fluid accumulators for the feeding circuit

Definitions

  • the invention relates to a device for the variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine with a drive element, an output element, at least one pressure chamber, a pressure medium supply device and at least one pressure accumulator, by means of the pressure medium supply means of the at least one pressure chamber pressure medium supplied or can be removed from this, wherein a phase position of the output element relative to the drive element is variable by pressure medium supply to or pressure medium discharge from the pressure chamber, wherein the pressure accumulator has a displaceable element which is provided with a first pressure surface which partially defines a storage space, wherein the storage space is connected to the pressure medium supply device, wherein the displaceable element can be moved against the force of a force accumulator by pressurizing the storage space.
  • the device usually comprises an adjusting device, which is driven by a crankshaft and transmits its torque to the camshaft.
  • a hydraulic trained raulischer actuator which makes it possible to influence the phase angle between the crankshaft and camshaft targeted.
  • a pressure medium supply device is provided to supply the adjusting device with pressure medium.
  • Such a device is known, for example, from EP 1 025 343 B1.
  • the device comprises two mutually rotatable rotors, wherein an outer rotor is in driving connection with the crankshaft and the inner rotor is rotatably connected to the camshaft.
  • the device comprises a plurality of cavities, wherein each of the cavities is divided by means of a wing into two counteracting pressure chambers. By supplying pressure medium to or pressure fluid removal from the pressure chambers, the wings are moved within the pressure chambers, whereby a targeted rotation of the rotors to each other and thus the camshaft is caused to the crankshaft.
  • the pressure fluid inlet to, or the pressure drain from the pressure chambers is controlled by a pressure medium supply device, the pump, a pressure medium, a tank, a control valve, and a plurality of pressure medium lines comprises.
  • a pressure medium line connects the pressure medium pump with the control valve.
  • a further pressure medium line connects one of the working ports of the control valve with the pressure chambers.
  • the pressure medium is usually taken from the lubricant circuit of the internal combustion engine.
  • the pressure in the pressure medium system in each Bethebsphase the internal combustion engine must exceed a certain value. This is critical especially in the idling phases of the internal combustion engine, since the pressure medium pump is driven by the crankshaft and thus the system pressure increases with the speed of the internal combustion engine.
  • the system pressure provided by the pressure medium pump is further dependent on the pressure medium temperature, wherein the system pressure decreases with increasing temperature.
  • the pressure medium pump must be designed such that under the most unfavorable conditions it provides sufficient system pressure to ensure a sufficiently rapid adjustment of the phase angle of the inner rotor to the outer rotor.
  • the pressure medium pump In order to ensure the required adjustment speed even under the most unfavorable pressure conditions, such as high pressure medium temperatures and / or low speeds, the pressure medium pump must be designed accordingly. This means that pressure medium pumps are used, which are designed for the peak requirements of the adjusting device and thus are dimensioned too large during most operating phases of the internal combustion engine. Alternatively, controllable pressure medium pump can be used, which provide demand-pressure means available. In both cases, the increased effort has a negative effect on the costs, the space requirement and the fuel consumption of the internal combustion engine.
  • a pressure accumulator is arranged between the pressure medium pump and the control valve, which communicates with the pressure medium supply device.
  • This accumulator is filled in phases of high system pressure with pressure medium. If the system pressure drops, the accumulator automatically empties, whereby the Druckstoffersseinhchtung additional pressure medium is provided. Thus, the phase adjustment of the device is supported.
  • a disadvantage of this embodiment is the fact that the pressure accumulator is emptied even if the system pressure is not due to an adjustment process, but due to other external circumstances, for example by a decrease in the speed drops. Thus, for a subsequent Phasenverstellvorgang lower pressure support and a lower pressure medium volume from the pressure accumulator available.
  • a further disadvantage is that the maximum pressure with which the pressure accumulator can support the pressure medium supply device corresponds to the pressure which prevailed directly before the phase adjustment process in the pressure medium supply device. Is at high temperatures and low speeds of the engine control an adjustment to the Directed device, the pressure support of the pressure accumulator falls lower because the system pressure with which the pressure accumulator was filled, was low. This can result in that the adjustment process can not be carried out, or the adjustment speed is significantly reduced. Thus, an interpretation of the pressure medium pump on the peak load with the resulting disadvantages is also required in this case.
  • the invention has for its object to provide a device for variable adjustment of the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine, with a functionally reliable adjustment of the timing should be ensured at high adjustment speeds in each phase of operation of the internal combustion engine. It should also be possible to dispense with an oversizing of the pressure medium pump (design for the expected peak loads) as well as the use of variable pressure medium pumps.
  • the displaceable element has at least a second pressure surface, which limits a control chamber partially, which can be displaced by pressurizing the control chamber, the movable element against the force of the energy storage and wherein within the pressure accumulator, a pressure medium flow from the storage room in the control room is prevented.
  • the reservoir and the control chamber do not communicate with each other within the pressure accumulator.
  • the displaceable element can for example be designed as a pressure piston, which can be displaced within a pressure vessel against the force of an energy accumulator designed as a spring element.
  • energy storage can be used, for example, reversibly deformable body, for example made of elastomers, or gas-filled bubbles. Due to the design of the accumulator with a verlagerba ren element, which partially isolated spaces within the pressure accumulator, these two spaces can be controlled separately, ie filled and / or emptied, be. Apart from leakage there is no connection between the rooms. For example, different pressure sources for filling the storage space and the control room can be used.
  • a pressure medium connection between the reservoir and the control chamber can be provided within the pressure accumulator. Pressure medium which is supplied to the control room, can get over this pressure medium connection in the storage room.
  • a reverse flow of pressure medium is prevented by the storage space in the control room. This can be realized for example via a pressure medium channel in the pressure piston or the housing of the pressure accumulator, in which a check valve is arranged.
  • the filling of the storage space and the control room can be done solely by the filling of the control room. If the accumulator is emptied, the control room is switched to tank. The storage room empties into the pressure medium supply device, the control chamber depressurized into the tank. A transfer of pressure medium from the reservoir into the control chamber is prevented by the check valve.
  • the control chamber can support the filling of the reservoir space.
  • the control chamber is also filled with pressure medium during the filling process of the storage space.
  • a force acts on both pressure surfaces of the pressure piston, whereby a higher force is stored in the energy store (the spring element is compressed more strongly).
  • the venting of the control chamber can be done faster than the emptying of the reservoir into the pressure medium supply device.
  • the entire force that was stored in the energy storage acts on the first pressure surface on the pantry.
  • the pressure at the beginning of the assist process can be reduced by up to a factor of
  • a 1 corresponds to the surface area of the first pressure surface and A 2 corresponds to the surface area of the second pressure surface. Is used as
  • Force memory for example, a spring element used, so the pressure increases
  • the invention is based on the fact that in a device for variably setting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine with a drive element, an output element, at least one pressure chamber, a pressure medium supply device and at least one pressure accumulator, wherein by means of
  • Pressure medium supply means of the at least one pressure chamber can be supplied with pressure medium or removed therefrom, wherein a phase position of the output element relative to the drive element is variable by pressure medium supply to or pressure medium discharge from the pressure chamber, a displaceable element of the pressure accumulator at least two independently formed and pressurizable spaces in Displacement direction of the element limited.
  • at least one of the spaces storage space
  • at least one additional space control space
  • the control chamber supports the filling process in such a way that the displaceable element is deflected more strongly than would be the case without the center of pressure of the control chamber.
  • the pressure accumulator By increasing the pressure provided by the pressure accumulator, the pressure accumulator can intercept peak consumption, so that the pressure medium pump can be designed for normal operation of the internal combustion engine. There are no oversized or regulated pressure medium pumps needed to ensure a reliable and fast adjustment of the phase position. In addition, the adjustment speed of the adjusting device is increased. Alternatively, the adjusting device can be dimensioned smaller at the same adjustment speed. What can reduce the mass, the moment of inertia and the costs.
  • control chamber can be selectively connected to a pressure source or a tank during operation of the internal combustion engine.
  • the pressure source can be, for example, the pressure medium supply device or its pressure medium pump or a separate source, for example the pressure source of a servo consumer (eg the power steering).
  • the pressure accumulator can be completely filled even in operating phases with low system pressure.
  • the selective connection to a pressure source or the tank is established via control means, for example a 3/2-way valve in the form of a switching valve (for example a seat valve) or a proportional valve (for example a slide valve).
  • control means may be, for example, electromagnetically actuated hydraulic valves, such as directional control valves (for example switching or proportional valves), pilot operated check valves or the like.
  • control means receive from an engine control unit of Internal combustion engine control signals according to which the accumulator is filled or emptied.
  • control means can be provided that the hydraulic actuating device of the control means communicates with the pressure medium supply device.
  • the control means will automatically be switched below a defined value. This reduces the regulatory burden considerably.
  • control room without detour via a consumer, can be emptied into a tank.
  • control chamber is preferably emptied against atmospheric pressure, usually via a proportional or switching valve.
  • control means are provided, wherein the control chamber can be selectively connected by means of the control means with a tank or the pressure source.
  • the control means may be formed, for example, as a directional control valve.
  • control means are provided which lock in a first state a pressure medium flow from the reservoir to the pressure medium supply device and allow a pressure medium flow to the reservoir and the control chamber and in a further state, the pressure medium flow of the Allow storage space to the pressure medium supply device and connect between the control room and a tank, without detour via a consumer produce.
  • the storage space and the control chamber are connected via a check valve, wherein the connection between the control means and the spaces is arranged and wherein the check valve blocks a pressure medium flow from the storage space to the control room.
  • a supply line may be provided, which connects the pressure medium supply device to the storage space and be provided a control line which connects the control chamber with a pressure source.
  • the control means may be formed as a single-way valve, each having a connection for the supply line, the control line, the control room, the storage room and the tank. As a result, the number of components and the control effort during operation of the internal combustion engine is reduced.
  • the control means may comprise at least a first directional valve, which is arranged in the control line.
  • the control means further comprise a second directional control valve, which is arranged in the supply line.
  • the directional control valves can be designed, for example, as switching or proportional valves.
  • the control means may further comprise a pilot operated check valve disposed in the supply line.
  • a check valve may be provided, which blocks a pressure medium flow from the control chamber in the direction of the pressure source.
  • the pressure medium volume located in the control chamber is trapped until it is connected to a tank.
  • the displaceable element is held in the deflected position, even if the system pressure drops and thus prevents unwanted emptying of the storage space.
  • a check valve is provided between the reservoir and the pressure medium supply device, which blocks a pressure medium flow from the pressure medium supply device in the direction of the storage space. This prevents that pressure peaks that are generated in the actuator are transmitted to the pressure accumulator.
  • the pressure fluid flowing back out of the pressure chamber of the actuating device during a pressure peak is supported on the non-return valve, thereby increasing the hydraulic rigidity of the device and thus increasing the adjustment speed and improving torque transmission from the crankshaft to the camshaft.
  • the pressure support of the pressure accumulator can thus be activated by simply switching one or more control means.
  • the pressure medium volume is provided which is collected in the operating phase of the internal combustion engine in which the phase position is kept constant in the storage space.
  • the pressure provided by the pressure accumulator corresponds either to the current system pressure multiplied by a factor which can amount to 1 + A 2 / Ai or to a maximum system pressure which exists during the filling phase multiplied by the same factor.
  • the full factor 1 + A 2 / Ai is always present when the full storage capacity of the energy storage has not been exhausted, the spring element is not yet compressed to block or the pressure piston is still applied to the attacks.
  • the displaceable element has a third pressure surface, which at least partially limits a counter-pressure space, wherein a pressure medium loading of the counter-pressure chamber displaces the displaceable element in the opposite direction, such as a pressurizing of the control chamber or the storage space.
  • a pressure medium loading of the counter-pressure chamber displaces the displaceable element in the opposite direction, such as a pressurizing of the control chamber or the storage space.
