WO1997033075A1 - Vorrichtung zum verändern der öffnungs- und schliesszeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum verändern der öffnungs- und schliesszeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO1997033075A1
WO1997033075A1 PCT/EP1996/004328 EP9604328W WO9733075A1 WO 1997033075 A1 WO1997033075 A1 WO 1997033075A1 EP 9604328 W EP9604328 W EP 9604328W WO 9733075 A1 WO9733075 A1 WO 9733075A1
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WO
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slide
drive
axially
internal combustion
output unit
Prior art date
Application number
PCT/EP1996/004328
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Strauss
Rainer Ottersbach
Jochen Auchter
Original Assignee
INA Wälzlager Schaeffler oHG
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Publication date
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Publication of WO1997033075A1 publication Critical patent/WO1997033075A1/de

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Classifications

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

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble-forming features of claims 1 and 2.
  • the invention is therefore based on the object of creating a device of the abovementioned type in which the disadvantages indicated have been eliminated and in particular by simple means, ie. H. with little design effort, the displayed starting clatter is avoided.
  • the slide should preferably enclose the output unit and be coupled to a housing section encompassing the entire device via an anti-rotation device. Provision is made for the slide to be reset from its coupling position by means of the hydraulic medium, which is used to act on the pressure space via a path running in the device and which is adjacent to the slide.
  • a separate actuating means for example a valve or the like.
  • the coupling position of the slide is produced using a pressure-exerting means such as a compression spring or the like.
  • a pressure-exerting means such as a compression spring or the like.
  • other means such as those using magnetism, electromagnetism or also other mechanically acting ones not mentioned in detail.
  • the measures according to the independent claim 2 prove to be particularly favorable with regard to the parts and production outlay, since here the coupling for the case of the device running idle to hydraulic means is produced via frictional engagement and without additional components.
  • the slide in a further concretization of the invention, it is proposed to produce the slide as a concentric ring enclosing the output element with a corresponding piston surface, through the inflow surface of which is projected into the respective pressure chamber, an excellent hydraulic ratio and thus easy operability of the piston.
  • the slide is designed as a piston arranged in the manner of a satellite in the respective pressure chamber.
  • a pin is proposed in a further development of the invention, however the scope of protection is not only limited to this pin, but also extends to other known anti-rotation measures such as those over noses, wedges and the like. It is also conceivable to apply this anti-rotation device in one piece to the respective element.
  • this anti-rotation device in one piece to the respective element.
  • it is provided to produce a simple axial path limitation for the axially inward sliding movement of the slide by means of a stop part which extends radially inward from the housing.
  • this stop part can consist, for example, of a lightweight material such as plastic, aluminum, fiber-reinforced plastic or the like together with the slide alone. It is also proposed to design the stop part for the slide simultaneously as an axial path limitation for a radial section of the adjusting piston. Part of the adjustment range of the adjustment piston is thus defined in the device by simple means.
  • the anti-rotation device for the slide is designed as a radially inner helical toothing, which is in engagement with a corresponding helical toothing of the output element.
  • the anti-rotation measures similar to those disclosed in claim 1 are also conceivable and provided at this point.
  • Figure 1 is a longitudinal view in half section through an inventive device with decoupled slide and adjusting piston in the early position;
  • Figure 2 is a view of Figure 1 but with a coupled slide
  • Figure 3 shows a device according to Figure 1 with a coupled slide and adjusting piston in the late position
  • FIG. 4 shows a device according to FIG. 3 but with a coupled slide valve
  • Figure 5 shows an alternative embodiment of the slide to the aforementioned figures in its coupled state and with adjusting piston in the early position
  • FIG. 6 shows a device according to FIG. 5, however, with a decoupled slide and adjusting piston in the late position.
  • Figure 1 shows a device 1 for changing the opening and closing times of gas exchange valves of an internal combustion engine. This is arranged in a control drive between a drive wheel 2 and a camshaft 3 for intake or exhaust valves or both types of valve of the internal combustion engine.
  • the drive wheel 2 merges radially on the inside into a drive unit 4 which has a first, radially outer, oblique toothing 5.
