WO2005113945A1 - Ölkammerdichtungseinheit eines schwenkflügelverstellers einer nockenwelle einer brennkraftmaschine - Google Patents

Ölkammerdichtungseinheit eines schwenkflügelverstellers einer nockenwelle einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2005113945A1
WO2005113945A1 PCT/EP2005/005372 EP2005005372W WO2005113945A1 WO 2005113945 A1 WO2005113945 A1 WO 2005113945A1 EP 2005005372 W EP2005005372 W EP 2005005372W WO 2005113945 A1 WO2005113945 A1 WO 2005113945A1
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WO
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oil chamber
spring element
sealing unit
chamber sealing
sealing body
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/005372
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lutz Grunow
Martin Kapp
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
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Publication date
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    • 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
    • F01L1/3442—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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34479—Sealing of phaser devices

Definitions

  • the invention relates to an oil chamber sealing unit of a swivel vane adjuster of a camshaft of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a swivel wing adjuster is used to adjust a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine.
  • a pressure oil chamber is arranged on both sides of each wing between an outer wheel that is non-rotatably connected to the crankshaft and a number of vanes of an impeller.
  • oil chamber sealing units are known from US Pat. No. 6,484,678 B2 which comprise a sealing body and in each case a spring element which is embodied separately from the sealing body.
  • the oil chamber sealing units are each arranged in a groove of the outer wheel or the impeller and are pressed by the spring element with its sealing surface against a corresponding sealing surface of the impeller or the outer wheel. It is the object of the present invention to provide an oil chamber sealing unit which can be manufactured and assembled in a particularly simple manner. It is solved according to the invention by the features of claim 1. Further refinements result from the subclaims.
  • the invention is based on an oil chamber sealing unit of a swivel vane adjuster of a camshaft of an internal combustion engine, comprising a sealing body with an outer sealing surface and an inner cavity partially enclosed by a wall, and a spring element separate from the sealing body, which partially protrudes in the inner cavity and opposite the sealing surface via the wall and is held with a holding element on the sealing body.
  • the sealing body be made from a metal sheet.
  • machining operations in the manufacture of the sealing body can be reduced or avoided entirely and very inexpensive manufacturing of the sealing body can be achieved.
  • a smooth metal sheet is used, there is no need to rework the outer sealing surface.
  • the material fibers run in a rolled metal sheet without interruption, which means that the wall of the sealing body can be kept very thin while the sealing body is very stable. This enables a particularly light sealing body to be achieved.
  • Another advantage is achieved through the use of a weldable sheet metal that is suitable for a material connection with other metallic elements.
  • the material thickness of the metal sheet of the sealing body is adapted to the necessary rigidity of the sealing body and is expediently different from the material thickness of the derelements.
  • the spring element can be made of spring steel and the sealing body can be made of a metal that can be better shaped into the component contour, or can be made with a higher material thickness for greater rigidity.
  • the sealing body expediently consists of an essentially U-shaped sheet metal piece, the sealing surface being arranged on the outside of the lower middle piece.
  • the spring element lies partly in the inner cavity formed by the lower middle piece and the two legs and protrudes out of the inner cavity from the open side of the U-profile opposite the sealing surface.
  • Oil chamber sealing units are usually supplied in bulk. A good separation of the oil chamber sealing units by a separation device can be achieved if the wall comprises a wall section which is at least essentially arranged parallel to and opposite the sealing surface. A part of the open U-side of the sealing body is thus covered by this wall section, as a result of which a mutual interlocking of several oil chamber sealing units can be counteracted.
  • a wall section can be shaped so that it a partial area of the open side of the U-profile completely covered from one U-leg to the other U-leg.
  • the holding element is advantageously arranged on the wall section. In this way, the spring element can be kept particularly easily in the inner cavity.
  • the shape of the sealing body and the spring element can be coordinated with one another in such a way that the spring element is elastically bent in order to join the spring element and the sealing body, and is inserted into the inner cavity of the sealing body.
  • the holding element is expediently formed by a sheet metal element which is pivoted to the spring element during assembly after a partial introduction of the spring element into the inner cavity.
  • the spring element can be inserted into the inner cavity by only a slight elastic or no bending at all, the spring element falling out of the sealing body being achieved by subsequent pivoting of the holding element.
  • the spring element is held captively in the sealing body by such a very simple and inexpensive manufacturing step.
  • the spring element has a hole-shaped recess for engagement of the holding element.
  • the spring element comprises a flat bearing surface pointing away from the sealing surface for support on a further element of the swivel wing adjuster. Due to the flat contact surface, a large contact surface of the spring element on the further, even if flat element can be reached. As a result, the wear, in particular the wear of the further element, can be kept low when the spring element moves over the element.