  • the pressure support of the pressure accumulator can be used with every phase adjustment process. For this purpose, always the control means (Directional valves and / or unlockable check valves) in the position in which the reservoir is emptied when a phase adjustment is requested. In the operating phases between the phase adjustment requirements, the pressure accumulator can fill up. Another possibility is to switch on the pressure support of the pressure accumulator as needed. If the engine control detects that the pressure or volume flow delivered by the pressure medium pump is insufficient for phase adjustment, it releases the pressure support through the pressure accumulator. This procedure extends the times in which the accumulator can be filled and thus the performance of the pressure accumulator during pressure support.
  • the control means Directional valves and / or unlockable check valves
  • the pressure support of the pressure accumulator only as a "boosf function for critical adjustment processes that require, for example, a high volume flow or a high adjustment speed. If the engine control system detects that such a critical adjustment procedure is to be initiated, it will release the pressure support by suitably setting the control means.
  • control means in one piece with a control valve which controls the pressure medium flow to and from the pressure chambers of the adjusting device.
  • the ratio between the minimum flow cross-section between the control chamber and the tank and the minimum flow cross-section between the reservoir and the actuator is greater than the ratio between the surface area of the second pressure surface and the surface area of the first pressure surface.
  • the maximum volume of the storage space corresponds to at least twice the volume required for a phase adjustment from a maximum late position to a maximum advance position.
  • the pressure accumulator can open, for example, in the pressure medium line between the pressure medium pump and the control valve.
  • the pressure accumulator opens into one of the pressure medium lines, which connects one of the working ports of the control valve with a group of pressure chambers.
  • a second pressure accumulator may be provided, which opens into the pressure medium line, which connects the other working port of the control valve with the other group of pressure chambers.
  • FIG. 1 shows very schematically an internal combustion engine
  • Figure 2a shows a longitudinal section through the adjusting device
  • FIG. 2b shows a cross section through an adjusting device
  • FIG. 3 shows a first embodiment of a device according to the invention
  • Figure 4 - 12 further embodiments of a device according to the invention.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 is sketched, wherein a seated on a crankshaft 2 piston 3 is indicated in a cylinder 4.
  • the crankshaft 2 is in the illustrated embodiment via a respective traction drive 5 with an intake camshaft 6 and exhaust camshaft 7 in combination, with a first and a second device 10 for a relative rotation between the crankshaft 2 and the camshafts 6, 7 can provide.
  • the devices 10 each comprise a hydraulic actuating device 10a, b, c and a pressure medium supply device 37.
  • Cams 8 of the camshafts 6, 7 actuate one or more inlet gas exchange valves 9a or one or more exhaust gas exchange valves 9b.
  • FIG. 3 shows a first embodiment of a device 10 according to the invention, with adjusting devices 10a, b, c of a pressure medium supply device 37 and a pressure accumulator 43.
  • FIGS. 2a and 2b show an adjusting device 10a, b, c in longitudinal section or in cross section.
  • the adjusting device 10a, b, c has a drive element designed as an outer rotor 22 and an output element designed as an inner rotor 23.
  • the outer rotor 22 has a housing 22a and two side covers 24, 25 disposed on the axial side surfaces of the housing 22a.
  • the inner rotor 23 is designed in the form of an impeller and has a substantially cylindrically designed hub member 26, extend from the outer cylindrical surface in the illustrated embodiment, five wings 27 in the radial direction outwards.
  • the vanes 27 are formed separately from the inner rotor 23 and arranged in vane grooves 28 formed on the hub member 26. The vanes 27 are acted upon radially outwardly by means of winged springs 27a, which are arranged between the groove bottoms of the vane grooves 28 and the vanes 27.
  • a plurality of projections 30 extend radially inwardly.
  • the projections 30 are formed integrally with the peripheral wall 29.
  • the outer rotor 22 is mounted by means of radially inner circumferential walls of the projections 30 relative to the inner rotor 23 rotatably mounted on this.
  • a sprocket 21 is arranged, by means of which, via a chain drive, not shown, torque can be transmitted from the crankshaft 2 to the outer rotor 22.
  • a sprocket 21 is arranged on one of the axial side surfaces of the housing 22a and rotatably fixed thereto.
  • an axial opening is provided in each projection 30, which is penetrated by a fastening element 32, for example a screw, which serves for the rotationally fixed fixing of the side covers 24, 25 on the housing 22a.
  • a cavity 33 is formed between two respective projections 30 adjacent in the circumferential direction.
  • Each of the cavities 33 is bounded circumferentially by opposing substantially radially extending boundary walls 34 of adjacent protrusions 30, axially from the side covers 24, 25, radially inwardly of the hub member 26 and radially outward of the peripheral wall 29.
  • a wing 27 In each of the cavities 33 projects a wing 27, wherein the wings 27 are formed such that they rest against both the side covers 24, 25, and on the peripheral wall 29.
  • Each wing 27 thus divides the respective cavity 33 into two counteracting pressure chambers 35, 36th
  • the inner rotor 23 is rotatable in a defined Winkeibreich to the outer rotor 22.
  • the angular range is limited in one direction of rotation of the inner rotor 23 in that the wings 27 come to rest on a respective boundary wall 34 (early stop 34a) of the cavities 33.
  • the angular range in the other direction of rotation is limited by the fact that the wings 27 come to rest on the other boundary walls 34 of the cavities 33, which serve as a late stop 34b.
  • the phase angle of the outer rotor 22 to the inner rotor 23 can be varied.
  • the phase position of the two rotors 22, 23 are kept constant to each other.
  • none of the pressure chambers 35, 36 during phases of constant phase position with Apply pressure medium usually the lubricating oil of the internal combustion engine 1 is used.
  • a pressure medium supply device 37 For supplying pressure medium to or removing pressure medium from the pressure chambers 35, 36, a pressure medium supply device 37 is provided, which is shown in FIG.
  • the pressure medium supply device 37 comprises a pressure source, which is designed as a pressure medium pump 38, a tank 39, a control valve 40 and a plurality of pressure medium lines 41.
  • the control valve 40 has an inlet port P, a tank port T and two working ports A, B on.
  • one of the pressure medium line 41 connects the pressure medium pump 38 with the Zuiaufan gleich P, the first working port A with the first pressure chamber 35, the second working port B with the second pressure chamber 36 and the tank port T to the tank 39.
  • pressure medium from the pressure medium pump 38 via the pressure medium line 41 to the inlet port P of the control valve 40 pass.
  • the inlet port P is connected to the first pressure chambers 35, while the second pressure chambers 36 are connected to the tank 39.
  • a second position of the control valve 40 is provided that none of the pressure chambers 35, 36 communicates with the tank 39 and the inlet port P.
  • the inlet port P is connected to the second pressure chambers 36, while the first pressure chambers 35 are connected to the tank 39.
  • the check valve 42a prevents backflow of the pressure medium from the pressure chambers 35, 36 via the control valve 40 to the pressure medium pump 38.
  • the pressure peaks are based on the check valve 42a, whereby an unwanted emptying of the pressure chambers 35, 36 is effectively prevented and thus the stiffness of the torque transmission and the adjustment speed is increased.
  • the adjustment speed of the actuating devices 10a, b, c is dependent on the pressure provided or the pressure medium volume flow of the pressure medium pump 38 provided.
  • the pressure provided or the pressure medium volume flow provided are in turn dependent on a multiplicity of factors, for example on the rotational speed of the internal combustion engine 1 and the pressure medium temperature.
  • the pressure medium pump 38 In order to ensure the required adjustment speed even in the most unfavorable conditions, such as high pressure medium temperatures and or low speeds, the pressure medium pump 38 must be designed accordingly.
  • pressure medium pumps 38 are used, which are designed for the peak requirements of the actuating device 10a, b, c and are thus dimensioned too large during most operating phases of the internal combustion engine 1.
  • controllable pressure medium pumps 38 can be used which provide pressure medium as needed. In both cases, the increased expense has a negative effect on the cost and fuel consumption of the internal combustion engine 1.
  • a pressure accumulator 43 is provided in the device 10 according to the invention.
  • the pressure accumulator 43 comprises a displaceable element designed as a pressure piston 45, which can be displaced within a pressure vessel 44 against the force of an energy accumulator.
  • the energy accumulator is designed as a spring element 46.
  • other types of force gearing are also conceivable. such as suitably shaped elastomeric bodies or gas filled bladders.
  • the pressure piston 45 has two pressure surfaces 47, 48. Together with the pressure vessel 44 limits the first pressure surface 47 a reservoir 49 and the second pressure surface 48 a control chamber 50. In this case, the pressure piston 45 and the pressure vessel 44 are formed such that within the pressure accumulator 43 is no connection between the two spaces 49 and 50. In the illustrated embodiment, the displacement path of the pressure piston 45 is limited by stops 54 for this purpose
  • the storage space 49 is connected by means of a supply line 51 to the pressure medium supply device 37, wherein the supply line 51 downstream of the check valve 42a opens into this.
  • the control chamber 50 can optionally be connected to a tank 39 or by means of a control line 52 to a pressure source or.
  • a pressure source the pressure medium supply means 37.
  • another pressure source such as the pressure medium pump 38 of a servo load, eg. The power steering, is used.
  • the pressure fluid flowing out from the control chamber 50 is not directed into the tank 39 of the lubricating oil circuit of the internal combustion engine 1, but to the corresponding tank 39 of the servo consumer.
  • a control means 60 in the form of a first directional valve 53 is provided.
  • the first directional control valve 53 has a pressure port Pi, a control chamber port Ai and a discharge port Ti.
  • the pressure port P 1 is connected to the pressure source, in the illustrated embodiment via the control line 52 to the pressure medium supply means 37.
  • the control chamber connection A 1 is connected to the control chamber 50 and the drain port T 1 to the tank 39. In a first control position of the first directional control valve 53, the control chamber connection A 1 is connected to the pressure connection P 1 , while the outflow connection T 1 is connected to none of the other Ports P 1 , Ai communicates.
  • a further check valve 42b may be provided, which is arranged in the control line 52 and prevents backflow of pressure medium from the control chamber 50 to the pressure medium supply device 37. If no adjustment request is directed to the device 10 during operation of the internal combustion engine 1 by the engine control, then the control valve 40 is in the second (middle) position and the first directional control valve 53 is in the first position. Consequently, no pressure fluid flows to or from the actuator 10a. At the same time pressure medium passes both via the supply line 51 into the reservoir 49 and via the control line 52 into the control chamber 50.
  • a 1 corresponds to the surface area of the first pressure surface 47
  • a 2 corresponds to the surface area of the second pressure surface 48
  • p ma the maximum system pressure occurring during the filling phase
  • D is the spring constant of the spring element 46. speaks. The maximum displacement is limited by the stops 54. Under the rest position is the state of the pressure piston 45 to understand, in which the spring element 46 is maximally relaxed. If a phase angle adjustment is requested by the engine control unit, the control valve 40 is transferred into its first or third position. Thus, pressure medium from the pressure medium pump 38 passes to the first and second pressure chambers 35, 36, whereby a phase adjustment by the actuator 10a, b, c is caused.
  • the first directional control valve 53 is transferred into its second control position. In this control position, the control chamber 50 is connected to a tank 39. The under pressure in the control chamber 50 pressure medium is thus connected to atmospheric pressure, whereby a rapid draining of the control chamber 50 takes place. At the same time, the storage space 49 is emptied into the pressure medium supply device 37. Is this done?
  • the check valve 42a is arranged in the pressure medium line 41 upstream of the supply line 51, it is ensured that the total pressure p and the entire volume of the reservoir 49 of the actuator 10a is available and not drained into the oil gallery of the internal combustion engine 1.
  • the pressure medium supply device 37 can thus by adjusting the second control position on the first Directional valve 53 undergo pressure support.
  • the adjustment speed of the adjusting device 10a can be increased significantly with the same dimensioning or the adjusting device 10a can be made smaller at the same adjustment speed without having to accept the disadvantages of an oversized or regulated pressure medium pump 38.
  • a v corresponds to the minimum flow area between the reservoir 49 and the actuator 10a and the actuator 10a and the tank 39.
  • one or more further control devices 10b, 10c can also be controlled by the pressure medium supply device 37 via further pressure medium lines 41 and further control valves 40.