  • a toothed section 6 of a concentric sleeve 7 engages with the toothing 5, which sleeve 7 is part of an adjusting piston 8, which also consists of a radial section 9 extending radially outward.
  • the sleeve 7 has a radial outside a further helical toothed section 10, which communicates with an internal toothing 11 of an output unit 12 connected in a rotationally fixed manner to the camshaft 3.
  • the adjusting piston 8 delimits with its two end faces 13 and 14 pressure chambers 15 and 16 for hydraulic medium.
  • This hydraulic displacement of the adjusting piston 8 in the axial direction causes a relative rotation from the drive wheel 2 to the camshaft 3 via the toothings 5, 11 or sections 6, 10.
  • an annular slide 18 is arranged in the pressure chamber 15.
  • a pin 20 extends from a housing section 19 which radially surrounds the device 1, which housing section 19 is connected in a rotationally fixed manner to the drive wheel 2, in order to prevent it from rotating, into a radially outer longitudinal recess 21 of the slide 18.
  • the output unit 12 enclosed by a compression spring 22 which acts axially inwardly on the slide 18.
  • the slide 18 On its axially inner end face 23, the slide 18 has a recess 24.
  • an extension 25 on the driven unit 12 (see also FIG. 2), which extends radially outwards and also axially inwards.
  • a stop part 26 which extends radially inward from the housing section 19 and which is arranged downstream of the slide 18 in the direction of the device.
  • a limit for the displacement piston 8 with its radial section 9 to its late stop position can be created via this stop part 26.
  • 26 may consist of a plastic for reasons of mass reduction of the entire device 1. However, it is also conceivable to slide 18 or
  • FIGS. 3, 4 show a device 1 similar to that explained in FIGS. 1, 2, but FIG. 3 shows the adjusting piston 8 with its radial section 9 in the "late" stop position and in the state coupled via the recess 24 and extension 25.
  • the configuration according to FIG. 4 likewise relates to a device 1, the output unit 12 of which, in contrast to the view shown in FIG. 3, is no longer present in the coupled state.
  • FIGS. 5, 6 describe alternative configurations of a device 1 compared to the device 1 shown in FIGS. 1 to 4.
  • a slide 27 is in turn positioned in the pressure chamber 15, whereby it surrounds the output unit 12 in a ring shape.
  • the slide 27 is in turn sprung axially inwards, ie in the direction of the device, by the force of the compression spring 22.
  • the slide 27 has a bevel 29 on its axially inner end face 28, radially on the outside. Complementing this chamfer 29 is another chamfer 30 on the housing section 19 associated with the drive unit 4.
  • the slide 27 is here fixed against rotation against the output unit 12.
  • the anti-rotation device is manufactured as helical teeth 31.
  • the compression spring 22 displaces the slide 27 axially inwards such that the bevels 29, 30 are frictionally connected to one another. Via this frictional engagement, when the internal combustion engine is fired again, an axial movement of the adjusting piston 8 with radial section 9 is prevented until the pressure spaces 15, 16 are again sufficiently filled with hydraulic medium and thus sufficient hydraulic clamping of the adjusting piston 8 is produced.
  • FIG. 6 shows the slide 27 according to FIG. 5 in its decoupled state, i. H. the axial movement of the adjusting piston 8 is not hindered here because of its sufficient hydraulic clamping, since at the same time the slide 27 is displaced axially outwards and thus out of engagement due to the pressure of hydraulic medium prevailing in the pressure chamber 15.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung (1) zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine soll ein auftretendes hochfrequentes Anschlagen ihres Verstellkolbens an seine eine Endposition bei Wiederbefeuerung mit einfachen Mitteln verhindert werden. Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, in einem der Druckräume (15, 16) einen verdrehgesichert gegenüber einem mit einem Antriebsrad (2) verbundenen Gehäuseabschnitt (19) gelagerten Schieber (18) anzuordnen, welcher Schieber (18) über Druckfederkraft und entgegen nachlassendem Hydraulikmitteldruck formschlüssig mit einer Abtriebseinheit (12) koppelbar ist. Über diese Kopplung ist der Verstellkolben (8) unmittelbar nach dem Startvorgang der Brennkraftmaschine bis zum Wiederbefüllen der Vorrichtung (1) mit hydraulischem Mittel an seiner weiteren Axialbewegung und somit an seinem hochfrequenten Anschlagen an die jeweilige Endposition gehindert.

