EP2326804A1 - Nockenwellenversteller - Google Patents

Nockenwellenversteller

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EP2326804A1
EP2326804A1 EP09780889A EP09780889A EP2326804A1 EP 2326804 A1 EP2326804 A1 EP 2326804A1 EP 09780889 A EP09780889 A EP 09780889A EP 09780889 A EP09780889 A EP 09780889A EP 2326804 A1 EP2326804 A1 EP 2326804A1
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EP
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camshaft
camshaft adjuster
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adjuster
hydraulic
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    • F01L2001/34433—Location oil control valves

Definitions

  • the invention relates to a camshaft adjuster of an internal combustion engine, in particular a hydraulic camshaft adjuster.
  • a cylinder head for a valve-controlled internal combustion engine in which storage chairs are provided for the intake and exhaust camshaft.
  • a bearing bush is provided in the bearing block in order to compensate for the assembly recesses required in the bearing block and to allow the hydraulic oil supply of the camshaft adjuster in the bearing point.
  • the bushing has two axially juxtaposed openings for the Two-channel oil supply of the camshaft adjuster and a lubricant port for lubrication of the bearing point.
  • DE 10 2004 053 572 B4 describes a hydraulic camshaft adjuster with a two-channel oil guide in the camshaft.
  • two oil guide channels are formed, via which in each case an oil pressure chamber (depending on the desired adjustment direction) is supplied with hydraulic oil.
  • the oil guide channels extend through the camshaft and via external lines to an oil pump and an oil control valve.
  • DE 198 17 319 A1 describes a hydraulic camshaft adjuster in which a central spool is provided in order to supply the working chambers of the vane-type adjuster with hydraulic oil.
  • the central control spool replaces the external valve and is integrated as a 4/2-way valve in the central mounting screw for the camshaft, which in the camshaft only a radial oil guide channel is required and the axial length of the camshaft adjuster is reduced.
  • the object of the invention is to optimize a camshaft bearing point on the side of a hydraulic camshaft adjuster with regard to the occurring friction losses.
  • the object is achieved by a camshaft adjuster with the features of claim 1.
  • a rolling bearing is arranged in a hydraulic camshaft adjuster in a bearing for a camshaft.
  • the rolling bearing is preferably a ball bearing.
  • the bearing of the invention the camshaft applicable to a wellgelzellenversteller with central pressure medium supply via a spool.
  • the space available for the arrangement of a rolling bearing can be used.
  • the invention can also be applied to camshaft adjusters with axial oil guide channels.
  • the delivery of the hydraulic oil into the adjuster takes place on the side facing away from the camshaft. Also in this case, no oil guide channel in the camshaft is necessary, which reduces the axial space and still allows a rolling bearing of the camshaft.
  • Fig. 1 shows a preferred embodiment of a camshaft adjuster according to the invention in a longitudinal sectional view.
  • Fig. 1 shows a camshaft adjuster 01.
  • the camshaft adjuster is designed as diegelzellenversteller in a known manner and in the cylinder head an internal combustion engine arranged. It comprises an outer rotor 02, which is rotatably connected to a sprocket 03.
  • the sprocket 03 is connected via a chain with a crankshaft and is driven during operation of the internal combustion engine of this (not shown).
  • the camshaft adjuster 01 further comprises an inner rotor 04, which is rotatably connected to a camshaft 06.
  • the attachment of the inner rotor 04 on the camshaft 06 is realized via a central screw 07.
  • interlocking wings 08 are provided which form two pressure chambers 09 for the adjustment in the direction of "early” or “late” in ring sectors.
  • For adjustment is pumped depending on the desired adjustment in one of the pressure chambers 09 hydraulic oil, whereby a rotation between the inner rotor 04 and outer rotor 02, and thus an adjustment of the phase position of the camshaft 06 relative to the sprocket 03 and thus against the crankshaft.
  • a lock element (not shown) locks the phaser when the engine is stopped. During operation, this lock is hydraulically unlocked.
  • a control slide 11 is arranged in the central screw 07 coaxially with its longitudinal axis.
  • the spool 11 is axially displaceable by an actuator 12.
  • the actuator 12 is preferably a solenoid, which moves an armature 13.