  • the further adjusting device 10 b can also benefit from the pressure accumulator 43.
  • the branch leading to this adjusting device 10b lies downstream of the check valve 42a.
  • the branch to the further actuator 10c in the flow direction in front of the check valve 42a is to be arranged.
  • a vent 46a of the spring chamber to the tank 39 is provided.
  • FIG. 10 Another embodiment of the device 10 according to the invention is shown in FIG.
  • an additional check valve 42 c is arranged in the supply line 51.
  • This check valve 42c prevents a flow of pressure medium from the pressure medium supply device 37 to the reservoir 49, which generated in the actuators 10a, b, c pressure peaks can not penetrate to the reservoir 49 of the accumulator 43, but supported on the check valve 42c.
  • the hydraulic rigidity of the device 10 is increased analogous to the embodiment of Figure 5.
  • a connecting line 55 is provided, which opens on the one hand between the pressure medium supply means 37 and the first directional control valve 53 in the control line 52 and on the other hand between the check valve 42c and the storage space 49 in the supply line 51.
  • an additional check valve 42d may be arranged in the connection line 55, which prevents pressure medium from the storage space 49 between the pressure medium pump 38 and the check valve 42a from flowing into the pressure medium supply device 37.
  • the check valve 42b and / or the entire pressure medium line 41, in which the check valve 42a is arranged, between the orifice points of the pressure accumulator 43 could be omitted.
  • FIGS. 7 to 11 show further embodiments of a device 10 according to the invention.
  • control means 60 are provided both in the control line 52 and in the supply line 51, which can block the flow of pressure medium at least in one direction.
  • a single control valve in the form of a directional control valve 56 is provided.
  • the directional control valve 56 has a pressure connection P 1 , a control chamber connection A 1 , a supply connection V 1 , a reservoir connection B 1 and a discharge connection T 1 .
  • the pressure connection P 1 and the supply connection V 1 are connected to the pressure source, in the illustrated embodiment via the control line 52 or the supply line 51 to the pressure medium supply device 37.
  • the control chamber connection A 1 is connected to the control chamber 50, the reservoir connection B 1 to the reservoir 49 and the drain port T 1 to the tank 39.
  • a connecting line 55 is provided, which opens on the one hand between the directional control valve 56 and the control chamber 50 in the control line 52 and on the other hand between the directional control valve 56 and the reservoir 49 in the supply line 51.
  • a check valve 42 d is arranged, which prevents a pressure medium flow from the supply line 51 to the control line 52.
  • a first control position of the directional control valve 56 only the control chamber connection A 1 is connected to the pressure connection P 1 , while all other connections B 1 , T 1 , V 1 are closed.
  • the supply connection V 1 communicates with the reservoir connection B 1 and the control chamber connection A 1 with the tank connection T 1 , while the pressure connection P 1 communicates with none of the other connections A 1 , B 1 , T 1 , V 1 , communicated.
  • the directional control valve 56 is in the first control division. In this state, pressure medium from the pressure medium supply device 37 via the control line 52 and the directional control valve 56 can get into the control chamber 50. At the same time, the storage space 49 is also filled via the connecting line 55. In this state, the pressure accumulator 43 behaves similar to the pressure accumulator 43 shown in Figure 3. The pressure piston 45 is displaced against the force of the spring element 46 and the spaces 49, 50 with pressure medium filled. However, the pressure in the control chamber 50 also decreases. The reservoir 49, however, maintains the high pressure state since it is insulated on the one hand by the directional control valve 56 and on the other hand by the check valve 42d with respect to the pressure medium supply device 37. Thus, the pressure accumulator 43 maintains its filled state.
  • FIG. 8 shows a further embodiment according to the invention, which differs from the previous embodiment only in the arrangement of the check valve 42a.
  • the check valve 42a is arranged analogously to the embodiment from FIG.
  • an embodiment analogous to FIG. 5 with two non-return valves 42a, one upstream and downstream of the supply line 51, respectively.
  • FIGS. 9 to 11 show further devices 10 according to the invention which essentially resemble those of FIGS. 7 and 8.
  • the devices 10 shown in FIGS. 9 to 11 are provided with two control means 60 instead of a single control means 60 (in the illustrated embodiment with a single way valve 56).
  • the first control means 60 controls the communication between the pressure medium supply means 37 and the storage space 49
  • the second control means 60 controls the communication between the pressure medium supply means 37, the control chamber 50 and the tank 39.
  • the first control means 60 is designed as a pilot-operated check valve 42e, which allows a pressure medium flow from the pressure medium supply means 37 to the reservoir 49 in a first control position, but an opposite pressure medium flow in derogation. In the second control position, the pressure medium flows are permitted in both directions.
  • the second control means 60 in this case is the first directional control valve 53 shown in the first embodiment.
  • FIG. 10 shows an embodiment in which the pilot-operated check valve 42e is replaced by a second directional valve 57, in the specific embodiment a 2/2-way valve.
  • the second directional control valve 57 In a first control position, the second directional control valve 57 does not allow any pressure medium flow between the pressure medium supply device 37 and the reservoir 49. In a second control position, the pressure medium can flow in both directions.
  • FIG. 11 shows an embodiment in which the first directional control valve 53 has been modified such that in the first control position only one pressure medium valve is permitted by the pressure medium supply device 37 in the direction of the control chamber 50, whereas an opposite pressure medium flow is prevented in the first directional control valve 53.
  • FIG. 12 shows a further aspect of the invention, which will be explained with reference to the embodiment shown in FIG. It is expressly pointed out that this aspect can be used in all previous embodiments.
  • the device 10 differs from the device 10 shown in Figure 6 in that the connecting line 55 between the first directional control valve 53 and the control chamber 50 opens into the control line 52 and that no vent 46a of the spring chamber is provided.
  • the spring chamber is rather equipped as a back pressure chamber 58, which can be filled with pressure medium.
  • the first directional valve 53 is provided in this embodiment with an additional back pressure port G, which communicates with the back pressure chamber 58.
  • the control chamber connection A 1 In a first control position of the first directional valve 53 is the Control chamber port A 1 connected to the pressure port P 1 , while the back pressure port G communicates with the drain port T 1 .
  • the control chamber connection A 1 is connected to the outlet connection T 1 , while the pressure connection P 1 communicates with the counterpressure connection G.
  • first directional control valve 53 If the first directional control valve 53 is in the first control position, there are no changes compared to the embodiment from FIG. In the second control position, however, additional pressure medium is conducted into the counterpressure space 58. This acts on a third pressure surface 59 of the pressure piston 45 with a force acting in the same direction as the spring element 46. As a result, the pressure in the reservoir 49 is additionally increased.
  • the pressure accumulator 43 opens with the pressure medium line 41, which connects the pressure medium pump 38 with the control valve or valves 40.
  • the pressure accumulator 43 opens into the pressure medium lines 41, which connects the control valve or valves 40 to the actuating devices 10a, b.
  • the pressure accumulator 43 can also be used in other vehicle applications, for example in switchable cam followers or in applications in automated transmissions.

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Description

Bezeichnung der Erfindung
Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem Antriebselement, einem Abtriebselement, zumindest einer Druckkammer, einer Druckmittelversorgungseinrichtung und zumindest einem Druckspeicher, wobei mittels der Druckmittelversorgungseinrichtung der mindestens einen Druckkammer Druckmittel zugeführt oder von dieser abgeführt werden kann, wobei durch Druckmittelzufuhr zu bzw. Druckmittelabfluss von der Druckkammer eine Phasenlage des Abtriebselements relativ zum Antriebselement veränderbar ist, wobei der Druckspeicher ein verlagerbares Element aufweist, das mit einer erste Druckfläche versehen ist, die einen Vorratsraum teilweise begrenzt, wobei der Vorratsraum mit der Druckmittelversorgungseinrichtung verbunden ist, wobei durch Druckbeaufschlagung des Vorratsraums das verlagerbare Element gegen die Kraft eines Kraftspeichers verschoben werden kann.
Hintergrund der Erfindung
In modernen Brennkraftmaschinen werden Vorrichtungen zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle in einem definierten Winkelbe- reich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Die Vorrichtung urmfasst üblicherweise eine Stelleinrichtung, die von einer Kurbelwelle angetrieben wird und deren Drehmoment auf die Nockenwelle überträgt. Dabei ist innerhalb der Stelleinrichtung ein hyd- raulischer Stellantrieb ausgebildet, der es ermöglicht die Phasenlage zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle gezielt zu beeinflussen. Zur Versorgung der Stelleinrichtung mit Druckmittel ist eine Druckmittelversorgungseinrichtung vorgesehen.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 025 343 B1 bekannt. Die Vorrichtung umfasst zwei gegeneinander verdrehbare Rotoren, wobei ein Außenrotor in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle steht und der Innenrotor drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist. Die Vorrichtung umfasst mehrere Hohlräume, wobei jeder der Hohlräume mittels eines Flügels in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern unterteilt wird. Durch Druckmittelzufuhr zu bzw. Druckmittelabfuhr von den Druckkammern werden die Flügel innerhalb der Druckräume verschoben, wodurch eine gezielte Verdrehung der Rotoren zueinander und somit der Nockenwelle zur Kurbelwelle bewirkt wird.
Der Druckmittelzufluss zu, bzw. der Druckabfluss von den Druckkammern wird mittels einer Druckmittelversorgungseinrichtung gesteuert, die eine Druckmittel pumpe, einen Tank, ein Steuerventil, und mehrere Druckmittelleitungen umfasst. Dabei verbindet eine Druckmittelleitung die Druckmittelpumpe mit dem Steuerventil. Jeweils eine weitere Druckmittelleitung verbindet einen der Arbeitsanschlüsse des Steuerventils mit den Druckkammern. Das Druckmittel wird üblicherweise dem Schmiermittelkreislauf der Brennkraftmaschine entnommen.
Um die Funktion der Vorrichtung zu gewährleisten, muss der Druck im Druckmittelsystem in jeder Bethebsphase der Brennkraftmaschine einen bestimmten Wert übersteigen. Dies ist besonders in den Leerlaufphasen der Brennkraftmaschine kritisch, da die Druckmittelpumpe von der Kurbelwelle angetrieben wird und somit der Systemdruck mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine ansteigt. Der von der Druckmittelpumpe bereitgestellte Systemdruck ist weiterhin von der Druckmitteltemperatur abhängig, wobei der Systemdruck bei steigender Temperatur sinkt. Somit muss die Druckmittelpumpe derart ausgelegt werden, dass diese unter den ungünstigsten Bedingungen ausreichend Systemdruck zur Verfügung stellt, um eine ausreichend schnelle Verstellung der Phasenlage des Innenrotors zum Außenrotor zu gewährleisten. Um die geforderte Verstellgeschwindigkeit selbst bei ungünstigsten Druckverhältnissen, wie beispielsweise hohe Druckmitteltemperaturen und/oder niedrigen Drehzahlen zu gewährleisten, muss die Druckmittelpumpe dementsprechend ausgelegt werden. Dies führt dazu, dass Druckmittelpumpen Einsatz finden, die auf die Spitzenanforderungen der Stelleinrichtung ausgelegt sind und somit während der meisten Betriebsphasen der Brennkraftmaschine zu groß dimensioniert sind. Alternativ können regelbare Druckmittelpumpe Einsatz finden, die bedarfsgerecht Druckmittel zur Verfügung stellen. In beiden Fällen wirkt sich der erhöhte Aufwand negativ auf die Kosten, den Bauraumbedarf und den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine aus.
In der US 5,775,279 A eine weitere derartige Vorrichtung offenbart. In dieser Ausführungsform ist zwischen der Druckmittelpumpe und dem Steuerventil ein Druckspeicher angeordnet, der mit der Druckmittelversorgungseinrichtung kommuniziert. Dieser Druckspeicher wird in Phasen hohen Systemdrucks mit Druckmittel befüllt. Fällt der Systemdruck ab, so entleert sich der Druckspeicher automatisch, wodurch der Druckmittelversorgungseinhchtung zusätzliches Druckmittel zur Verfügung gestellt wird. Somit wird die Phasenverstellung der Vorrichtung unterstützt.