  • This embodiment of the invention is particularly suitable for those elements which are made of a soft material, for example an aluminum alloy.
  • a bead is expediently formed in the support surface in order to stiffen the flat support surface.
  • a support elevation facing away from the sealing surface for support against a further element of the swivel wing adjuster is embossed in the spring element.
  • the support elevation a particularly small contact surface between the spring element and the further element can be achieved, as a result of which a particularly low-friction mobility between the spring element and the further element is achieved.
  • This embodiment of the invention is particularly suitable if the further element is made of a hard and tough material, in particular stainless steel.
  • the embossing can be achieved by three-dimensional shaping of the support elevation from a sheet of the spring element. It is also possible for the spring element to be cut or punched in the area of the support surface and for the support to be raised by bending the area.
  • the holding element is a welded connection.
  • the sealing body can be kept very simple and the spring element can be very firmly connected to the sealing body.
  • a particularly tilt-proof positioning of the oil chamber sealing unit in the swivel wing adjuster can be achieved if the spring element comprises a central region and two lateral outer regions, the central region being held in the inner cavity by the holding element and the outer regions protruding beyond the wall. Two support surfaces of the spring element spaced apart from each other for support on a further element of the swivel wing adjuster are achieved.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a swivel wing adjuster
  • FIG. 4 shows the oil chamber sealing unit from FIG. 2 in a top view
  • FIG. 6 shows the oil chamber sealing unit from FIG. 5 in a sectional view
  • FIG. 11 shows the oil chamber sealing unit from FIG. 8 with a modified holding element
  • FIG. 12 shows a sectional view through the holding element from FIG. 11.
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a swivel vane adjuster 2 of an internal combustion engine with an outer wheel 4 and an impeller 6.
  • the outer wheel 4 has an external toothing 8, by means of which it is connected in a rotationally fixed manner to a crankshaft of the internal combustion engine by means of a timing chain.
  • the impeller 6 is rotatably connected to a camshaft 10 of the internal combustion engine.
  • the impeller 6 has four vanes 12, which are each arranged in cavities of the outer wheel 4. These cavities each form a hydraulic oil chamber 14 on both sides of the wings 12.
  • the hydraulic oil chambers 14 can each be pressurized independently of one another with hydraulic oil. By pressing the hydraulic oil into the hydraulic oil chambers 14, the position of the impeller 6 relative to the outer wheel 4 can be adjusted continuously.
  • four oil chamber sealing units 16 are arranged in grooves of the wings 12 and the inside of the outer wheel 4, respectively, which seal the hydraulic oil chambers 14 against one another.
  • the oil chamber sealing unit 16 comprises a sealing body 18 and a spring element 20.
  • the sealing body 18 is produced from a sheet metal by reshaping the sheet metal and has essentially the shape of a U-profile with a middle piece 22 and two side elements 24, 26.
  • the middle piece 22 and the Side elements 24, 26 are part of a wall that partially encloses an inner cavity 28.
  • the oil chamber sealing unit 16 is shown in a longitudinal section and in Figure 4 in a plan view.
  • the underside of the middle piece 22 forms a sealing surface 30 which, when the oil chamber sealing unit 16 is in the installed state, bears, for example, the impeller 6 on the inner surface of the outer wheel 4 of the swivel vane adjuster 2.
  • the sealing surface 30 seals a first hydraulic oil chamber 14 adjacent to the side element 24 against a second hydraulic oil chamber 14 adjacent to the side element 26.
  • the sealing element 18 is pressed against the outer wheel 4 by the spring element 20.
  • the spring element 20 is supported in the groove of a wing 12.
  • a wall section 32 is formed on the side element 24 and a wall section 34 is formed on the side element 26, the two wall sections 32, 34 being essentially parallel and are arranged opposite the sealing surface 30.
  • the U-profile of the sealing body 18 is closed off by the wall sections 32, 34, as a result of which the oil chamber sealing unit 16 is prevented from getting caught in further units in a bulk material.
  • a holding element 36, 38 designed as a sheet metal element is molded onto each of the two wall sections 32, 34. Before the spring element 20 is inserted into the sealing body 18, both holding elements 36, 38 are aligned in the manner in which the holding element 36 is shown in FIGS. 2 and 3.