  • the spool 11 forms with its annular channels 14 and radial bores 16 in the central screw 07 a multi-way valve, with which the flow of hydraulic oil to the one or the other pressure chamber 09 controlled and thus an adjustment is realized. With an axial displacement of the spool 11 so the oil pressure between the pressure chambers 09 is switched. The pressure chamber 09, which is not acted upon by oil pressure, is connected to the return line.
  • channels 17 are provided which allow the hydraulic oil flow from a radial channel 18 of the camshaft 06 via an axial passage 19 to the pressure chambers 09 via the spool 11.
  • a rolling bearing 22 is preferably arranged according to the invention adjacent to the radial channel 18 in the camshaft bearing point 23 of the cylinder head.
  • the hydraulic oil supply can take place via an axial passage in the camshaft 06.
  • the hydraulic oil supply can take place via an axial passage in the camshaft 06.
  • the adjuster bearing according to the invention of the camshaft in a rolling bearing can also be applied to other camshaft adjuster, if the axial space is available.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller (01) zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle (06) gegenüber einer Kurbelwelle, insbesondere einen hydraulischen Nockenwellenversteller. Eine in Nockenwellenversteller vorgesehene Nockenwellenlagerstelle ist erfindungsgemäß als Wälzlager (22) ausgeführt.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Nockenwellenversteller
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller einer Brennkraftmaschine, insbesondere einen hydraulischen Nockenwellenversteller.
Weit verbreitet ist heute der hydraulische Phasen- bzw. Nockenwellenversteller mit einem aus der Hydraulik bekannten Schwenk- oder Drehmotor. Dieser Schwenkmotorphasenversteller wird mit Motoröldruck betrieben. Der Phasen- versteller wird gewöhnlich an den Nockenwellenenden in der Kraftübertragung platziert. Der hydraulische Nockenwellenversteller wird über die Ölpumpe des Motors mit Drucköl versorgt. In der Nockenwelle sind für die Versorgung des Stellers Ölführungskanäle vorgesehen. Durch elektronisch gesteuerte Ventile wird das Hydrauliköl in die Öldruckkammern des Schwenkmotors befördert und damit eine Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle erreicht. Die dem Nockenwellensteller zugewandte Seite der Nockenwelle ist aufgrund der meist durch die Nockenwelle hindurch geführten Hydraulikölversorgung in einem Gleitlager gelagert. Für die endseitige Lagerung der Nockenwelle werden meist Buchsen oder Lagerblöcke verwendet.
In der DE 100 02 512 A1 ist ein Zylinderkopf für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine beschrieben, in welcher Lagerstühle für die Einlass- und Auslassnockenwelle vorgesehen sind. Auf der Seite des hydraulischen Nockenwel- lenverstellers ist im Lagerstuhl eine Lagerbuchse vorgesehen, um die im Lagerstuhl benötigten Montageausnehmungen auszugleichen und die Hydraulikölversorgung des Nockenwellenstellers in der Lagerstelle zu gestatten. Die Lagerbuchse weist zwei axial nebeneinander angeordnete Öffnungen für die zweikanalige Ölversorgung des Nockenwellenverstellers und eine Schmiermittel-Öffnung für die Schmierung der Lagerstelle auf.
Die DE 10 2004 053 572 B4 beschreibt einen hydraulischen Nockenwellen- versteller mit einer Zweikanal-Ölführung in der Nockenwelle. Innerhalb der Nockenwelle sind zwei Ölführungskanäle ausgebildet, über welche jeweils eine Öldruckkammer (je nach gewünschter Verstellrichtung) mit Hydrauliköl versorgt wird. Die Ölführungskanäle erstrecken sich durch die Nockenwelle und über externe Leitungen zu einer Ölpumpe und einem Ölsteuerventil.
Die DE 198 17 319 A1 beschreibt einen hydraulischen Nockenwellenversteller, bei welchem ein zentraler Steuerschieber vorgesehen ist, um die Arbeitskammern des Flügelzellenverstellers mit Hydrauliköl zu versorgen. Der zentrale Steuerschieber ersetzt das externe Ventil und ist als 4/2-Wegeventil in die zentrale Befestigungsschraube für die Nockenwelle integriert, wodurch in der Nockenwelle nur ein radialer Ölführungskanal benötigt wird und die axiale Baulänge des Nockenwellenverstellers reduziert wird.
Verschiedene Druckschriften, wie beispielsweise die DE 10 2005 059 841 A1 oder die DE 197 52 381 A1 befassen sich unter anderem mit der Schmierung von Lagerstellen für Nockenwellen.
Abhängig vom Drehzahlbereich des Motors und der Temperatur betragen mechanische Reibungsverluste allein im Motor heute bis zu 30 Prozent und haben damit einen wesentlichen Anteil am Kraftstoffverbrauch. Hauptquellen für Reibungsverluste im Motor sind die Kolbengruppe, die Lagerungen der Motorwellen und die Ventiltriebskomponenten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Nockenwellenlagerstelle an der Seite eines hydraulischen Nockenwellenverstellers hinsichtlich der auftretenden Reibungsverluste zu optimieren. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Nockenwellenwellenversteller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist in einem hydraulischen Nockenwellenversteller in einer Lagerstelle für eine Nockenwelle ein Wälzlager angeordnet. Das Wälzlager ist vorzugsweise ein Kugellager.
Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, dass mechanische Reibungsverluste und unerwünschte Geräuschentwicklung im Verbren- nungsmotor weiter reduziert werden können.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Lagerstelle der Nockenwelle anwendbar bei einem Flügelzellenversteller mit zentraler Druckmittelversorgung über einen Steuerschieber. Durch die Einsparung eines radialen Ölfüh- rungskanals in der Nockenwelle kann der gewonnene Bauraum für die Anordnung eines Wälzlagers verwendet werden. Aber auch bei Nockenwellenverstel- lern mit axialen Ölführungskanälen kann die Erfindung Anwendung finden.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Zuführung des Hyd- rauliköls in den Versteller an der der Nockenwelle abgewandten Seite. Auch in diesem Fall ist kein Ölführungskanal in der Nockenwelle nötig, was den axialen Bauraum reduziert und trotzdem eine Wälzlagerung der Nockenwelle ermöglicht.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Nocken- wellenverstellers in einer Längsschnittdarstellung.
Fig. 1 zeigt einen Nockenwellenversteller 01. Der Nockenwellenversteller ist als Flügelzellenversteller in bekannter Weise ausgeführt und im Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors angeordnet. Er umfasst einen Außenrotor 02, welcher drehfest mit einem Kettenrad 03 verbunden ist.
Das Kettenrad 03 ist über eine Kette mit einer Kurbelwelle verbunden und wird im Betrieb des Verbrennungsmotors von dieser angetrieben (nicht dargestellt).
Der Nockenwellenversteller 01 umfasst weiterhin einen Innenrotor 04, welcher drehfest mit einer Nockenwelle 06 verbunden ist. Die Befestigung des Innenrotors 04 auf der Nockenwelle 06 ist über eine Zentralschraube 07 realisiert.
Am Außenrotor 02 und am Innenrotor 04 sind radial gerichtete, ineinander greifende Flügel 08 vorgesehen, welche in Ringsektoren jeweils zwei Druckkammern 09 für die Verstellung in Richtung "Früh" bzw. "Spät" bilden. Zur Verstellung wird je nach gewünschter Verstellrichtung in eine der Druckkammern 09 Hydrauliköl gepumpt, wodurch eine Verdrehung zwischen Innenrotor 04 und Außenrotor 02, und damit eine Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle 06 gegenüber dem Kettenrad 03 und damit gegenüber der Kurbelwelle erfolgt.
In der Grundposition - typischerweise „späte" Steuerzeit bei Einlassverstellung und „frühe" Steuerzeit bei Auslassverstellung - verriegelt ein Verriegelungselement (nicht dargestellt) den Versteller beim Abstellen des Motors. Im Betrieb wird diese Verriegelung hydraulisch entsperrt.
Ein Steuerschieber 11 ist in der Zentralschraube 07 koaxial mit deren Längs- achse angeordnet. Der Steuerschieber 11 ist durch einen Stellantrieb 12 axial verlagerbar. Der Stellantrieb 12 ist vorzugsweise ein Stellmagnet, welcher einen Anker 13 bewegt.
Der Steuerschieber 11 bildet mit seinen Ringkanälen 14 und mit Radialbohrun- gen 16 in der Zentralschraube 07 ein Mehrwegeventil, mit welchem der Fluss des Hydrauliköls zu der einen oder der anderen Druckkammer 09 gesteuert und damit eine Verstellung realisiert wird. Bei einer axialen Verschiebung des Steuerschiebers 11 wird so der Öldruck zwischen den Druckkammern 09 geschaltet. Die jeweils nicht mit Öldruck beaufschlagte Druckkammer 09 ist mit dem Rücklauf verbunden.
Im Innenrotor 04 sind Kanäle 17 vorgesehen, welche den Hydraulikölfluss von einem Radialkanal 18 der Nockenwelle 06 über einen Axialkanal 19 zu den Druckkammern 09 über den Steuerschieber 11 gestatten.
Zum Fixieren einer Steuerzeitenlage wird der Steuerschieber 11 durch die Kraft einer Feder 21 in einer Grundstellung gehalten, in dieser sind die Verbindungen aller Kanäle voneinander getrennt.
Ein Wälzlager 22 ist erfindungsgemäß vorzugsweise neben dem Radialkanal 18 in der Nockenwellenlagerstelle 23 des Zylinderkopfes angeordnet.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Hydraulikölversorgung über einen Axialkanal in der Nockenwelle 06 erfolgen. Dadurch kann in axialer Richtung weiterer Bauraum eingespart werden und trotzdem eine Wälzlagerung der Nockenwelle erfolgen.
Die erfindungsgemäße verstellerseitige Lagerung der Nockenwelle in einem Wälzlager kann auch auf andere Nockenwellenversteller angewendet werden, wenn der axiale Bauraum zur Verfügung steht.
Bezugszeichenliste
01 Nockenwellenversteller
02 Außenrotor
03 Kettenrad
04 Innenrotor
05 —
06 Nockenwelle
07 Zentralschraube
08 Flügel
09 Druckkammer
10 —
11 Steuerschieber
12 Stellantrieb
13 Anker
14 Ringkanal
15 —
16 Radialbohrung
17 Kanal
18 Radialkanal
19 Axialkanal
20 —
21 Feder