Description

Vorrichtung zum Verändern der Offnungs- und Schließzeiten von Gaswechsel ventilen einer Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach den oberbegriffsbildenden Merkma¬ len des Anspruchs 1 bzw. 2.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 29 09 803 vorbekannt. Nach Start der Brennkraftmaschine tritt bei einer derartigen Vorrichtung das Problem auf, daß der jeweilige Verstellkolben mit hoher Geschwindigkeit in eine maximale Verstellposition eilt und dort unter erheblicher Geräuschemission mehrfach anschlägt. Dies rührt daher, daß nach Außerbetriebsetzung der Brennkraftma¬ schine das in der Vorrichtung befindliche hydraulische Mittel allmählich aus dieser entweicht und somit der Verstellkolben hydraulisch nicht mehr aus- reichend eingespannt ist, wobei in aller Regel ein gewisses Restvolumen an hydraulischem Mittel verbleibt. Hervorgerufen durch die Drehungleichförmig- keit der Nockenwelle wird nach Wiederbefeuerung der Brennkraftmaschine der Verstellkolben, da dieser nun hydraulisch nicht mehr eingespannt ist, in eine Endlage unter der erwähnten erheblichen Geräuschentwicklung verschoben. Dieser Zustand ist im Zeitraum zwischen Befeuerung der Brennkraftmaschine und Befullung der Druckkammern festzustellen, d. h. wenige Sekunden nach dem Start des Motors. Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vor¬ genannten Gattung zu schaffen, bei der die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und insbesondere mit einfachen Mitteln, d. h. mit geringem konstruktiven Aufwand, das angezeigte Startklappern vermieden ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 bzw. 2 gelöst, wobei zweckmäßige Konkretisierungen der Erfindung Gegenstand der Unteransprüche 3 bis 13 sind.
Durch die im Anspruch 1 oder 2 aufgezeigten erfindungsgemäßen Mittel ist nicht mehr mit den beim Stand der Technik auftretenden Klappergeräuschen durch hochfrequentes Anschlagen des Verstellkolbens an seine eine Endlage zu rechnen. Sobald die Vorrichtung nach dem Außerbetriebsetzen der Brennkraft¬ maschine weitestgehend an hydraulischem Mittel leergelaufen ist, werden über den Schieber An- und Abtriebseinheit form- bzw. reibschlüssig miteinander gekoppelt. Dies geschieht durch mechanische Verschiebung des erfindungs¬ gemäßen Schiebers entgegen nachlassendem Hydraulikmitteldruck. Erst wenn in dem an den Schieber angrenzenden Druckraum eine ausreichende Menge an hydraulischem Mittel nach dem Wiederbefeuern der Brennkraftmaschine vor¬ handen ist, verschiebt dieses hydraulische Mittel den Schieber in seine radial außen liegende Entkoppelposition, wodurch An- und Abtriebseinheit wieder relativ verdrehbar zueinander vorliegen. Mit vom Schutzumfang dieser Erfin¬ dung eingeschlossen ist auch eine Lösung, bei welcher die obengenannte Kopplung auch während des normalen Motorbetriebes erzielt ist, d. h. immer dann, wenn einer der Druckräume weitestgehend ohne Hydraulikmittel vorliegt. Bevorzugt soll dabei nach der Erfindung der Schieber die Abtriebseinheit umschließen und über eine Verdrehsicherung mit einem die gesamte Vorrich¬ tung umfassenden Gehäuseabschnitt gekoppelt sein. Vorgesehen ist eine Rückstellung des Schiebers aus seiner Koppelstellung über das Hydraulikmittel, welches über einen in der Vorrichtung verlaufenden Pfad zur Beaufschlagung des Druckraumes dient, welcher dem Schieber benachbart ist. Denkbar und mit vom Schutzumfang dieser Erfindung eingeschlossen ist jedoch auch eine Lösung, bei welcher der Schieber über ein separates Betäti¬ gungsmittel in seine Entkoppeiposition gebracht wird, so beispielsweise über ein Ventil oder ähnliches. Gleichzeitig wird die Koppel position des Schiebers über ein druckausübendes Mittel wie eine Druckfeder oder ähnliches hergestellt. Denkbar sind an dieser Stelle jedoch auch weitere Mittel, wie derartige unter Ausnutzung des Magnetismus, Elektromagnetismus bzw. auch weitere, nicht näher erwähnte mechanisch wirkende.