Nachteilig an dieser Ausführungsform ist der Umstand, dass der Druckspeicher auch dann entleert wird, wenn der Systemdruck nicht aufgrund eines Verstell- Vorgangs, sondern aufgrund anderer äußerer Umstände, beispielsweise durch ein Absinken der Drehzahl, abfällt. Somit stehen für einen sich anschließenden Phasenverstellvorgang eine geringere Druckunterstützung und ein geringeres Druckmittelvolumen aus dem Druckspeicher zur Verfügung. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der maximale Druck, mit dem der Druckspeicher die Druckmittelversorgungseinrichtung unterstützen kann, dem Druck entspricht, der direkt vor dem Phasenverstellvorgang in der Druckmittelversorgungseinrichtung vorgeherrscht hat. Wird bei hohen Temperaturen und niedrigen Drehzahlen von der Motorsteuerung eine Verstellanforderung an die Vorrichtung gerichtet, so fällt die Druckunterstützung des Druckspeichers geringer aus, da der Systemdruck, mit dem der Druckspeicher gefüllt wurde, gering war. Dies kann dazu führen, dass der Verstellvorgang nicht durchgeführt werden kann, bzw. die Verstellgeschwindigkeit erheblich reduziert wird. Somit ist auch in diesem Fall eine Auslegung der Druckmittelpumpe auf die Spitzenlast mit den daraus resultierenden Nachteilen erforderlich.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei ein funktionssicheres Einstellen der Steuerzeiten bei hohen Verstellgeschwindigkeiten in jeder Betriebsphase der Brennkraftmaschine sichergestellt werden soll. Dabei soll auf eine Überdimensionierung der Druck- mittelpumpe (Auslegung auf die zu erwarteten Spitzenlasten) ebenso verzichtet werden können, wie auf die Verwendung variabler Druckmittelpumpen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das verlagerbare Element mindestens eine zweite Druckfläche aufweist, die einen Steuerraum teilweise begrenzt, wobei durch Druckbeaufschlagung des Steuerraums das verlagerbare Element gegen die Kraft des Kraftspeichers verschoben werden kann und wobei innerhalb des Druckspeichers ein Druckmittelfluss von dem Vorratsraum in den Steuerraum unterbunden ist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Vorratsraum und der Steuerraum innerhalb des Druckspeichers nicht miteinander kommunizieren.
Das verlagerbare Element kann beispielsweise als Druckkolben ausgebildet sein, welcher innerhalb eines Druckbehälters gegen die Kraft eines als Feder- element ausgebildeten Kraftspeichers verschoben werden kann. Alternativ können auch andere Formen von Kraftspeichern Einsatz finden, beispielsweise reversibel deformierbare Körper, beispielsweise aus Elastomeren, oder gasbe- füllte Blasen. Durch die Ausbildung des Druckspeichers mit einem verlagerba- ren Element, welches voneinander isolierte Räume innerhalb des Druckspeichers teilweise begrenzt, können diese beiden Räume getrennt voneinander angesteuert, d.h. befüllt und/oder entleert, werden. Abgesehen von Leckage besteht keine Verbindung zwischen den Räumen. So können beispielsweise unterschiedliche Druckquellen zum Befüllen des Vorratsraums und des Steuerraums verwendet werden.
Alternativ kann auch eine Druckmittelverbindung zwischen dem Vorratsraum und dem Steuerraum innerhalb des Druckspeichers vorgesehen sein. Druckmittel welches dem Steuerraum zugeführt wird, kann über diese Druckmittelverbindung in den Vorratsraum gelangen. Dabei ist aber zu beachten, dass ein umgekehrter Druckmittelfluss, von dem Vorratsraum in den Steuerraum unterbunden wird. Dies kann beispielsweise über einen Druckmittelkanal in dem Druckkolben oder dem Gehäuse des Druckspeichers realisiert werden, in dem ein Rückschlagventil angeordnet ist. In diesem Fall kann die Befüllung des Vorratsraums und des Steuerraums alleine durch die Befüllung des Steuerraums erfolgen. Soll der Druckspeicher entleert werden, so wird der Steuerraum auf Tank geschalten. Der Vorratsraum entleert sich in die Druckmittelversorgungseinrichtung, der Steuerraum drucklos in den Tank. Ein Übertritt von Druckmittel von dem Vorratsraum in den Steuerraum wird durch das Rückschlagventil verhindert.
Ist vorgesehen, dass eine Druckmittelbeaufschlagung des Vorratsraums das verlagerbare Element in die gleiche Richtung verlagert, wie eine Druckmittelbe- aufschlagung des Steuerraums, so kann der Steuerraum das Befüllen des Vor- ratsraums unterstützen. Zu diesem Zweck wird der Steuerraum während des Befüllvorgangs des Vorratsraums ebenfalls mit Druckmittel befüllt. Dadurch wirkt auf beide Druckflächen des Druckkolben eine Kraft auf diesen, wodurch in dem Kraftspeicher eine höhere Kraft gespeichert wird (das Federelement stärker komprimiert wird). Erhält der befüllte Druckspeicher von der Motorsteuerung den Befehl den Phasenverstellvorgang zu unterstützen, so kann der Steuerraum unabhängig vom Vorratsraum entleert werden. Das heißt, während der Vorratsraum in die Druckmittelversorgungseinrichtung entleert wird, und damit der Phasenverstellvorgang unterstützt, kann der Steuerraum gegen Atmosphärendruck in einen Tank entlüftet werden. Durch geeignete Auslegung kann die Entlüftung des Steuerraums schneller erfolgen als die Entleerung des Vorratsraums in die Druckmittelversorgungseinrichtung. Somit wirkt die gesamte Kraft, die in dem Kraftspeicher gespeichert wurde, über die erste Druckfläche auf den Vorratsraum. Als Folge kann der der Druck bei Beginn des Unterstützungsvorgangs um bis zu einem Faktor von
A ansteigen, abhängig von der Last, die zu diesem Zeitpunkt auf den
Kraftspeicher wirkt. Dabei entspricht A1 dem Flächeninhalt der ersten Druckfläche und A2 dem Flächeninhalt der zweiten Druckfläche. Wird als
Kraftspeicher beispielsweise ein Federelement eingesetzt, so steigt der Druck
A +A bei Beginn des Unterstützungsvorgangs um den vollen Faktor — ' an,
A solange die Feder noch nicht ihren maximal komprimierten Zustand erreicht hat.
Die Erfindung beruht darauf, dass in einer Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem Antriebselement, einem Abtriebselement, zumindest einer Druckkammer, einer Druckmittelversorgungseinrichtung und zumindest einem Druckspeicher, wobei mittels der
Druckmittelversorgungseinrichtung der mindestens einen Druckkammer Druckmittel zugeführt oder von dieser abgeführt werden kann, wobei durch Druckmittelzufuhr zu bzw. Druckmittelabfluss von der Druckkammer eine Phasenlage des Abtriebselements relativ zum Antriebselement veränderbar ist, ein verlagerbares Element des Druckspeichers zumindest zwei unabhängig voneinander ausgebildete und mit Druck beaufschlagbare Räume in Verlagerrichtung des Elements begrenzt. Dabei ist zumindest einer der Räume (Vorratsraum) mit der Druckmittelversorgungseinrichtung verbunden und kann während eines Phasenverstellvorgangs in die Druckmittelversorgungseinrichtung entleert werden. Des Weiteren wird zumindest ein weiterer Raum (Steuerraum) während des Befüllvorgangs des Vorratsraums ebenfalls mit Druckmittel beauf- schlagt und während des Entleervorgangs des Vorratsraums schneller als dieser entleert. Dies kann beispielsweise gegen Atmosphärendruck, in einen Tank erfolgen. Somit unterstützt der Steuerraum den Befüllvorgang derart, dass das verlagerbare Element stärker ausgelenkt wird, als dies ohne D ruckmitte I beauf- schlagung des Steuerraums der Fall wäre.
Durch die Erhöhung des vom Druckspeicher bereitgestellten Drucks, kann der Druckspeicher Spitzenverbräuche abfangen, so dass die Druckmittelpumpe auf den Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ausgelegt werden kann. Es sind keine überdimensionierten oder geregelten Druckmittelpumpen nötig, um ein funktionssicheres und schnelles Verstellen der Phasenlage zu gewährleisten. Zusätzlich wird die Verstellgeschwindigkeit der Stelleinrichtung erhöht. Alternativ kann bei gleicher Verstellgeschwindigkeit die Stelleinrichtung kleiner dimensioniert werden. Wodurch die Masse, das Massenträgheitsmoment und die Kosten gesenkt werden können.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Steuerraum während des Betriebs der Brennkraftmaschine wahlweise mit einer Druckquelle oder einem Tank verbunden werden kann. Die Druckquelle kann beispielsweise die Druckmittelversorgungseinrichtung bzw. deren Druckmittelpumpe oder eine dazu separate Quelle, beispielsweise die Druckquelle eines Servoverbrauchers (bspw. der Servolenkung) sein. Im zweiten Fall kann auch in Betriebsphasen mit niedrigem Systemdruck der Druckspeicher vollständig befüllt werden. Die wahlweise Verbindung mit einer Druckquelle bzw. dem Tank wird über Steuermittel, beispielsweise ein 3/2-Wegeventil in Form eines Schaltventils (bspw. Sitzventil) oder eines Proportionalventils (bspw. Schieberventils), hergestellt. Alternativ kommen auch zwei Steuermittel in betracht, wobei eines der Steuermittel die Verbindung Druckquelle -> Steuerraum und das andere Steuermittel die Verbindung Steuerraum -> Tank sperrt bzw. freigibt. Die Steuermittel können beispielsweise elektromagnetisch betätigte Hydraulikventile, wie Wegeventile (bspw. Schalt- oder Proportionalventile), entsperrbare Rückschlagventile oder dergleichen sein. Diese Steuermittel erhalten von einem Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine Steuersignale, gemäß derer der Druckspeicher befüllt oder entleert wird. Somit können verschiedenste Unterstützungsstrategien realisiert werden.
Ebenso denkbar ist der Einsatz von hydraulisch betätigten Steuermitteln. Dabei kann vorgesehen sein, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung der Steuermittel mit der Druckmittelversorgungseinrichtung kommuniziert. So werden die Steuermittel bei Absinken des Drucks in der Druckmittelversorgungseinrichtung unter einen definierten Wert automatisch geschalten werden. Dadurch verringert sich der Regelaufwand erheblich.
In einer Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steuerraum, ohne Umweg über einen Verbraucher, in einen Tank entleert werden kann. Dabei wird der Steuerraum vorzugsweise gegen Atmosphärendruck, üblicherweise über ein Proportional- oder Schaltventil entleert.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind Steuermittel vorgesehen, wobei der Steuerraum mittels der Steuermittel wahlweise mit einem Tank oder der Druckquelle verbunden werden kann. Die Steuermittel können beispielsweise als Wegeventil ausgebildet sein.
In einer dazu alternativen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Steuermittel vorgesehen sind, die in einem ersten Zustand einen Druckmittel- fluss von dem Vorratsraum zur Druckmittelversorgungseinrichtung sperren und einen Druckmittelfluss zu dem Vorratsraum und dem Steuerraum zulassen und die in einem weiteren Zustand den Druckmittelfluss von dem Vorratsraum zu der Druckmittelversorgungseinrichtung zulassen und eine Verbindung zwischen dem Steuerraum und einem Tank, ohne Umweg über einen Verbraucher, herstellen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Vorratsraum und der Steuerraum über ein Rückschlagventil verbunden sind, wobei die Verbindung zwischen den Steuermitteln und den Räumen angeordnet ist und wobei das Rückschlagventil einen Druckmittelfluss von dem Vorratsraum zu dem Steuerraum sperrt. Somit wird verhindert, dass der Vorratsraum mit der Druckmittelversorgungseinrichtung in Betriebsphasen der Brennkraftmaschine kommuniziert, in denen keine Phasenverstellung stattfindet, der Systemdruck aber trotzdem abfällt. Somit werden das Druckmittelvolumen und der Druck in dem Vorratsraum auf einem hohen Wert gehalten.