  • the spring element 20 can be partially inserted into the inner cavity 28 from above and protrudes somewhat from the inner cavity 28 opposite the sealing surface 30. After the spring element 20 has been inserted into the sealing body 18, the holding elements 36, 38 are bent downward using a shaping tool, as is shown on the holding element 38. The spring element 20 is held captively on the sealing body 18. As an alternative to this, there is the possibility of shaping the holding elements 36, 38 from the outset as the holding element 38 is shown in FIGS. 2 and 3, and of guiding the spring element 20 elastically compressed between the holding elements 36, 38 and relaxing in the inner cavity 28.
  • FIGS. 5-7 A further embodiment of an oil chamber sealing unit 40 is shown in FIGS. 5-7.
  • the oil chamber sealing unit 40 comprises a U-shaped sealing body 42 made from a metal sheet and a spring element 44 which, like the spring element 20, is formed from a spring steel plate.
  • the sealing body 42 comprises a middle piece 46 and side elements 48, 50, which partially enclose an inner cavity 52.
  • two hole-shaped recesses 54, 56 are machined, by means of which sheet metal elements or holding elements 62, 64 are molded onto a wall section 58, 60 in the assembled state protrude.
  • the holding elements 62, 64 are pivoted out of a folded-up state as shown in the holding element 62 after the spring element 44 has been inserted into the sealing body 42 into the recesses 54, 56, as is shown on the holding element 64.
  • 7 shows both holding elements 62, 64 in an assembled, pivoted-in state. In this state, the spring element 44 is held captively in the sealing body 42 by the holding elements 62, 64.
  • the spring element 44 comprises a flat bearing surface 68 pointing away from a sealing surface 66, which is provided for contacting the inner wall of the outer wheel 4, for example.
  • a bead 70 is stamped into this flat bearing surface 68 and runs parallel to a longitudinal orientation of the spring element 44.
  • the bead 70 serves to stiffen the support surface 68.
  • FIGS. 8-10 show a further oil chamber sealing unit 72 with a sealing body 74 and a spring element 76.
  • the sealing body 74 is designed as a pure U-profile, on the center piece 78 of which the spring element 76 is welded to a holding element 80 designed as a welded connection.
  • the spring element 76 comprises a central region 82 and two outer regions 84, 86, which are designed to protrude from an inner cavity 88.
  • the outer regions 84, 86 each comprise an end region 90, 92.
  • the end regions 90, 92 each protrude into the inner cavity 88 from the outside again.
  • the end regions 90, 92 counteract the jamming of oil chamber sealing units 72 from a bulk material.
  • the outer regions 84, 86 each include a support elevation 96, 98.
  • the support elevations 96, 98 are stamped into the spring steel sheet of the spring element 76.
  • the up Position elevations 96, 98 provide an essentially linear support between, for example, the inner surface of the outer wheel of the swivel wing adjuster 2 and the spring element 76.
  • the support elevations 96, 98 are embossed and extend into a central region of the spring element 76, as seen from the width of the spring element 76 only over a part of the width of the spring element 76. As a result, the shape of the spring element 76 is only insignificantly impaired.
  • FIGS. 11 and 12 show a further example of an oil chamber sealing unit 100 with a sealing body 102 and a spring element 104.
  • the spring element 104 corresponds in its design to the spring element 76, but is not cohesively like the spring element 76, but is positively connected to the sealing body 102.
  • the sealing body 102 comprises a holding element 106 designed as a sheet metal element, which is molded onto a side element 108 of the U-shaped sealing body 102.
  • this holding element 106 is pivoted into the inner cavity 110 and toward the spring element 104 by, for example, an edge tool, so that the spring element 104 is held captively between the holding element 106 and a center piece 112 of the sealing body 102 ,

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Ölkammerdichtungseinheit (16, 40, 72, 100) eines Schwenkflügelverstellers (2) einer Nockenwelle (10) einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Dichtkörper (18, 42, 74, 102) mit einer äußeren Dichtfläche (30, 66) und einem von einer Wandung teilweise umschlossenen Innenhohlraum (28, 52, 88, 110) sowie ein vom Dichtkörper (18, 42, 74, 102) separates Federelement (20, 44, 76, 104), das teilweise im Innenhohlraum (28, 52, 88, 110) und gegenü­berliegend zur Dichtfläche (30, 66) über die Wandung heraus­ragend angeordnet und mit einem Halteelement (36, 38, 62, 64, 80, 106) am Dichtkörper (18, 42, 74, 102) gehalten ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Dichtkörper (18, 42, 74, 102) aus einem Umformblech hergestellt ist.