Insbesondere die Maßnahmen nach dem nebengeordneten Anspruch 2 erweisen sich hinsichtlich des Teile- und Fertigungsaufwandes als besonders günstig, da hier die Kopplung für den Fall des Leerlaufens der Vorrichtung an hydrauli¬ schem Mittel über Reibschluß und unter Verzicht auf zusätzliche Bauteile hergestellt ist.
In weiterer Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, den Schieber als das Abtriebselement umschließenden konzentrischen Ring mit einer entspre¬ chenden Kolbenfläche herzustellen, durch deren in den jeweiligen Druckraum projizierte Anströmfläche ein hervorragendes hydraulisches Verhältnis und somit eine leichte Betätigbarkeit dieses vorliegt. Denkbar und mit vom Schutzumfang dieser Erfindung eingeschlossen ist jedoch auch eine Lösung, bei welcher der Schieber als satellitenartig im jeweiligen Druckraum angeordneter Kolben ausgebildet ist.
Als Verdrehsicherung für die erfindungsgemäßen Maßnahmen nach Anspruch 1 ist in Fortbildung der Erfindung beispielsweise ein Stift vorgeschlagen, jedoch ist der Schutzumfang nicht nur auf diesen Stift beschränkt, sondern erstreckt sich ebenfalls auf weitere, an sich bekannte Verdrehsicherungsmaßnahmen wie derartige über Nasen, Keile und ähnliches. Auch ist es denkbar, diese Ver¬ drehsicherung einteilig am jeweiligen Element zu applizieren. In Fortbildung der Erfindung ist es vorgesehen, eine einfache axiale Wegbe¬ grenzung für die axial nach innen gerichtete Verschiebebewegung des Schiebers durch ein vom Gehäuse sich radial nach innen erstreckendes Anschlagteil herzustellen. Dieses Anschlagteil kann zur Gewichtsminimierung der gesamten Vorrichtung gemeinsam oder allein mit dem Schieber beispielsweise aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff, Aluminium, faserverstärktem Kunststoff oder ähnlichem bestehen. Ebenfalls ist es vorgeschlagen, das Anschlagteil für den Schieber gleichzeitig als axiale Wegbegrenzung für einen Radialabschnitt des Verstellkolbens auszubilden. Somit ist mit einfachen Mitteln ein Teil des Ver- Stellbereiches des Verstellkolbens in der Vorrichtung definiert.