Dabei kann eine Vorratsleitung vorgesehen sein, die die Druckmittelversorgungseinrichtung mit dem Vorratsraum verbindet und eine Steuerleitung vorgesehen sein, die den Steuerraum mit einer Druckquelle verbindet. Des Weiteren kann das Steuermittel als ein einziges Wegeventil ausgebildet sein, das je einen Anschluss für die Vorratsleitung, die Steuerleitung, den Steuerraum, den Vorratsraum und den Tank aufweist. Dadurch wird die Anzahl der Bauteile und der Regelaufwand während des Betriebs der Brennkraftmaschine verringert. Alternativ kann das Steuermittel zumindest ein erstes Wegeventil umfassen, welches in der Steuerleitung angeordnet ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Steuermittel weiterhin ein zweites Wegeventil umfassen, welches in der Vorratsleitung angeordnet ist. Dabei können die Wegeventile beispielsweise als Schalt oder Proportionalventile ausgebildet sein. Alternativ können die Steuermittel weiterhin ein entsperrbares Rückschlagventil umfassen, welches in der Vorratsleitung angeordnet ist.
Vorteilhafterweise kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen dem Steuerraum und der Druckquelle ein Rückschlagventil vorgesehen sein, wel- ches einen Druckmittelstrom von dem Steuerraum in Richtung der Druckquelle sperrt. Somit wird das in dem Steuerraum befindliche Druckmittelvolumen bis zu dessen Verbindung mit einem Tank eingeschlossen. Dadurch wird das verlagerbare Element in der ausgelenkten Position gehalten, selbst wenn der Systemdruck abfällt und damit ein ungewolltes Entleeren des Vorratsraums verhindert.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein dass zwischen dem Vorratsraum und der Druckmittelversorgungseinrichtung ein Rückschlagventil vorgesehen ist, welches einen Druckmittelstrom von der Druckmittelversorgungseinrichtung in Richtung des Vorratsraums sperrt. Dadurch wird verhindert, dass Druckspitzen, die in der Stelleinrichtung generierte werden, in den Druckspeicher übertragen werden. Somit stützt sich das während einer Druckspitze aus der Druckkammer der Stelleinrichtung zurückfließende Druckmittel auf dem Rückschlagventil ab, wodurch die hydraulische Steifigkeit der Vorrichtung erhöht und somit die Verstellgeschwindigkeit erhöht und die Momentübertragung von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle verbessert wird.
Die Druckunterstützung des Druckspeichers kann also durch einfaches Schalten von einem oder mehreren Steuermittel aktiviert werden. Dabei wird das Druckmittelvolumen bereitgestellt, welches in den Betriebsphasen der Brennkraftmaschine, in denen die Phasenlage konstant gehalten wird, in dem Vorratsraum gesammelt wird. Dabei entspricht der vom Druckspeicher bereitge- haltene Druck je nach Ausführungsform entweder dem aktuellen Systemdruck multipliziert mit einem Faktor, der bis zu 1+A2/Ai betragen kann oder einem maximalen Systemdruck, der während der Befüllphase vorhanden ist, multipliziert mit dem selben Faktor. Der volle Faktor 1+A2/Ai liegt immer dann vor, wenn die volle Speicherkapazität des Kraftspeichers noch nicht ausgeschöpft wurde, das Federelement noch nicht auf Block komprimiert ist bzw. der Druckkolben noch an den Anschlägen anliegt. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das verlagerbare Element eine dritte Druckfläche aufweist, die einen Gegendruckraum zumindest teilweise begrenzt, wobei eine Druckmittelbeaufschlagung des Gegendruckraums das verlagerbare Element in die entgegengesetzte Richtung verlagert, wie eine Druckmittelbeaufschlagung des Steuerraums oder des Vorratsraums. Somit wird der vom Druckspeicher zur Verfügung stellbare Druck nochmals erhöht, da sich nun die von dem Kraftspeicher auf das verlagerbare Element ausgeübte Kraft um die von dem Druck, der gegen die dritte Druckfläche wirkt, hervorgerufene Kraft erhöht wird.
Die Druckunterstützung des Druckspeichers kann bei jedem Phasenverstellvor- gang genutzt werden. Zu diesem Zweck werden immer dann die Steuermittel (Wegeventile und/oder entsperrbare Rückschlagventile) in die Position gebracht, in der der Vorratsraum entleert wird, wenn eine Phasenverstellung angefordert wird. In den Betriebsphasen zwischen den Phasenverstell- anforderungen kann sich der Druckspeicher befüllen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Druckunterstützung des Druckspeichers bedarfsabhängig zuzuschalten. Detektiert die Motorsteuerung, dass der von der Druckmittelpumpe gelieferte Druck oder Volumenstrom für die Phasenverstellung nicht ausreicht, so gibt sie die Druckunterstützung durch den Druckspeicher frei. Dieses Vorgehen verlängert die Zeiten, in denen der Druckspeicher befüllt werden kann und somit die Performance des Druckspeichers während der Druckunterstützung.
Alternativ kann vorgesehen sein die Druckunterstützung des Druckspeichers lediglich als „boosf-Funktion für kritische Verstellvorgänge zu nutzen, die beispielsweise einen hohen Volumenstrom oder eine hohe Verstellgeschwindigkeit benötigen. Detektiert die Motorsteuerung, dass ein derartiger kritischer Verstellvorgang eingeleitet werden soll, so schaltet diese die Druckunterstützung durch geeignete Einstellung der Steuermittel frei.
Ebenso denkbar ist es die Steuermittel einteilig mit einem Steuerventil auszu- bilden, welches den Druckmittelfluss zu und von den Druckkammern der Stelleinrichtung steuert.
In einer Konkretisierung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Verhältnis zwischen dem minimalen Durchflussquerschnitt zwischen dem Steuerraum und dem Tank und dem minimalen Durchflussquerschnitt zwischen dem Vorratsraum und der Stelleinrichtung größer ist, als das Verhältnis zwischen dem Flächeninhalt der zweiten Druckfläche und dem Flächeninhalt der ersten Druckfläche.
Vorteilhafterweise entspricht das maximale Volumen des Vorratsraums zumindest dem zweifachen des Volumens der für eine Phasenverstellung von einermaximalen Spätstellung zu einer maximalen Frühstellung benötigt wird. Der Druckspeicher kann beispielsweise in die Druckmittelleitung zwischen der Druckmittelpumpe und dem Steuerventil münden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Druckspeicher in eine der Druckmittelleitungen mündet, die einen der Arbeitsanschlüsse des Steuerventils mit einer Gruppe von Druckkammern verbindet. Zusätzlich kann in dieser Ausführungsform ein zweiter Druckspeicher vorgesehen sein, der in die Druckmittelleitung mündet, die den anderen Arbeitsanschluss des Steuerventils mit der anderen Gruppe von Druckkammern verbindet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1 nur sehr schematisch eine Brennkraftmaschine,
Figur 2a einen Längsschnitt durch die Stelleinrichtung
Figur 2b einen Querschnitt durch eine Stelleinrichtung,
Figur 3 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung,
Figur 4 - 12 weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen einer Vorrichtung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 skizziert, wobei ein auf einer Kurbelwelle 2 sitzender Kolben 3 in einem Zylinder 4 angedeutet ist. Die Kurbelwelle 2 steht in der dargestellten Ausführungsform über je einen Zugmitteltrieb 5 mit einer Einlassnockenwelle 6 bzw. Auslassnockenwelle 7 in Verbindung, wobei eine erste und eine zweite Vorrichtung 10 für eine Relativdrehung zwischen Kurbelwelle 2 und den Nockenwellen 6, 7 sorgen können. Die Vorrichtungen 10 umfassen jeweils eine hydraulische Stelleinrichtung 10a,b,c und eine Druckmittelversorgungseinrichtung 37. Nocken 8 der Nockenwellen 6, 7 betätigen ein oder mehrere Einlassgaswechselventile 9a bzw. ein oder mehrere Auslassgas- wechselventile 9b. Ebenso kann vorgesehen sein nur eine der Nockenwellen 6, 7 mit einer Vorrichtung 10 auszustatten, oder nur eine Nockenwelle 6, 7 vorzusehen, welche mit einer Vorrichtung 10 versehen ist.
Figur 3 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, mit Stelleinrichtungen 10a,b,c einer Druckmittelversorgungseinrichtung 37 und einem Druckspeicher 43. Die Figuren 2a und 2b zeigen eine Stelleinrichtung 10a,b,c im Längsschnitt bzw. im Querschnitt.
Die Stelleinrichtung 10a,b,c weist ein als Außenrotor 22 ausgebildetes Antriebselement und ein als Innenrotor 23 ausgebildetes Abtriebselement auf. Der Außenrotor 22 weist ein Gehäuse 22a und zwei Seitendeckel 24, 25 auf, die an den axialen Seitenflächen des Gehäuses 22a angeordnet sind. Der Innenrotor 23 ist in Form eines Flügelrades ausgeführt und weist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgeführtes Nabenelement 26 auf, von dessen äußerer zylindrischer Mantelfläche sich in der dargestellten Ausführungsform fünf Flügel 27 in radialer Richtung nach außen erstrecken. Die Flügel 27 sind separat zum Innenrotor 23 ausgebildet und in Flügelnuten 28 angeordnet, die an dem Nabenelement 26 ausgebildeten sind. Die Flügel 27 werden mittels Flügelfedern 27a, die zwischen den Nutgründen der Flügelnuten 28 und den Flügeln 27 angeordnet sind, radial nach außen mit einer Kraft beaufschlagt.
Ausgehend von einer äußeren Umfangswand 29 des Gehäuses 22a erstrecken sich mehrere Vorsprünge 30 radial nach innen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Vorsprünge 30 einteilig mit der Umfangswand 29 ausgebildet. Der Außenrotor 22 ist mittels radial innen liegender Umfangswände der Vorsprünge 30 relativ zu dem Innenrotor 23 drehbar auf diesem gelagert.
An einer äußeren Mantelfläche der Umfangswand 29 ist ein Kettenrad 21 angeordnet, mittels welchem über einen nicht dargestellten Kettentrieb Drehmoment von der Kurbelwelle 2 auf den Außenrotor 22 übertragen werden kann. Je einer der Seitendeckel 24, 25 ist an einer der axialen Seitenflächen des Gehäuses 22a angeordnet und drehfest an diesem fixiert. Zu diesem Zweck ist in jedem Vorsprung 30 eine Axialöffnung vorgesehen, die von einem Befesti- gungselement 32, beispielsweise einer Schraube, durchgriffen wird, welches zur drehfesten Fixierung der Seitendeckel 24, 25 an dem Gehäuse 22a dient.
Innerhalb der Stelleinrichtung 10a,b,c ist zwischen jeweils zwei in Umfangs- richtung benachbarten Vorsprüngen 30 ein Hohlraum 33 ausgebildet. Jeder der Hohlräume 33 wird in Umfangsrichtung von gegenüberliegenden, im Wesentlichen radial verlaufenden Begrenzungswänden 34 benachbarter Vorsprünge 30, in axialer Richtung von den Seitendeckeln 24, 25, radial nach innen von dem Nabenelement 26 und radial nach außen von der Umfangswand 29 begrenzt. In jeden der Hohlräume 33 ragt ein Flügel 27, wobei die Flügel 27 derart ausgebildet sind, dass diese sowohl an den Seitendeckeln 24, 25, als auch an der Umfangswand 29 anliegen. Jeder Flügel 27 teilt somit den jeweiligen Hohlraum 33 in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern 35, 36.
Der Innenrotor 23 ist in einem definierten Winkeibreich drehbar zu dem Außenrotor 22. Der Winkelbereich wird in einer Drehrichtung des Innenrotors 23 dadurch begrenzt, dass die Flügel 27 an je einer korrespondierenden Begrenzungswand 34 (Frühanschlag 34a) der Hohlräume 33 zum Anliegen kommen. Analog wird der Winkelbereich in der anderen Drehrichtung dadurch begrenzt, dass die Flügel 27 an den anderen Begrenzungswänden 34 der Hohlräume 33, die als Spätanschlag 34b dienen, zum Anliegen kommen.