Description

Olkammerdichtungseinheit eines Schwenkflügelverstellers einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Olkammerdichtungseinheit eines Schwenkflügelverstellers einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Schwenkflügelversteller dient zur Verstellung einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Hierbei ist zwischen einem drehfest mit der Kurbelwelle verbundenen Außenrad und einer Anzahl von Flügeln eines Flügelrads beidseitig jedes Flügels jeweils eine Druckölkam- mer angeordnet. Durch Beaufschlagung der Druckölkammern mit Hydrauliköl kann durch hydraulisches Einspannen der Flügel, die drehfest mit der Nockenwelle verbunden sind, eine Position der Nockenwelle stufenlos zur Kurbelwelle eingestellt werden.
Zur Abdichtung der Druckölkammern gegeneinander sind aus der US 6,484,678 B2 Olkammerdichtungseinheiten bekannt, die einen Dichtkörper und jeweils ein vom Dichtkörper separat ausgeführtes Federelement umfassen. Die Olkammerdichtungseinheiten sind jeweils in einer Nut des Außenrads oder des Flügelrads angeordnet und werden durch das Federelement mit ihrer Dicht - fläche gegen eine entsprechende Dichtfläche des Flügelrads bzw. des Außenrads gedrückt. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Olkammerdichtungseinheit anzugeben, die besonders einfach gefertigt und montiert werden kann. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Olkammerdichtungseinheit eines Schwenkflügelverstellers einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Dichtkörper mit einer äußeren Dichtfläche und einem von einer Wandung teilweise umschlossenen Innenhohlraum sowie ein vom Dichtkörper separates Federelement, das teilweise im Innenhohlraum und gegenüberliegend zur Dichtfläche über die Wandung herausragend angeordnet und mit einem Halteelement am Dichtkörper gehalten ist .
Es wird vorgeschlagen, dass der Dichtkörper aus einem Umformblech hergestellt ist. Durch die Herstellung aus einem Umformblech können spanende Arbeitsgänge bei der Herstellung des Dichtkörpers reduziert oder gänzlich vermieden und eine sehr preiswerte Herstellung des Dichtkörpers erreicht werden. Bei einer Verwendung eines glatten Umformblechs kann auf die Nachbearbeitung der äußeren Dichtfläche verzichtet werden. Im Gegensatz zu einem spanend bearbeiteten Werkstück verlaufen die Werkstofffasern in einem gewalzten Umformblech ohne Unterbrechung, wodurch die Wandung des Dichtkörpers bei hoher Stabilität des Dichtkörpers sehr dünn gehalten werden kann. Hierdurch kann ein besonders leichter Dichtkörper erreicht werden. Ein weiterer Vorteil wird durch die Verwendung eines gut schweißbaren Umformblechs erreicht, das zu einer stoff- schlüssigen Verbindung mit weiteren metallischen Elementen geeignet ist.
Die Materialstärke des Umformblechs des Dichtkörpers ist an die notwendige Steifigkeit des Dichtkörpers angepasst und zweckmäßigerweise unterschiedlich zur Materialstärke des Fe- derelements. So kann das Federelement beispielsweise aus einem Federstahl und der Dichtkörper aus einem besser in Bauteilkontur formbaren Metall oder aber mit einer höheren Materialstärke für eine höhere Steifigkeit hergestellt sein. Durch die Herstellung des Dichtkörpers als vom Federelement separates Bauteil können, bei beherrschbaren Bauteilspannungen, große radiale Spalte zwischen dem Außenrad und dem Flügelrad abgedichtet werden. Hierdurch wird eine grob tolerierte und damit kostengünstige Herstellung von Teilen des Schwenkflügelverstellers ermöglicht. Eine Herstellung des Dichtkörpers und eine verliersichere Verbindung des Federelements in dem Dichtkörper können in einem Arbeitsgang durch ein Folgeverbundwerkzeug mit einem Stanz-, Biege- und eventuell Schweiß- , Löt- oder Klebewerkzeug erreicht werden.
Der Dichtkörper besteht zweckmäßigerweise aus einem im Wesentlichen U-förmig umgeformten Blechstück, wobei die Dichtfläche an der Außenseite des unteren Mittelstücks angeordnet ist. Das Federelement liegt teilweise in dem vom unteren Mittelstück und den beiden Schenkeln gebildeten Innenhohlraum und ragt aus der der Dichtfläche gegenüberliegenden offenen Seite des U-Profils aus dem Innenhohlraum heraus.
Olkammerdichtungseinheiten werden üblicherweise als Schüttgut geliefert. Eine gute Vereinzelung der Olkammerdichtungseinheiten durch eine Vereinzelungseinrichtung kann erreicht werden, wenn die Wandung ein Wandteilstück umfasst, das zumindest im Wesentlichen parallel zur und gegenüber der Dichtfläche angeordnet ist. Ein Teil der offenen U-Seite des Dichtkörpers wird somit durch dieses Wandteilstück überdeckt, wodurch einem gegenseitigen Verhaken von mehreren Olkammerdichtungseinheiten entgegengewirkt werden kann. Anstelle der Parallelität kann ein Wandteilstück so ausgeformt sein, dass es einen Teilbereich der offenen Seite des U-Profils vollständig von einem U-Schenkel zum anderen U-Schenkel überdeckt.