Insbesondere für die Maßnahmen der Erfindung gemäß dem nebengeordneten Anspruch 2 ist es vorgeschlagen, die Verdrehsicherung für den Schieber als radial innen liegende Schrägverzahnung auszubilden, die mit einer entsprechen- den Schrägverzahnung des Abtriebselements in Eingriff ist. Denkbar und vor¬ gesehen sind jedoch auch an dieser Stelle die Verdrehsicherungsmaßnahmen ähnlich den in Anspruch 1 offenbarten.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 eine Längsansicht im Halbschnitt durch eine erfindungsgemä¬ ße Vorrichtung mit entkoppeltem Schieber und Verstell kolben in Frühposition;
Figur 2 eine Ansicht nach Figur 1 jedoch mit gekoppeltem Schieber;
Figur 3 eine Vorrichtung nach Figur 1 mit gekoppeltem Schieber und Verstell kolben in Spätposition;
Figur 4 eine Vorrichtung nach Figur 3 jedoch mit gekoppeltem Schie¬ ber; Figur 5 eine alternative Ausgestaltung des Schiebers zu den vorher genannten Figuren in seinem gekoppelten Zustand und mit Verstell kolben in Frühposition und
Figur 6 eine Vorrichtung nach Figur 5 jedoch mit entkoppeltem Schie¬ ber und Verstellkolben in Spätposition.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Verändern der Offnungs- und Schließzei¬ ten von Gaswechsel ventilen einer Brennkraftmaschine. Diese ist in einem Steuertrieb zwischen einem Antriebsrad 2 und einer Nockenwelle 3 für Ein- oder Auslaßventile bzw. beide Ventilarten der Brennkraftmaschine angeordnet. Dabei geht das Antriebsrad 2 radial innen in eine Antriebseinheit 4 über, welche eine erste, radial außen liegende schräg ausgeführte Verzahnung 5 aufweist. Mit der Verzahnung 5 in Eingriff ist ein radial innen liegender ver¬ zahnter Abschnitt 6 einer konzentrischen Hülse 7, welche Hülse 7 Bestandteil eines Verstellkolbens 8 ist, welcher weiterhin besteht aus einem sich radial nach außen erstreckenden Radialabschnitt 9. Radial außen weist die Hülse 7 einen weiteren schrägverzahnten Abschnitt 10 auf, welcher mit einer innen liegenden Verzahnung 1 1 einer mit der Nockenwelle 3 drehfest verbundenen Abtriebs¬ einheit 12 kommuniziert.
Der Verstell kolben 8 begrenzt mit seinen beiden Stirnseiten 13 und 14 Druck- räume 15 und 16 für hydraulisches Mittel. Dabei bewirkt eine Zuleitung von hydraulischem Mittel in einen der Druckräume 15 oder 16, beispielsweise über einen Pfad 17 durch die Abtriebseinheit 12, eine Verlagerung des Verstellkol¬ bens 8 in die in Figur 1 gezeigte Anschlagstellung. Diese hydraulische Ver¬ lagerung des Verstellkolbens 8 in Axialrichtung bewirkt über die Verzahnungen 5, 1 1 bzw. Abschnitte 6, 10 eine Relatiwerdrehung von Antriebsrad 2 zu Nockenwelle 3. Aus Figur 1 geht es weiterhin hervor, daß im Druckraum 15 ein ringförmiger Schieber 18 angeordnet ist. Gleichzeitig erstreckt sich von einem die Vorrich¬ tung 1 radial umschließenden Gehäuseabschnitt 19, welcher Gehäuseabschnitt 19 drehfest mit dem Antriebsrad 2 verbunden ist, ein Stift 20 als Verdrehsiche- rung in eine radial außen liegende Längsaussparung 21 des Schiebers 18. Des weiteren ist die Abtriebseinheit 12 von einer Druckfeder 22 umschlossen, welche axial nach innen auf den Schieber 18 einwirkt. An seiner axial inneren Stirnfläche 23 besitzt der Schieber 18 eine Ausnehmung 24. Zu dieser Aus¬ nehmung 24 komplementär verläuft radial nach außen und ebenfalls axial innen ein Ansatz 25 an der Abtriebseinheit 12 (siehe auch Figur 2). Im mit hydrauli¬ schem Mittel befüllten Zustand ist dabei der Ansatz 25 für die Ausnehmung 24 außer Eingriff, da der Schieber 18 durch den im Druckraum 15 herrschenden Druck an hydraulischem Mittel axial in vorrichtungsferne Richtung (nach außen) und entgegen der Kraft der Druckfeder 22 geschoben ist.