Durch Druckbeaufschlagung einer Gruppe von Druckkammern 35, 36 und Druckentlastung der anderen Gruppe kann die Phasenlage des Außenrotors 22 zum Innenrotor 23 variiert werden. Durch Druckbeaufschlagung beider Gruppen von Druckkammern 35, 36 kann die Phasenlage der beiden Rotoren 22, 23 zueinander konstant gehalten werden. Alternativ kann vorgesehen sein, keine der Druckkammern 35, 36 während Phasen konstanter Phasenlage mit Druckmittel zu beaufschlagen. Als hydraulisches Druckmittel wird üblicherweise das Schmieröl der Brennkraftmaschine 1 verwendet.
Zur Druckmittelzufuhr zu bzw. Druckmittelabfuhr von den Druckkammern 35, 36 ist eine Druckmittelversorgungseinhchtung 37 vorgesehen, die in Figur 3 dargestellt ist. Die Druckmittelversorgungseinrichtung 37 umfasst eine Druckquelle, die als Druckmittelpumpe 38 ausgeführt ist, einen Tank 39, ein Steuerventil 40 und mehrere Druckmittelleitungen 41. Das Steuerventil 40 weist einen Zulaufanschluss P, einen Tankanschluss T und zwei Arbeitsanschlüsse A, B auf. Jeweils eine der Druckmittelleitung 41 verbindet die Druckmittelpumpe 38 mit dem Zuiaufanschluss P, den ersten Arbeitsanschluss A mit der ersten Druckkammer 35, den zweiten Arbeitsanschluss B mit der zweiten Druckkammer 36 und den Tankanschluss T mit dem Tank 39. Somit kann Druckmittel von der Druckmittelpumpe 38 über die Druckmittelleitung 41 zu dem Zulaufanschluss P des Steuerventils 40 gelangen.
In einer ersten Stellung des Steuerventils 40 ist der Zulaufanschluss P mit den ersten Druckkammern 35 verbunden, während die zweiten Druckkammern 36 mit dem Tank 39 verbunden sind. In einer zweiten Stellung des Steuerventils 40 ist vorgesehen, dass keine der Druckkammern 35, 36 mit dem Tank 39 und dem Zulaufanschluss P kommuniziert.
In einer dritten Stellung des Steuerventils 40 ist der Zulaufanschluss P mit den zweiten Druckkammern 36 verbunden, während die ersten Druckkammern 35 mit dem Tank 39 verbunden sind.
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 wirkt auf die Nockenwelle 6, 7 ein Wechselmoment, welches durch das Abwälzen der Nocken 8 auf Nockenfolgem hervorgerufen wird. Dabei wirkt die Kraft von Ventilfedern bis zur vollständigen Öffnung des Gaswechselventils bremsend auf die Nockenwelle 6, 7 ein. Anschließend wird die Nockenwelle 6, 7 durch die Kraft der Ventilfedern beschleunigt. Als Konsequenz werden innerhalb der Stelleinrichtung 10a,b,c Druckspitzen erzeugt, die dazu führen, dass die mit dem Zulaufanschluss P verbundene Druckkammern 35, 36 gegen die Druckmittelpumpe 38 entleert werden, was zu einer erheblichen Verringerung der Verstellgeschwindigkeit führt. Um dies zu verhindern ist in der Druckmittelleitung 41 , die die Druckmittelpumpe 38 mit dem Steuerventil 40 verbindet, ein Rückschlagventil 42a vorgesehen. Das Rückschlagventil 42a verhindert ein Zurückströmen des Druckmittels von den Druckkammern 35, 36 über das Steuerventil 40 zur Druckmittelpumpe 38. Die Druckspitzen stützen sich auf dem Rückschlagventil 42a ab, wodurch eine ungewollte Entleerung der Druckkammern 35, 36 effektiv verhindert wird und somit die Steifigkeit der Momentübertragung und die Verstellgeschwindigkeit erhöht wird.
Die Verstellgeschwindigkeit der Stelleinrichtungen 10a,b,c ist abhängig von dem bereitgestellten Druck, bzw. dem bereitgestellten Druckmittelvolumenstrom der Druckmittelpumpe 38. Der bereitgestellte Druck, bzw. der bereitgestellte Druckmittelvolumenstrom sind ihrerseits von einer Vielzahl von Faktoren abhängig, beispielsweise von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 und der Druckmitteltemperatur. Um die geforderte Verstellgeschwindigkeit selbst bei ungünstigsten Verhältnissen, wie beispielsweise hohe Druckmitteltemperaturen und oder niedrigen Drehzahlen zu gewährleisten, muss die Druckmittelpumpe 38 dementsprechend ausgelegt werden. Dies führt dazu, dass Druckmittelpumpen 38 Einsatz finden, die auf die Spitzenanforderungen der Stelleinrichtung 10a,b,c ausgelegt sind und somit während der meisten Betriebsphasen der Brennkraftmaschine 1 zu groß dimensioniert sind. Alternativ können auch regelbare Druckmittelpumpen 38 Einsatz finden, die bedarfsgerecht Druckmittel zur Verfügung stellen. In beiden Fällen wirkt sich der erhöhte Aufwand negativ auf die Kosten und den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 1 aus.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ein Druckspeicher 43 vorgesehen. Der Druckspeicher 43 umfasst ein als Druckkolben 45 ausgeführtes verlagerbares Element, welches innerhalb eines Druckbehälters 44 gegen die Kraft eines Kraftspeichers verschoben werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ist der Kraftspeicher als Federelement 46 ausgeführt. Denkbar sind allerdings auch andere Arten von Kraftspei- ehern, wie beispielsweise geeignet geformte Elastomerkörper oder gasbefüllte Blasen.
Der Druckkolben 45 weist zwei Druckflächen 47, 48 auf. Gemeinsam mit dem Druckbehälter 44 begrenzt die erste Druckfläche 47 einen Vorratsraum 49 und die zweite Druckfläche 48 einen Steuerraum 50. Dabei sind der Druckkolben 45 und der Druckbehälter 44 derart ausgebildet, dass innerhalb des Druckspeichers 43 keine Verbindung zwischen den beiden Räumen 49 und 50 besteht. In der dargestellten Ausführungsform wird zu diesem Zweck der Verschiebweg des Druckkolbens 45 durch Anschläge 54 begrenzt
Der Vorratsraum 49 ist mittels einer Vorratsleitung 51 mit der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 verbunden, wobei die Vorratsleitung 51 stromabwärts des Rückschlagventils 42a in diese mündet. Der Steuerraum 50 kann wahlweise mit einem Tank 39 oder mittels einer Steu- erleitung 52 mit einer Druckquelle oder verbunden werden. In der dargestellten Ausführungsform dient als Druckquelle die Druckmittelversorgungseinrichtung 37. Ebenfalls denkbar ist aber, dass eine andere Druckquelle, wie beispielsweise die Druckmittelpumpe 38 eines Servoverbrauchers, bspw. der Servolenkung, genutzt wird. In diesem Fall wird das von dem Steuerraum 50 abfließende Druckmittel nicht in den Tank 39 des Schmierölkreislaufes der Brennkraftmaschine 1 , sondern zu dem entsprechenden Tank 39 des Servoverbrauchers geleitet.
Um den Druckmittelfluss zu und von dem Steuerraum 50 zu steuern ist ein Steuermittel 60 in Form eines ersten Wegeventils 53 vorgesehen. Das erste Wegeventil 53 weist einen Druckanschluss Pi, einen Steuerraumanschluss Ai und einen Ablaufanschluss Ti auf. Der Druckanschluss P1 ist mit der Druckquelle, in der dargestellten Ausführungsform über die Steuerleitung 52 mit der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 verbunden. Der Steuerraumanschluss A1 ist mit dem Steuerraum 50 und der Ablaufanschluss T1 mit dem Tank 39 verbunden. In einer ersten Steuerstellung des ersten Wegeventils 53 ist der Steuerraumanschluss A1 mit dem Druckanschluss P1 verbunden, während der Ablaufanschluss T1 mit keinem der anderen Anschlüsse P1, Ai kommuniziert.
In einer zweiten Steuerstellung des ersten Wegeventils 53 ist der Steuerraumanschluss Ai mit dem Ablaufanschluss Ti verbunden, während der Druckanschluss P1 mit keinem der anderen Anschlüsse T1, A1 kommuniziert.
Zusätzlich kann ein weiteres Rückschlagventil 42b vorgesehen sein, welches in der Steuerleitung 52 angeordnet ist und ein Rückströmen von Druckmittel von dem Steuerraum 50 zur Druckmittelversorgungseinrichtung 37 verhindert. Wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 von der Motorsteuerung keine Verstellanforderung an die Vorrichtung 10 gerichtet, so befindet sich das Steuerventil 40 in der zweiten (mittleren) Stellung und das erste Wegeventil 53 in der ersten Stellung. Folglich fließt kein Druckmittel zu oder von der Stelleinrichtung 10a. Gleichzeitig gelangt Druckmittel sowohl über die Vorratsleitung 51 in den Vorratsraum 49 als auch über die Steuerleitung 52 in den Steuerraum 50. Das in den Vorratsraum 49 bzw. den Steuerraum 50 eingebrachte Druckmittel wirkt auf die Druckfläche 47 bzw. die Druckfläche 48 wodurch der Druckkolben 45 in Richtung der Anschläge 54 entgegen der Kraft des Federelements 46 verschoben wird, so dass das Volumen sowohl des Steuerraums 50 als auch des Vorratsraums 49 zunimmt. Sinkt der Druck in der Druckmittelversorgungseinrichtung 37, so sinkt in gleichem Maße auch der Druck in dem Vorratsraum 49. Auf Grund des Druckgefälles zwischen dem Steuerraum 50 und der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 schließt das Rückschlagventil 42b in der Steuerleitung 52, wodurch ein Druckabfall in dem Steuerraum 50 und ein Druckmittelabfluss aus diesem ver- mieden wird. Dies hat zur Folge, dass das Volumen des Steuerraums 50 und des Vorratsraums 49 trotz des Druckabfalls in der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 konstant bleibt. Dabei gilt für den Weg x, den der Druckkolben 45 aus seiner Ruhelage ausgelenkt wurde:
D wobei A1 dem Flächeninhalt der ersten Druckfläche 47, A2 dem Flächeninhalt der zweiten Druckfläche 48, pmaχ dem während der Befüllphase maximal auftretenden Systemdruck und D der Federkonstante des Federelements 46 ent- spricht. Dabei ist der maximale Verschiebeweg durch die Anschläge 54 begrenzt. Unter der Ruhelage ist der Zustand des Druckkolbens 45 zu verstehen, in der das Federelement 46 maximal entspannt ist. Wird von dem Motorsteuergerät eine Phasenwinkelverstellung angefordert, so wird das Steuerventil 40 in dessen erste bzw. dritte Stellung überführt. Somit gelangt Druckmittel von der Druckmittelpumpe 38 zu den ersten bzw. zweiten Druckkammern 35, 36, wodurch eine Phasenverstellung durch die Stelleinrichtung 10a,b,c hervorgerufen wird. Ist der von der Druckmittelpumpe 38 geförderte Volumenstrom zu gering um die Verstellung zu gewährleisten oder soll eine höhere Verstellgeschwindigkeit erreicht werden, so wird das erste Wegeventil 53 in dessen zweite Steuerstellung überführt. In dieser Steuerstellung ist der Steuerraum 50 mit einem Tank 39 verbunden. Das in dem Steuerraum 50 unter Druck stehende Druckmittel wird somit mit atmosphärischem Druck verbunden, wodurch eine rapide Entleerung des Steuerraums 50 erfolgt. Gleichzeitig wird der Vorratsraum 49 in die Druckmittelversorgungseinrichtung 37 entleert. Erfolgt die
Druckmittelentleerung des Steuerraums 50 derart schnell, dass sich der Druckkolben 45 ausschließlich über die erste Druckfläche 47 gegenüber dem Vorratsraum 49 abstützt, so wirkt die gesamte Kraft des Federelements 46 lediglich auf den Vorratsraum 49. Somit gilt für den Druck p in dem Vorratsraum 49 zu Beginn des Entleervorgangs:
P =
A
Solange der Druckkolben 45 noch nicht vollständig ausgelenkt wurde, also nicht an den Anschlägen 54 anliegt. Da das Rückschlagventil 42a in der Druckmittelleitung 41 stromaufwärts der Vorratsleitung 51 angeordnet ist, ist sichergestellt, dass der gesamte Druck p und das gesamte Volumen des Vorratsraum 49 der Stelleinrichtung 10a zur Verfügung steht und nicht in Ölgalerie der Brennkraftmaschine 1 abfließt. Somit steht nicht nur, wie in Anwendungen mit konventionellen Druckspeichem, der aktuelle Systemdruck oder der maximale Befülldruck zur Verfügung, sondern ein um den Faktor 1 +A2/Ai erhöhter Druck. Die Druckmittelversorgungseinrichtung 37 kann somit durch Einstellen der zweiten Steuerstellung an dem ersten Wegeventil 53 eine Druckunterstützung erfahren. Somit kann die Verstellgeschwindigkeit des Stelleinrichtung 10a bei gleicher Dimensionierung signifikant erhöht bzw. die Stelleinrichtung 10a bei gleicher Verstellgeschwindigkeit kleiner ausgeführt werden, ohne die Nachteile einer überdimensionierten oder einer geregelten Druckmittelpumpe 38 in Kauf nehmen zu müssen.