Vorteilhafterweise ist das Halteelement an dem Wandteilstück angeordnet . Auf diese Weise kann das Federelement besonders einfach im Innenhohlraum gehalten werden.
Der Dichtkörper und das Federelement können in ihrer Form so aufeinander abgestimmt sein, dass zum Zusammenfügen des Federelements und des Dichtkörpers das Federelement elastisch verbogen und in den Innenhohlraum des Dichtkörpers eingeführt wird. Alternativ hierzu ist das Halteelement zweckmäßigerweise durch ein Blechelement gebildet, das bei einer Montage nach einem teilweisen Einbringen des Federelements in den Innenhohlraum zum Federelement verschwenkt wird. Das Federelement kann hierbei durch ein nur geringfügiges elastisches o- der gar kein Verbiegen in den Innenhohlraum eingelegt werden, wobei das Herausfallen des Federelements aus dem Dichtkörper durch ein nachträgliches Verschwenken des Halteelements erreicht wird. Das Federelement ist durch einen solchen sehr einfachen und preiswerten Herstellungsschritt verliersicher im Dichtkörper gehalten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Federelement eine lochförmige Ausnehmung für einen Eingriff des Halteelements auf. Hierdurch kann das Federelement besonders präzise platziert im Dichtkörper verliersicher gehalten werden.
Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn das Federelement eine von der Dichtfläche wegweisende ebene Auflagefläche zur Abstützung an einem weiteren Element des Schwenkflügelverstellers umfasst. Durch die ebene Auflagefläche kann eine große Auflagefläche des Federelements an dem weiteren, eben- falls ebenen Element erreicht werden. Hierdurch kann der Verschleiß, insbesondere der Verschleiß des weiteren Elements, bei einer Bewegung des Federelements über das Element gering gehalten werden. Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders geeignet für solche Elemente, die aus einem weichen Material, beispielsweise einer Aluminiumlegierung, hergestellt sind.
Zur Versteifung der ebenen Auflagefläche ist in der Auflagefläche zweckmäßigerweise eine Sicke eingeformt. Mit einer solchen Profilierung der Auflagefläche, die vorteilhafterweise parallel zu einer Längsrichtung des Federelements ausgerichtet ist, kann eine ebene Ausrichtung der Au lagefläche auch bei einer Belastung des Federelements zumindest im Wesentlichen aufrechterhalten werden.
Es wird außerdem vorgeschlagen, dass in das Federelement eine von der Dichtfläche abgewandte Auflageerhebung zur Auflage an ein weiteres Element des Schwenkflügelverstellers eingeprägt ist. Mit der Auflageerhebung kann eine besonders kleine Auflagefläche zwischen dem Federelement und dem weiteren Element erreicht werden, wodurch eine besonders reibungsarme Beweglichkeit zwischen dem Federelement und dem weiteren Element erreicht wird. Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders geeignet, wenn das weitere Element aus einem harten und zähen Werkstoff, insbesondere Edelstahl, angefertigt ist. Die Einprägung kann durch eine dreidimensionale Ausformung der Auflageerhebung aus einem Blech des Federelements erreicht werden. Es ist auch möglich, dass das Federelement im Bereich der Auflagefläche eingeschnitten oder gestanzt wird und die Auflageerhebung durch ein Verbiegen des Bereichs erreicht wird. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Halteelement eine Schweißverbindung. Der Dichtkörper kann sehr einfach gehalten und das Federelement sehr fest mit dem Dichtkörper verbunden sein.
Eine besonders verkippungssichere Positionierung der Olkammerdichtungseinheit im Schwenkflügelversteller kann erreicht werden, wenn das Federelement einen Mittelbereich und zwei seitliche Außenbereiche umfasst, wobei der Mittelbereich vom Halteelement im Innenhohlraum gehalten ist und die Außenbereiche über die Wandung herausragen. Es werden zwei voneinander beabstandete Auflageflächen des Federelements zur Abstüt- zung an einem weiteren Element des Schwenkflügelverstellers erreicht .