Läuft nun die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung 1 aus ihren Druckräumen 15, 16 nach dem Außerbetriebsetzen der Brennkraftmaschine weitestgehend an hydrau¬ lischem Mittel leer (Verstell kolben 8 beispielsweise in seiner "frühen" Anschlag¬ position gezeigt, wobei die gezeigte Anschlagposition auch in Abhängigkeit der konstruktiven Ausbildung die Spätposition darstellen kann), so verschiebt die Druckfeder 22 den Schieber 18 axial derart nach innen, daß Ausnehmung 24 und Ansatz 25 miteinander in Eingriff sind. Nach einem Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine ist, wie eingangs beschrieben, der Verstellkolben 8 bestrebt, in seine "späte" Anschlagposition zu eilen und dort hochfrequent aufgrund der Drehungleichförmigkeit der Nockenwelle 3 anzuschlagen. Dies wird durch die Maßnahmen gemäß dieser Erfindung verhindert. Erst wenn ein ausreichender Druck an hydraulischem Mittel im Druckraum 15 aufgebaut und der Verstell¬ kolben 8 somit hydraulisch eingespannt ist, verschiebt dieser Druck in dem Druckraum 1 5 den Schieber 18 axial nach außen von der in Figur 2 zu der in Figur 1 gezeigten Anschlagposition. Die somit zeitweilig bewirkte Kopplung von Antriebs- mit Abtriebseinheit 4, 12 ist aufgehoben. Besonders wichtig ist es in diesem Zusammenhang, bei der Montage der hier beschriebenen Vorrichtung 1 darauf zu achten, daß Ausnehmung 24 und Ansatz 25 exakt in der gewünsch¬ ten Anschlagstellung und somit Halteposition zueinander in Flucht sind.
Über ein vom Gehäuseabschnitt 19 sich radial nach innen erstreckendes An- schlagteil 26, welches dem Schieber 18 in Vorrichtungsrichtung nachgeordnet ist, wird die Axialbewegung des Schiebers 18 nach innen begrenzt. Gleichzeitig kann über dieses Anschlagteil 26 eine Wegbegrenzung für den Verstellkolben 8 mit seinem Radialabschnitt 9 an seine späte Anschlagposition geschaffen werden.
Ebenfalls ist den Figuren 1 bis 4 zu entnehmen, daß zumindest das Anschlagteil
26 aus Gründen der Massereduzierung der gesamten Vorrichtung 1 aus einem Kunststoff bestehen kann. Denkbar ist es jedoch ebenfalls, den Schieber 18 oder
27 gemäß den alternativen Ausgestaltungen der Erfindung nach den noch nach- folgend zu erläuternden Figuren 5, 6 aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunst¬ stoff zu fertigen.
Die Figuren 3, 4 zeigen eine Vorrichtung 1 ähnlich der in den Figuren 1 , 2 erläuterten, jedoch ist in Figur 3 der Verstellkolben 8 mit seinem Radialabschnitt 9 in der "späten" Anschlagposition und im über die Ausnehmung 24 und Ansatz 25 gekoppelten Zustand gezeigt. Ebenso betrifft die Ausgestaltung nach Figur 4 eine Vorrichtung 1 , deren Abtriebseinheit 12 im Gegensatz zu der in Figur 3 gezeigten Ansicht nicht mehr im gekoppelten Zustand vorliegt.
Schließlich beschreiben die Figuren 5, 6 alternative Ausgestaltungen einer Vorrichtung 1 gegenüber der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Vorrichtung 1. Ein Schieber 27 ist wiederum in dem Druckraum 15 positioniert, wobei er ringförmig die Abtriebseinheit 12 umschließt. Axial nach innen, d. h. in Vor¬ richtungsrichtung, ist der Schieber 27 wiederum über die Kraft der Druckfeder 22 angefedert. Gleichzeitig weist der Schieber 27 an seiner axial inneren Stirnfläche 28, radial außen, eine Anschrägung 29 auf. Zu dieser Anschrägung 29 komplementär verläuft eine weitere Anschrägung 30 an dem der Antriebsein¬ heit 4 zugehörigen Gehäuseabschnitt 19. Des weiteren ist der Schieber 27 hier über eine Verdrehsicherung gegenüber der Abtriebseinheit 12 festgelegt. Die Verdrehsicherung ist als Schrägverzahnung 31 hergestellt. Ist nun die Vorrich¬ tung 1 weitestgehend an hydraulischem Mittel leergelaufen, verschiebt die Druckfeder 22 den Schieber 27 axial derart nach innen, daß die Anschrägungen 29, 30 miteinander reibschlüssig in Verbindung sind. Über diesen Reibschluß wird beim Wiederbefeuern der Brennkraftmaschine eine Axialbewegung des Verstellkolbens 8 mit Radialabschnitt 9 so lange verhindert, bis die Druckräume 15, 16 wieder ausreichend mit hydraulischem Mittel befüllt sind und somit eine genügende hydraulische Einspannung des Verstellkolbens 8 hergestellt ist.