Ebenso denkbar sind Ausführungsformen, in denen auf die Anordnung eines Rückschlagventils 42b in der Steuerleitung 52 verzichtet wird. In Betriebspha- sen der Brennkraftmaschine 1 , in denn die Phasenlage konstant gehalten wird, füllt sich der Druckspeicher 43 analog der oben beschriebenen Ausführungsform. Sinkt der Systemdruck, so fließt Druckmittel sowohl aus Vorratsraum 49 als auch aus dem Steuerraum 50 ab. Dies führt zu einem Druckabfall in beiden Räumen 49, 50, was zu einer Verschiebung des Druckkolbens 45 in Richtung seiner Ruhelage führt. Somit wird in dieser Ausführungsform sowohl das zur Phasenverstellung bereitstellbare Druckmittelvolumen als auch der bereitstellbare Druck im Vorratsraum 49 abgesenkt. Trotzdem findet die Druckerhöhung im Vorratsraum 49 statt, wenn das erste Wegeventil 53 in die zweite Schaltstellung überführt wird. In diesem Fall gilt für den bereitgestellten Druck p bei noch nicht vollständig ausgelenktem Druckkolben 45:
P = - 4 wobei psys dem bei Beginn der Druckunterstützung herrschenden Systemdruck entspricht. Denkbar ist der Einsatz dieser Ausführungsform in Brennkraftmaschinen 1 in denen der benötigte Spitzensystemdruck nur geringfügig oberhalb der Kapazität der Druckmittelpumpe 38 liegt. In diesem Fall kann auf das Rückschlagventil 42b in der Steuerleitung 52 verzichtet werden, wodurch die Kosten sinken.
Um die Druckerhöhung zu realisieren muss für das Verhältnis des Druckmittel- Stroms aus dem Steuerraum 50 zu dem Druckmittelstrom aus dem Vorratsraum 49 QD/Qv Qv A ' gelten. Um dies zu erreichen ist vorgesehen, dass für den minimalen Durchflussquerschnitt zwischen dem Steuerraum 50 und dem Tank 39 AD
AD > ^AV
gilt, wobei Av dem minimalen Durchflussquerschnitt zwischen dem Vorratsraum 49 und der Stelleinrichtung 10a bzw. der Stelleinrichtung 10a und dem Tank 39 entspricht.
Ebenfalls denkbar ist, dass neben der ersten Stelleinrichtung 10a auch eine oder mehrere weitere Stelleinrichtung 10b, 10c durch die Druckmittelversorgungseinrichtung 37 über weitere Druckmittelleitungen 41 und weitere Steuerventile 40 gesteuert werden können. Dabei kann die weitere Stelleinrichtung 10b ebenfalls von dem Druckspeicher 43 profitieren. Zu diesem Zweck liegt der Abzweig, der zu dieser Stelleinrichtung 10b führt, in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil 42a.
Soll der Druckspeicher 43 lediglich die erste Stelleinrichtung 10a unterstützten, so ist der Abzweig zur weiteren Stelleinrichtung 10c in Strömungsrichtung vor dem Rückschlagventil 42a anzuordnen.
Um die Funktionsfähigkeit des Druckspeichers 43 zu gewährleisten ist eine Entlüftung 46a des Federraums zum Tank 39 vorgesehen.
Ebenso denkbar ist es, das Rückschlagventil 42a stromabwärts der Abzweigung zur Vorratsleitung 51 anzuordnen (Figur 4). In diesem Fall erfolgt die Ab- Stützung der Druckspitzen zwischen der Stelleinrichtung 10a,b und dem Abzweig zur Vorratsleitung 51. Die Druckspitzen können somit den Druckspeicher 43 nicht erreichen, wodurch eine steifere Momentübertragung durch die Stelleinrichtung 10a,b erreicht wird. Ebenfalls denkbar ist der Einsatz jeweils eines Rückschlagventils 42a in der Druckmittelleitung 41 stromaufwärts und stromabwärts der Abzweigung zur Vorratsleitung 51 (Figur 5). Hierbei wird sowohl eine steife Momentübertragung durch die Stelleinrichtung 10a,b erreicht als auch verhindert, dass der Druck, bzw. das Druckmittevolumen des Vorratsraums 49 in die Ölgalerie der Brennkraftmaschine 1 abfließt.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist in Figur 6 dargestellt. Im Unterschied zu der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist in dieser Ausführungsform ein zusätzliches Rückschlagventil 42c in der Vorratsleitung 51 angeordnet. Dieses Rückschlagventil 42c verhindert einen Druckmittelfluss von der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 zu dem Vorratsraum 49, wodurch in den Stelleinrichtungen 10a,b,c generierte Druckspitzen nicht bis zu dem Vorratsraum 49 des Druckspeichers 43 vordringen können, sondern sich auf dem Rückschlagventil 42c abstützten. Somit wird die hydraulische Steifigkeit der Vorrichtung 10 analog der Ausführungsform aus Figur 5 erhöht. Um den Vorratsraum 49 des Druckspeichers 43 zu befüllen, ist eine Verbindungsleitung 55 vorgesehen, die einerseits zwischen der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 und dem ersten Wegeventil 53 in die Steuerleitung 52 und andererseits zwischen dem Rückschlagventil 42c und dem Vorratsraum 49 in die Vorratsleitung 51 mündet. Dabei kann in der Verbindungsleitung 55 ein zusätzliches Rückschlagventil 42d angeordnet sein, dass verhindert, dass Druckmittel aus dem Vorratsraum 49 zwischen der Druckmittelpumpe 38 und dem Rückschlagventil 42a in die Druckmittelversorgungseinrichtung 37 fließt. In einer leichten Abwandlung der Ausführungsform könnten auch das Rückschlagventil 42b und/ oder die gesamte Druckmittelleitung 41 , in der das Rückschlagventil 42a angeordnet ist, zwischen den Mündungspunkten des Druckspeichers 43 entfallen.
In den Figuren 7 bis 11 sind weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen einer Vorrichtung 10 dargestellt. In diesen Ausführungsformen sind sowohl in der Steuerleitung 52 als auch in der Vorratsleitung 51 Steuermittel 60 vorgesehen, die den Durchfluss von Druckmittel zumindest in eine Richtung sperren können. In der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform ist ein einziges Steuerventil in Form eines Wegeventils 56 vorgesehen. Das Wegeventil 56 weist einen Druck- anschluss P1, einen Steuerraumanschluss A1, einen Vorratsanschluss V1, einen Vorratsraumanschluss B1 und einen Ablaufanschluss T1 auf. Der Druckan- schluss P1 und der Vorratsanschluss V1 sind mit der Druckquelle, in der dargestellten Ausführungsform über die Steuerleitung 52 bzw. die Vorratsleitung 51 mit der Druckmittelversorgungseinrichtung 37, verbunden. Der Steuerraumanschluss A1 ist mit dem Steuerraum 50, der Vorratsraumanschluss B1 mit dem Vorratsraum 49 und der Ablaufanschluss T1 mit dem Tank 39 verbunden.
Des Weiteren ist eine Verbindungsleitung 55 vorgesehen, die einerseits zwischen dem Wegeventil 56 und dem Steuerraum 50 in die Steuerleitung 52 und andererseits zwischen dem Wegeventil 56 und dem Vorratsraum 49 in die Vorratsleitung 51 mündet. In der Verbindungsleitung 55 ist ein Rückschlagventil 42d angeordnet, welches einen Druckmittelfluss von der Vorratsleitung 51 zur Steuerleitung 52 verhindert.
In einer ersten Steuerstellung des Wegeventils 56 ist lediglich der Steuerraumanschluss A1 mit dem Druckanschluss P1 verbunden, während alle anderen Anschlüsse B1, T1, V1 verschlossen sind. In einer zweiten Steuerstellung des Wegeventils 56 kommuniziert der Vorratsanschluss V1 mit dem Vorratsraumanschluss B1 und der Steuerraumanschluss A1 mit dem Tankanschluss T1, während der Druckanschluss P1 mit keinem der anderen Anschlüsse A1, B1, T1, V1, kommuniziert.
Wird während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 von der Motorsteuerung keine Verstellanforderung an die Vorrichtung 10 gerichtet, so befindet sich das Wegeventil 56 in der ersten Steuersteilung. In diesem Zustand kann Druckmittel von der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 über die Steuerleitung 52 und das Wegeventil 56 in den Steuerraum 50 gelangen. Gleichzeitig wird ebenfalls der Vorratsraum 49 über die Verbindungsleitung 55 befüllt. In diesem Zustand verhält sich der Druckspeicher 43 ähnlich zu dem in Figur 3 dargestellten Druckspeicher 43. Der Druckkolben 45 wird gegen die Kraft des Federelements 46 verschoben und die Räume 49, 50 mit Druckmittel befüllt. Sinkt der Druck der Druckmittelversorgungseinrichtung 37, so sinkt ebenfalls der Druck in dem Steuerraum 50. Der Vorratsraum 49 hält aber den hohen Druckzustand bei, da er einerseits durch das Wegeventil 56 und andererseits durch das Rückschlagventil 42d gegenüber der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 isoliert ist. Somit behält der Druckspeicher 43 seinen befüllten Zustand bei.
Wird das Wegeventil 56 in den zweiten Steuerzustand überführt, so entleert sich einerseits der Steuerraum 50 in den Tank 39 und andererseits der Vorratsraum 49 in die Druckmittelversorgungseinrichtung 37. Dieser Vorgang verläuft analog zur ersten Ausführungsform (Figur 3).
Figur 8 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, die sich von der vorangegangenen Ausführungsform lediglich durch die Anordnung des Rückschlagventils 42a unterscheidet. Dabei ist das Rückschlagventil 42a analog zur Ausführungsform aus Figur 4 angeordnet. Denkbar ist auch eine Ausführungsform analog Figur 5 mit zwei Rückschlagventilen 42a, jeweils einem stromaufwärts und stromabwärts der Vorratsleitung 51.
Die Figuren 9 bis 11 zeigen weitere erfindungsgemäße Vorrichtungen 10, die im Wesentlichen denen aus Figur 7 und 8 gleichen. Im Unterschied zu diesen sind die in den Figuren 9 bis 11 dargestellten Vorrichtungen 10 statt mit einem einzigen Steuermittel 60 (in der dargestellten Ausführungsform mit einem einzigen Wegeventil 56) mit zwei Steuermitteln 60 versehen. Dabei steuert das erste Steuermittel 60 die Kommunikation zwischen der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 und dem Vorratsraum 49, während das zweite Steuermittel 60 die Kommunikation zwischen der Druckmittelversorgungseinrichtung 37, dem Steuerraum 50 und dem Tank 39 steuert.