Ein einfaches Vereinzeln dieser Ausführungsform aus einem Schüttgut wird erreicht, wenn die Außenbereiche jeweils einen Endbereich umfassen, der in den Innenhohlraum hineinragt. Einem Verhaken von Außenbereichen von mehreren Olkammerdichtungseinheiten kann entgegengewirkt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Figurenbeschreibung. Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Die Ansprüche, die Figuren und die Beschreibung enthalten mehrere Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird diese auch einzeln betrachten und zu zweckmäßigen weiteren Kombinationen zusammenfassen .
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Schwenkflügelverstellers ,
Fig. 2 eine Olkammerdichtungseinheit in einer perspektivischen Darstellung, Fig. 3 die Olkammerdichtungseinheit aus Figur 2 in einer geschnittenen Darstellung,
Fig. 4 die Olkammerdichtungseinheit aus Figur 2 in einer Draufsicht,
Fig. 5 eine weitere Olkammerdichtungseinheit in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 6 die Olkammerdichtungseinheit aus Figur 5 in einer geschnittenen Ansicht,
Fig. 7 die Olkammerdichtungseinheit aus Figur 5 in einer Draufsicht,
Fig. 8 eine weitere Olkammerdichtungseinheit in perspektivischer Darstellung,
Fig. 9 die Olkammerdichtungseinheit aus Figur 8 in einer perspektivischen Draufsicht,
Fig. 10 die Olkammerdichtungseinheit aus Figur 8 in geschnittener Darstellung,
Fig. 11 die Olkammerdichtungseinheit aus Figur 8 mit einem abgeänderten Halteelement und
Fig. 12 eine Schnittdarstellung durch das Halteelement aus Figur 11.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Schwenkflügelverstellers 2 einer Brennkraftmaschine mit einem Außenrad 4 und einem Flügelrad 6. Das Außenrad 4 weist eine äußere Verzahnung 8 auf, durch die es mittels einer Steuerkette mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine drehfest verbunden ist. Das Flügelrad 6 ist mit einer Nockenwelle 10 der Brennkraftmaschine drehfest verbunden.
Das Flügelrad 6 weist vier Flügel 12 auf, die jeweils in Hohlräumen des Außenrads 4 angeordnet sind. Diese Hohlräume bilden beidseitig der Flügel 12 jeweils eine Hydraulikölkam- mer 14. Die Hydraulikölkammern 14 können jeweils unabhängig voneinander mit Hydrauliköl druckbeaufschlagt werden. Durch ein Eindrücken des Hydrauliköls in die Hydraulikölkammern 14 kann die Position des Flügelrads 6 relativ zum Außenrad 4 stufenlos eingestellt werden. In den Flügeln 12 und auf Innenseiten des Außenrads 4 sind jeweils vier Olkammerdichtungseinheiten 16 in Nuten der Flügel 12 bzw. der Innenseite des Außenrads 4 angeordnet, die die Hydraulikölkammern 14 gegeneinander abdichten.
Eine solche Olkammerdichtungseinheit 16 ist in einer perspektivischen Darstellung in Figur 2 gezeigt. Die Olkammerdichtungseinheit 16 umfasst einen Dichtkörper 18 und ein Federelement 20. Der Dichtkörper 18 ist aus einem Blech durch Umformen des Blechs hergestellt und hat im Wesentlichen die Form eines U-Profils mit einem Mittelstück 22 und zwei Seitenelementen 24, 26. Das Mittelstück 22 und die Seitenelemente 24, 26 sind Bestandteil einer Wandung, die einen Innenhohlraum 28 teilweise umschließt.
In Figur 3 ist die Olkammerdichtungseinheit 16 in einem Längsschnitt und in Figur 4 in einer Draufsicht gezeigt. Die Unterseite des Mittelstücks 22 bildet eine Dichtfläche 30, die bei eingebautem Zustand der Olkammerdichtungseinheit 16 in beispielsweise das Flügelrad 6 an der Innenfläche des Außenrads 4 des Schwenkflügelverstellers 2 anliegt. Die Dichtfläche 30 dichtet eine erste zum Seitenelement 24 benachbarte Hydraulikölkammer 14 gegen eine zweite zum Seitenelement 26 benachbarte Hydraulikölkammer 14 ab. Durch das Federelement 20 wird der Dichtkörper 18 gegen das Außenrad 4 gedrückt. Hierzu stützt sich das Federelement 20 in der Nut eines Flügels 12 ab.