Claims

Patentansprüche
1. Nockenwellenversteller (01 ) zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle (06) gegenüber einer Kurbelwelle mit einer Nockenwellenla- gerstelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwellenlagerstelle ein Wälzlager (22) zur Lagerung der Nockenwelle (06) umfasst.
2. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (22) ein Kugellager ist.
3. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlageverstellung der Nockenwelle (06) über ein hydraulisches Druckmedium erfolgt.
4. Nockenwellenversteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelversorgung über einen zentralen Steuerschieber (11 ) und nur einen einzigen Radialkanal (18) in der Nockenwelle (06) erfolgt, der mit einer Druckmittelversorgung verbunden ist.
5. Nockenwellenversteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Druckmedium über zumindest einen Radialkanal (18) der Nockenwelle (06) zu dem Nockenwellenversteller (01 ) zugeführt wird, wobei der Radialkanal (18) in axialer Richtung zwischen dem Nockenwellenversteller (01 ) und der Lagerstelle ausgebildet ist.
EP09780889A 2008-08-21 2009-07-21 Nockenwellenversteller Active EP2326804B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008039038.0A DE102008039038B4 (de) 2008-08-21 2008-08-21 Nockenwellenversteller
PCT/EP2009/059371 WO2010020507A1 (de) 2008-08-21 2009-07-21 Nockenwellenversteller

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EP2326804B1 EP2326804B1 (de) 2012-05-16

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EP (1) EP2326804B1 (de)
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