Die Figur 6 zeigt den Schieber 27 nach Figur 5 in seinem entkoppelten Zu¬ stand, d. h. die Axialbewegung des Verstellkolbens 8 ist hier aufgrund seiner ausreichenden hydraulischen Einspannung nicht behindert, da gleichzeitig der Schieber 27 durch den im Druckraum 15 vorherrschenden Druck an hydrauli- schem Mittel axial nach außen und somit außer Eingriff verschoben ist.
Den Figuren 1 bis 6 ist ebenfalls entnehmbar, daß der Schieber 18, 27 über radial außen- und innenliegende Dichtmittel 32 gegen den Gehäuseabschnitt 19 und die Abtriebseinheit 12 gelagert ist. Diese Dichtmittel 32 verhindern einen unerwünschten Austritt an hydraulischem Mittel aus dem Druckraum 1 5 ins Freie.
Bezugszahlenliste
1 Vorrichtung 18 Schieber
2 Antriebsrad 19 Gehäuseabschnitt
3 Nockenwelle 20 Stift, Verdrehsicherung
4 Antriebseinheit 21 Längsaussparung
5 Verzahnung 22 Druckfeder 6 Abschnitt 23 Stirnfläche
7 Hülse 24 Ausnehmung
8 Verstell kolben 25 Ansatz
9 Radialabschnitt 26 Anschlagteil
10 Abschnitt 27 Schieber 1 1 Verzahnung 28 Stirnfläche
12 Abtriebseinheit 29 Anschrägung
1 3 Stirnseite 30 Anschrägung
14 Stirnseite 31 Schrägverzahnung, Verdrehsicherung
15 Druckraum 32 Dichtmittel 16 Druckraum 33 Ringfläche
1 7 Pfad

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Verändern der Offnungs- und Schließzeiten von Gas¬ wechselventilen einer Brennkraftmaschine, die innerhalb eines Steuertriebs von zumindest einer in einem Zylinderkopf gelagerten Ein- oder Auslaßnockenwelle (3), vorzugsweise an einem mit der Nockenwelle (3) in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad (2) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (1) einen über hydraulisches Mittel axial verschiebbaren Verstellkolben (8), bestehend aus einer konzentrischen Hülse (7) und einem daran befestigten Radialabschnitt (9), aufweist, welche Hülse (7) mit zwei, bevorzugt gegenläufig, schrägverzahnten Abschnitten (6, 10) versehen ist, von denen der erste Abschnitt (6) mit einer komplementären Verzahnung (5) einer drehfest mit dem Antriebsrad (2) ver¬ bundenen Antriebseinheit (4) und der zweite Abschnitt (10) mit einer kom¬ plementären Verzahnung (11) einer drehfest mit der Nockenwelle (3) verbunde¬ nen Abtriebseinheit (12) kommuniziert und welcher Radialabschnitt (9) an wenigstens einer seiner Stirnseiten (13, 14) einen Druckraum (15, 16) für das hydraulische Mittel begrenzt, dadurch gekennzeichnet,
- daß in einem der mit hydraulischem Mittel beaufschlagbaren Druckräume (15 bzw. 16) oder einem daran angrenzenden Bereich ein axial in vorrich¬ tungsferne Richtung hydraulisch verlagerbarer Schieber (18) positioniert ist,
- daß der Schieber (18) über eine Verdrehsicherung (20) wahlweise mit der An- oder Abfriebseinheit (4, 12) wenigstens mittelbar verbunden oder ver¬ bindbar ist,
- daß der Schieber (18) bzw. die Ab- oder Antriebseinheit (12, 4) eine sich in Richtung zum jeweils anderen Bauteil (12, 4 bzw. 18) erstreckende Aus¬ nehmung (24) aufweist, - daß die Ausnehmung (24) zu einem komplementären Ansatz (25) am weite¬ ren Bauteil (12, 4 bzw. 18) in einer Drehstellung der Einheiten (4, 12) fluch¬ tet und
- daß der Schieber (18) in dieser Drehstellung axial derart in Richtung zur Vorrichtung (1 ) bei nachlassendem Druck an hydraulischem Mittel verlager¬ bar ist, daß Ansatz (25) und Ausnehmung (24) miteinander formschlüssig gekoppelt sind (Figuren 1 bis 4).
2. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet,
- daß in einem der mit hydraulischem Mittel beaufschlagbaren Druckräume (15 oder 16) oder einem daran angrenzenden Bereich ein axial in vorrich- tungsferne Richtung hydraulisch verlagerbarer Schieber (27) positioniert ist,
- daß der Schieber (27) über eine Verdrehsicherung (31 ) wahlweise mit der Ab- oder Antriebseinheit (12, 4) wenigstens mittelbar verbunden oder ver¬ bindbar ist,
- daß der Schieber (27) an seiner vorrichtungsseitigen Stirnfläche (28) eine Anschrägung (29) aufweist, der eine komplementäre Anschrägung (30) am axial gegenüberliegenden Bauteil (An- oder Abtriebseinheit (4, 12)) zuge¬ wandt ist und
- daß der Schieber (27) in wenigstens einer Drehstellung der Bauteile (4, 12) derart axial in Richtung zur Vorrichtung (1) bei nachlassendem Druck an hydraulischem Mittel verlagerbar ist, daß beide Anschrägungen (29, 30) überwiegend reibschlüssig miteinander gekoppelt sind (Figuren 5, 6).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (18, 27) in einer Drehstellung der Ab- und Antriebseinheit (12, 4) zueinander mit einer dieser Einheiten (12, 4) koppelbar ist, welche Drehstellung definiert ist durch eine der Anschlagstellungen des Radialabschnittes (9) des Verstellkolbens (8) "spät" (Figur 3) oder "früh" (Figuren 2, 5).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verlagerung des Schiebers (18, 27) in Richtung zur Vorrichtung (1 ) über ein mechanisches Mittel wie wenigstens eine Druckfeder (22) hergestellt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorrichtung (1) ein gemeinsamer Pfad (1 7) für hydraulisches Mittel zur Ver- lagerung des Schiebers (18, 27) in die vorrichtungsferne Richtung und des Verstellkolbens (8) realisiert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (18, 27) als die Abtriebseinheit (12) umschließender konzentrischer Ring hergestellt ist, der radial innen und außen über Dichtmittel (32) gegenüber seinem angrenzenden Bauteil (19, 12) gelagert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsi¬ cherung als wahlweise in der An- oder Abtriebseinheit (4, 12) bzw. im Schieber (18) befestigter Stift (20) ausgebildet ist, welcher in eine Längsaussparung (21 ) im gegenüberliegenden Bauteil (18 oder 4, 12) ragt, welche Längsaussparung (21 ) zumindest eine Erstreckung im Maß der gewünschten Axialbewegung des Schiebers (18) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsi¬ cherung (20) in einem die Vorrichtung (1 ) radial begrenzenden Gehäuseab¬ schnitt (19) befestigt ist, welcher Gehäuseabschnitt (19) zumindest mittelbar und drehfest mit dem Antriebsrad (2) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbewe¬ gung des Schiebers (27) in seine Koppelrichtung über ein Anschlagteil (26) begrenzt ist, welches sich radial nach innen von einem mit dem Antriebsrad (2) drehfest verbundenen und die Vorrichtung (1 ) radial umschließenden Gehäuse¬ abschnitt (19) erstreckt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlag- teil (26) gleichzeitig als Axialanschlag für den Radialabschnitt (9) des Verstell¬ kolbens (8) in seine eine Verschieberichtung ausgebildet ist.
1 1. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsi¬ cherung (31 ) als Schrägverzahnung hergestellt ist, die zwischen einer Ringfläche (33) des Schiebers (27) und der Ab- bzw. Antriebseinheit (12, 4) verläuft.
\2. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (18, 27) aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff hergestellt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlag¬ teil (26) aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff hergestellt ist.
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