An das Seitenelement 24 ist ein Wandteilstück 32 und an das Seitenelement 26 ist ein Wandteilstück 34 angeformt, wobei beide Wandteilstücke 32, 34 im wesentlichen parallel und ge- genüber der Dichtfläche 30 angeordnet sind. In den seitlichen Außenbereichen ist das U-Profil des Dichtkörpers 18 durch die Wandteilstücke 32, 34 abgeschlossen, wodurch einem Verhaken der Olkammerdichtungseinheit 16 mit weiteren Einheiten in einem Schüttgut entgegengewirkt wird. An beiden Wandteilstücken 32, 34 ist jeweils ein als Blechelement ausgestaltetes Halteelement 36, 38 angeformt. Vor einem Einlegen des Federelements 20 in den Dichtkörper 18 sind beide Halteelemente 36, 38 so ausgerichtet, wie das Halteelement 36 in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Das Federelement 20 kann von oben teilweise in den Innenhohlraum 28 eingefügt werden und ragt gegenüberliegend der Dichtfläche 30 etwas aus dem Innenhohlraum 28 heraus. Nach dem Einlegen des Federelements 20 in den Dichtkörper 18 werden die Halteelemente 36, 38 mit einem Um- formwerkzeug nach unten gebogen, so wie dies am Halteelement 38 gezeigt ist. Das Federelement 20 ist verliersicher am Dichtkörper 18 gehalten. Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit, die Halteelemente 36, 38 von vornherein so auszuformen, wie das Halteelement 38 in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, und das Federelement 20 elastisch zusammengepresst zwischen den Halteelementen 36, 38 hindurchzuführen und im Innenhohlraum 28 zu entspannen.
Eine weitere Ausführungsform einer Olkammerdichtungseinheit 40 ist in den Figuren 5 - 7 gezeigt. Die Olkammerdichtungseinheit 40 umfasst einen aus einem Umformblech hergestellten U-profilförmigen Dichtkörper 42 und ein Federelement 44, das ebenso wie das Federelement 20 aus einem Federstahlblech geformt ist. Analog zum Dichtkörper 18 umfasst der Dichtkörper 42 ein Mittelstück 46 und Seitenelemente 48, 50, die einen Innenhohlraum 52 teilweise umschließen. In das Federelement 44 sind zwei lochförmige Ausnehmungen 54, 56 eingearbeitet, durch die im montierten Zustand an jeweils ein Wandteilstück 58, 60 angeformte Blechelemente bzw. Halteelemente 62, 64 hineinragen. Analog wie zur Olkammerdichtungseinheit 16 beschrieben, werden die Halteelemente 62, 64 aus einem wie beim Halteelement 62 gezeigten hochgeklappten Zustand nach einem Einlegen des Federelements 44 in den Dichtkörper 42 in die Ausnehmungen 54, 56 eingeschwenkt, wie dies am Halteelement 64 gezeigt ist. In Figur 7 sind beide Halteelemente 62, 64 in einem montierten, eingeschwenkten Zustand gezeigt. In diesem Zustand ist das Federelement 44 durch die Halteelemente 62, 64 verliersicher im Dichtkörper 42 gehalten.
Das Federelement 44 umfasst eine von einer Dichtfläche 66 wegweisende ebene Auflagefläche 68, die zur Anlage an beispielsweise die Innenwand des Außenrads 4 vorgesehen ist. In diese ebene Auflagefläche 68 ist eine Sicke 70 eingeprägt, die parallel zu einer Längsausrichtung des Federelements 44 verläuft. Die Sicke 70 dient zur Versteifung der Auflagefläche 68.
In den Figuren 8 - 10 ist eine weitere Olkammerdichtungseinheit 72 mit einem Dichtkörper 74 und einem Federelement 76 gezeigt. Der Dichtkörper 74 ist als reines U-Profil ausgestaltet, an dessen Mittelstück 78 das Federelement 76 mit einem als Schweißverbindung ausgestalteten Halteelement 80 verschweißt ist. Das Federelement 76 umfasst einen Mittelbereich 82 und zwei Außenbereiche 84, 86, die aus einem Innenhohlraum 88 herausragend ausgestaltet sind. Die Außenbereiche 84, 86 umfassen jeweils einen Endbereich 90, 92. Die Endbereiche 90, 92 ragen jeweils in den Innenhohlraum 88 von außen wieder hinein. Durch die Endbereiche 90, 92 wird einem Verhaken von Olkammerdichtungseinheiten 72 aus einem Schüttgut entgegengewirkt. An den von einer Dichtfläche 94 am weitesten entfernten Stellen umfassen die Außenbereiche 84, 86 jeweils eine Auflageerhebung 96, 98. Die Auflageerhebungen 96, 98 sind in das Federstahlblech des Federelements 76 eingeprägt. Die Auf- lageerhebungen 96, 98 sorgen für eine im Wesentlichen linien- förmige Auflage zwischen beispielsweise der Innenfläche des Außenrads des Schwenkflügelverstellers 2 und dem Federelement 76. Die Auflageerhebungen 96, 98 sind in einen von der Breite des Federelements 76 gesehen mittleren Bereich des Federelements 76 eingeprägt und erstrecken sich nur über einen Teil der Breite des Federelements 76. Hierdurch wird eine Formfestigkeit des Federelements 76 nur unwesentlich beeinträchtigt.