In der in Figur 9 dargestellten Ausführungsform ist das erste Steuermittel 60 als entsperrbares Rückschlagventil 42e ausgebildet, das in einer ersten Steuerstellung einen Druckmittelfluss von der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 zum Vorratsraum 49 zulässt, einen entgegengesetzten Druckmittelstrom aber unterbindet. In der zweiten Steuerstellung werden die Druckmittelflüsse in beide Richtungen zugelassen.
Das zweite Steuermittel 60 ist in diesem Fall das in der ersten Ausführungsform dargestellte erste Wegeventil 53.
Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Figur 9 zeigt Figur 10 eine Ausführungsform, in der das entsperrbare Rückschlagventil 42e durch ein zweites Wegeventil 57, in der speziellen Ausführungsform ein 2/2-Wegeventil, ersetzt ist. In einer ersten Steuerstellung lässt das zweite Wegeventil 57 keinen Druckmittelf I uss zwischen der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 und dem Vorratsraum 49 zu. In einer zweiten Steuerstellung kann das Druckmittel in beide Richtungen fließen.
Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Figur 10 zeigt Figur 1 1 eine Ausführungsform, in der das erste Wegeventil 53 dahingehend modifiziert wurde, dass in der ersten Steuerstellung lediglich ein Druckmittelfi uss von der Druckmittelversorgungseinrichtung 37 in Richtung des Steuerraums 50 zugelassen wird, wohingegen ein entgegengesetzter Druckmittelfluss in dem ersten Wegeventil 53 unterbunden wird.
Figur 12 zeigt einen weiteren Aspekt der Erfindung, der anhand der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform erläutert wird. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass dieser Aspekt in allen vorangegangenen Ausführungsformen Einsatz finden kann. Die Vorrichtung 10 unterscheidet sich von der in Figur 6 gezeigten Vorrichtung 10 dadurch, dass die Verbindungsleitung 55 zwischen dem ersten Wegeventil 53 und dem Steuerraum 50 in die Steuerleitung 52 mündet und dass keine Entlüftung 46a des Federraums vorgesehen ist. Der Federraum ist vielmehr als Gegendruckraum 58 ausgestattet, der mit Druckmittel befüllt werden kann. Das erste Wegeventil 53 ist in dieser Ausführungsform mit einem zusätzlichen Gegendruckanschluss G versehen, welcher mit dem Gegendruckraum 58 kommuniziert. In einer ersten Steuerstellung des ersten Wegeventils 53 ist der Steuerraumanschluss A1 mit dem Druckanschluss P1 verbunden, während der Gegendruckanschluss G mit dem Ablaufanschluss T1 kommuniziert. In einer zweiten Steuerstellung des ersten Wegeventils 53 ist der Steuerraumanschluss A1 mit dem Ablaufanschluss T1 verbunden, während der Druckanschluss P1 mit dem Gegendruckanschluss G kommuniziert.
Befindet sich das erste Wegeventil 53 in der ersten Steuerstellung treten keine Änderungen gegenüber der Ausführungsform aus Figur 6 auf. In der zweiten Steuerstellung wird allerdings zusätzlich Druckmittel in den Gegendruckraum 58 geleitet. Dieses beaufschlagt eine dritte Druckfläche 59 des Druckkolbens 45 mit einer Kraft, die in die gleiche Richtung, wie das Federelement 46 wirkt. Dadurch wird der Druck in dem Vorratsraum 49 zusätzlich erhöht.
In sämtlichen dargestellten Ausführungsformen mündet der Druckspeicher 43 mit der Druckmittelleitung 41 , die die Druckmittelpumpe 38 mit dem bzw. den Steuerventilen 40 verbindet. Ebenso denkbar sind Ausführungsformen, in denen der oder die Druckspeicher 43 in die Druckmittelleitungen 41 mündet, die das bzw. die Steuerventile 40 mit den Stelleinrichtungen 10a,b verbindet.
Neben dem Einsatz des Druckspeicher 43 in Anwendungen zur variablen Einstellungen der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine 1 kann der Druckspeicher 43 auch in anderen Fahrzeuganwendungen Einsatz finden, beispielsweise bei schaltbaren Nockenfolgern oder in Anwendungen in automatisierten Getrieben.
Bezugszeichen
1 Brennkraftmaschine
2 Kurbelwelle
3 Kolben
4 Zylinder
5 Zugmitteltrieb
6 Einlassnockenwelle
7 Auslassnockenwelle
8 Nocken
9a Einlassgaswechselventil
9b Auslassgaswechselventil
10 Vorrichtung
10a erste Stelleinrichtung
10b,c weitere Stelleinrichtung
21 Kettenrad
22 Außenrotor
22a Gehäuse
23 Innenrotor
24 Seitendeckel
25 Seitendeckel
26 Nabenelement
27 Flügel
27a Flügelfedern
28 Flügelnuten
29 Umfangswand
30 Vorsprung
32 Befestigungselement
33 Hohlraum
34 Begrenzungswand
34a Frühanschlag
34b Spätanschlag 35 erste Druckkammer
36 zweite Druckkammer
37 Druckmittelversorgungseinrichtung
38 Druckmittelpumpe
39 Tank
40 Steuerventil
41 Druckmittelleitung
42a Rückschlagventil
42b Rückschlagventil
42c Rückschlagventil
42d Rückschlagventil
42e entsperrbares Rückschlagventil
43 Druckspeicher
44 Druckbehälter
45 Druckkolben
46 Federelement
46a Entlüftung
47 erste Druckfläche
48 zweite Druckfläche
49 Vorratsraum
50 Steuerraum
51 Vorratsleitung
52 Steuerleitung
53 erstes Wegeventil
54 Anschlag
55 Verbindungsleitung
56 Wegeventil
57 zweites Wegeventil
58 Gegendruckraum
59 dritte Druckfläche
60 Steuermittel
A erster Arbeitsanschluss
B zweiter Arbeitsanschluss P Zulaufanschluss
T Ablaufanschluss
P1 Druckanschluss
T1 Ablaufanschluss A1 Steuerraumanschluss
B-i Vorratsraumanschluss
V1 Vorratsanschluss
G Gegendruckanschluss

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10) zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen (9a, b) einer Brennkraftmaschine (1) mit ® einem Antriebselement (22), einem Abtriebselement (23), zumindest einer Druckkammer (35, 36), einer Druckmittelversorgungseinrichtung (37) und zumindest einem Druckspeicher (43),
• wobei mittels der Druckmittelversorgungseinrichtung (37) der mindestens einen Druckkammer (35, 36) Druckmittel zugeführt oder von dieser abge- führt werden kann, β wobei durch Druckmittelzufuhr zu bzw. Druckmittelabfluss von der Druckkammer (35 36) eine Phasenlage des Abtriebselements (23) relativ zum Antriebselement (22) veränderbar ist,
• wobei der Druckspeicher (43) ein verlagerbares Element (45) aufweist, das mit einer erste Druckfläche (47) versehen ist, die einen Vorratsraum (49) teilweise begrenzt,
• wobei der Vorratsraum (49) mit der Druckmittelversorgungseinrichtung (37) verbunden ist,
• wobei durch Druckbeaufschlagung des Vorratsraums (49) das verlagerbare Element (45) gegen die Kraft eines Kraftspeichers (46) verschoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass
• das verlagerbare Element (45) mindestens eine zweite Druckfläche (48) aufweist, die einen Steuerraum (50) teilweise begrenzt,
• wobei durch Druckbeaufschlagung des Steuerraums (50) das verlagerbare Element (45) gegen die Kraft des Kraftspeichers (46) verschoben werden kann und
• wobei innerhalb des Druckspeichers (43) ein Druckmittelfluss von dem Vorratsraum (49) in den Steuerraum (50) unterbunden ist.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (50) während des Betriebs der Brennkraftmaschine (1) wahlweise mit einer Druckquelle (38) oder einem Tank (39) verbunden werden kann.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (50), ohne Umweg über einen Verbraucher, in einen Tank (39) entleert werden kann.
4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel (60) vorgesehen sind, wobei der Steuerraum (50) mittels der Steuermittel (60) wahlweise mit einem Tank (39) oder der Druckquelle (38) verbunden werden kann.
5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel (60) vorgesehen sind,
• die in einem ersten Zustand einen D ruckmitte IfI uss von dem Vorratsraum (49) zur Druckmittelversorgungseinrichtung (37) sperren und einen Druck- mittelfluss zu dem Vorratsraum (49) und dem Steuerraum (50) zulassen und ® die in einem weiteren Zustand den Druckmittelfluss von dem Vorratsraum (49) zu der Druckmittelversorgungseinrichtung (37) zulassen und eine Verbindung zwischen dem Steuerraum (50) und einem Tank (39), ohne Umweg über einen Verbraucher, herstellen.
6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorratsleitung (51 ) vorgesehen ist, die die Druckmittelversorgungseinrichtung (37) mit dem Vorratsraum (49) verbindet und eine Steuerleitung (52) vorgesehen ist, die den Steuerraum (50) mit einer Druckquelle (38) verbin- det.
7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (60) als ein einziges Wegeventil (56) ausgebildet ist, das je einen Anschluss (A-i, B1, Pi, T1, Vi,) für die Vorrats I eitung (51 ), die Steuerlei- tung (52), den Steuerraum (50), den Vorratsraum (49) und den Tank (39) aufweist.
8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (60) zumindest ein erstes Wegeventil (53) umfassen, welches in der Steuerleitung (52) angeordnet ist.
9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (60) weiterhin ein zweites Wegeventil (57) oder ein entsperrba- res Rückschlagventil (42e) umfassen, welches in der Vorratsleitung (51 ) angeordnet ist.
10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (60) weiterhin ein entsperrbares Rückschlagventil (42e) umfassen, welches in der Vorratsleitung (51) angeordnet ist.
11.Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsraum (49) und der Steuerraum (50) über ein Rückschlagventil (42d) verbunden sind, wobei die Verbindung zwischen den Steuermitteln (60) und den Räumen (49,50) angeordnet ist und wobei das Rückschlagventil (42d) einen Druckmittelf I uss von dem Vorratsraum (49) zu dem Steuerraum (50) sperrt.
12. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steuerraum (50) und der Druckquelle (38) ein Rückschlagventil (42b) vorgesehen ist, welches einen Druckmittelstrom von dem Steuerraum (50) in Richtung der Druckquelle (38) sperrt.
13. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorratsraum (49) und der Druckmittelversorgungseinrichtung (37) ein Rückschlagventil (42c) vorgesehen ist, welches einen Druckmittelstrom von der Druckmittelversorgungseinrichtung (37) in Richtung des Vorratsraums (49) sperrt.
14. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckmittelbeaufschlagung des Vorratsraums (49) das verlagerbare EIe- ment (45) in die gleiche Richtung verlagert, wie eine Druckmittelbeaufschlagung des Steuerraums (50).
15. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das verlagerbare Element (45) eine dritte Druckfläche (59) aufweist, die einen Gegendruckraum (58) zumindest teilweise begrenzt, wobei eine Druckmittelbeaufschlagung des Gegendruckraums (58) das verlagerbare Element (45) in die entgegengesetzte Richtung verlagert, wie eine Druckmitteibeauf- schlaguπg des Steuerraums (50) oder des Vorratsraums (49).
16. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem minimalen Durchflussquerschnitt zwischen dem Steuerraum (50) und dem Tank (39) und dem minimalen Durchflussquerschnitt zwischen dem Vorratsraum (49) und der Stellein- heit (10a,b) größer ist, als das Verhältnis zwischen dem Flächeninhalt der zweiten Druckfläche (48) und dem Flächeninhalt der ersten Druckfläche (47).
17. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsraum (49) und der Steuerraum (50) innerhalb des Druckspeichers
(43) nicht miteinander kommunizieren.
18. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (60) als ein Wegeventil (53) ausgebildet sind.
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