Die Figuren 11 und 12 zeigen ein weiteres Beispiel einer Olkammerdichtungseinheit 100 mit einem Dichtkörper 102 und einem Federelement 104. Das Federelement 104 entspricht in seiner Ausgestaltung dem Federelement 76, ist jedoch nicht Stoffschlüssig wie das Federelement 76, sondern formschlüssig mit dem Dichtkörper 102 verbunden. Hierzu umfasst der Dichtkörper 102 ein als Blechelement ausgestaltetes Halteelement 106, das an ein Seitenelement 108 des U-profilförmigen Dichtkörpers 102 angeformt ist. Nach einem Einlegen des Federelements 104 in einen Innenhohlraum 110 des Dichtkörpers 102 wird dieses Halteelement 106 durch beispielsweise ein Kantwerkzeug in den Innenhohlraum 110 und zum Federelement 104 hingeschwenkt, so dass das Federelement 104 zwischen dem Halteelement 106 und einem Mittelstück 112 des Dichtkörpers 102 verliersicher gehalten ist.

Claims

Patentansprüche
Olkammerdichtungseinheit (16, 40, 72, 100) eines Schwenkflügelverstellers (2) einer Nockenwelle (10) einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Dichtkörper (18, 42, 74, 102) mit einer äußeren Dichtfläche (30, 66) und einem von einer Wandung teilweise umschlossenen Innenhohlraum (28, 52, 88, 110) sowie ein vom Dichtkörper (18, 42, 74, 102) separates Federelement (20, 44, 76, 104), das teilweise im Innenhohlraum (28, 52, 88, 110) und gegenüberliegend zur Dichtfläche (30, 66) über die Wandung herausragend angeordnet und mit einem Halteelement (36, 38, 62, 64, 80, 106) am Dichtkörper (18, 42, 74, 102) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (18, 42, 74, 102) aus einem Umformblech hergestellt ist.
Olkammerdichtungseinheit (16, 40, 72, 100) nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung ein Wandteilstück (32, 34, 58, 60) umfasst, das zumindest im Wesentlichen parallel zur und gegenüber der Dichtfläche (30, 66) angeordnet ist.
3. Olkammerdichtungseinheit (16, 40, 72, 100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (36, 38, 62, 64, 80, 106) an dem Wandteilstück (32, 34, 58, 60, 78) angeordnet ist.
4. Olkammerdichtungseinheit (16, 40, 72, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (36, 38, 62, 64, 106) durch ein Blechelement gebildet ist, das bei einer Montage nach einem teilweisen Einbringen des Federelements (20, 44, 104) in den Innenhohlraum (28, 52,110) zum Federelement (20, 44, 104) verschwenkt wird.
5. Olkammerdichtungseinheit (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (44) eine lochförmige Ausnehmung (54, 56) für einen Eingriff des Halteelements (62, 64) aufweist .
6. Olkammerdichtungseinheit (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (44) eine von der Dichtfläche (30, 66) wegweisende ebene Auflagefläche (68) zur Abstützung an einem weiteren Element des Schwenkflügelverstellers (2) umfasst.
7. Olkammerdichtungseinheit (40) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auflagefläche (68) eine Sicke (70) eingeformt ist .
8. Olkammerdichtungseinheit (72, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Federelement (76, 104) eine von der Dichtfläche abgewandte Auflageerhebung (96, 98) zur Auflage an ein weiteres Element des Schwenkflügelverstellers (2) eingeprägt ist.
9. Olkammerdichtungseinheit (72) nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (80) eine Schweiß-, Löt-, Klebeoder Pressverbindung ist .
10. Olkammerdichtungseinheit (72, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (76, 104) einen Mittelbereich (82) und zwei seitliche Außenbereiche (84, 86) umfasst, wobei der Mittelbereich (82) vom Halteelement (80, 106) im Innenhohlraum (88, 110) gehalten ist und die Außenbereiche (84, 86) über die Wandung herausragen.
11. Olkammerdichtungseinheit (72, 100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbereiche (84, 86) jeweils einen Endbereich (90, 92) umfassen, der in den Innenhohlraum (88, 110) hineinragt .
12. Schwenkflügelversteller (2) einer Nockenwelle (10) mit einer Olkammerdichtungseinheit (16, 40, 72, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche .
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