DE10031974A1 - Hydraulische Drehwinkel-Verstellvorrichtung für eine Steuerwelle einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Eine hydraulische Drehwinkel-Verstellvorrichtung in Flügelzellen-Bauart für eine Steuerwelle einer Brennkraftmaschine umfasst einen antriebsseitigen Außenrotor und einen demgegenüber hydraulisch verstellbaren steuerwellenseitigen Innenrotor, wobei beide mittels eines federbelasteten Sperrelementes verriegelbaren Rotoren hydraulisch entriegelbar sind. Zur Erzielung einer im wesentlichen klemm- und reibungsfreien Entriegelung ist das Sperrelement als eine Kugel gestaltet.

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine hydraulische Drehwinkel-Verstellvorrichtung für eine Steuerwelle einer Brennkraft­ maschine, bei der ein antriebseitiger Rotor und ein steuerwellenseitig drehfest ver­ bundener Rotor mittels stirnseitigen Abdeckungen von Flügeln unterteilte, gesteuert befüllbare Verstell-Kammern begrenzen, und beide mittels eines federbelasteten Sperrelementes verriegelbaren Rotoren hydraulisch entriegelbar sind.

Eine derartige Verstellvorrichtung zeigt beispielsweise die DE 198 49 959 A1, bei der das Sperrelement als ein zylindrischer Körper gestaltet ist. Nachteilig bei diesem kolbenartigen Sperrelement ist, dass beim Entriegeln mittels hydraulischem Druck in Abhängigkeit des gewählten Passungsspiels der Kolben sich in beiden Bohrungen der Rotoren schiefstellen kann und damit ein Verklemmen bewirkt ist, das die Ent­ riegelung verzögert.

Um dieses Verklemmen des kolbenartigen Sperrelementes zu reduzieren, ist es aus der EP 0 848 141 A1 bekannt, das Sperrelement als einen Stufenkolben auszubil­ den, wobei der Führungsabschnitt gegenüber dem Sperrabschnitt im Durchmesser wesentlich größer gewählt ist. Weiter ist es aus diesem Dokument bekannt, zum sicheren Ausbringen des Sperrkolbenabschnittes aus der Sperrbohrung beide in ihren zusammenwirkenden Endabschnitten prinzipiell gemäß einer schiefen Ebene zu gestalten, so dass ein zwangsweises Herausdrängen des Sperrkolbenabschnit­ tes bzw. des Sperrkolbens aus der Sperrbohrung bewirkt ist.

Dieser Wirkmechanismus kommt auch bei einem gestuften Sperrkolben gemäß der EP 0 807 747 A1 zur Geltung, bei dem der im Durchmesser gegenüber dem Füh­ rungsabschnitt dünnere Sperrkolbenabschnitt an seinem freien Ende halbkugel­ förmig gestaltet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine gattungsgemäße, hydraulische Drehwinkel-Verstellvorrichtung ein klemmfreies Sperrelement aufzuzeigen.

Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass das Sperr­ element eine Kugel ist, die mit beiden Rotoren zur Verriegelung über ihren Äquator­ bereich zusammenwirkt.

Da mit einer Kugel als Sperrelement eine eine Klemmwirkung verursachende Schiefstellung vorteilhafterweise vermieden ist, ist die Kugel in weiterer Ausgestal­ tung der Erfindung mit minimalem Spiel in einer Führungsbohrung gegen den Wi­ derstand einer Schraubenfeder sicher verlagerbar, wobei die Führungsbohrung fe­ derseitig einen Ablauf aufweist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen beschrie­ ben.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung mit einer Voll-Kugel mit angepasster Rückstellfeder,

Fig. 2 eine weitere Vorrichtung mit einer hohlgebohrten Kugel zur Aufnahme der Rückstellfeder.

Eine lediglich abschnittsweise dargestellte hydraulische Drehwinkel-Verstellvorrich­ tung 1, 1' für eine nicht gezeigte Steuerweile einer Brennkraftmaschine umfasst einen antriebseitigen Rotor 2, 2' und einen steuerwellenseitig drehfest verbundenen Rotor 3, 3', die mittels stirnseitiger Abdeckungen von Flügeln 4, 4' unterteilte, ge­ steuert befüllbare Verstell-Kammern 5, 5' begrenzen. Beide Rotoren 2 und 3 bzw. 2' und 3' sind mittels eines federbelasteten Sperrelementes 6 bzw. 6' verriegelbar und hydraulisch entriegelbar.

Zur Erzielung einer im wesentlichen klemmfreien Entriegelung ist das jeweilige Sperrelement 6, 6' erfindungsgemäß als eine Kugel 7, 7' ausgebildet, wobei jede der Kugeln 7, 7' mit beiden Rotoren 2, 3 bzw. 2', 3' zur Verriegelung über ihren Äquator­ bereich zusammenwirkt.

Zur Reduzierung einer die Entriegelung störenden Reibung ist in weiterer Ausge­ staltung der Erfindung jede Kugel 7, 7' mit einem minimalen Spiel in einer Führungs­ bohrung 8, 8' gegen den Widerstand einer Schraubenfeder 9, 9' verlagerbar ange­ ordnet, wobei zur sicheren Verlagerung jeder Kugel 7, 7' zur Entriegelung die Füh­ rungsbohrung 8, 8' federseitig einen Hydraulik-Ablauf aufweist. Mit dieser erfin­ dungsgemäßen Ausgestaltung ist sichergestellt, dass jede Kugel 7, 7' in ihrem Äquatorbereich unter Zwischenschaltung eines Schmierfilmes des Hydraulik­ mediums mit der Wandung der jeweiligen Führungsbohrung 8, 8' zusammenwirkt.

Wie aus den Figuren weiter ersichtlich, ist jede Kugel 7, 7' mit Hydraulikmedium aus einer benachbarten Verstell-Kammer 5, 5' beaufschlagt.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 1 liegt die Kugel 7 in Verriegelungsposition in einer Stufenbohrung 10 auf dem Umfangsrand eines Stufenabsatzes 11 auf, wobei die Hydraulikzufuhr oberhalb des Umfangsrandes in im größeren Abschnitt der Stu­ fenbohrung 10 mündet. Mit dieser Ausgestaltung einer vorrangigen Befüllung eines Ringraumes um die Kugel 7 wird diese in vorteilhafter Weise weitgehend allseitig mit Schmieröl benetzt einschließlich des Äquatorbereiches, so dass beim endgültigen Anstehen des vollen Hydraulikdruckes die Kugel 7 ohne große Losbrechkraft in die Führungsbohrung 8 verlagert ist.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 2 verschließt die Kugel 7' in Verriegelungsposition eine Blendenöffnung 12 eines Blendeneinsatzes 13, wobei die Hydraulikzufuhr un­ terhalb des Blendeneinsatzes 13 mündet.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass die Kugel 7, 7' mit Hydraulik­ medium aus einem nicht gezeigten Versorgungskanal der Verstell-Kammern 5, 5' beaufschlagt ist.

Claims (6)

1. Hydraulische Drehwinkel-Verstellvorrichtung für eine Steuerwelle einer Brennkraftmaschine,

• - bei der ein antriebseitiger Rotor (2, 2') und ein steuerwellenseitig drehfest verbundener Rotor (3, 3') mittels stirnseitiger Abdeckungen von Flügeln (4, 4') unterteilte, gesteuert befüllbare Verstell-Kammern (5, 5') begrenzen, und
• - beide mittels eines federbelasteten Sperrelementes (6, 6') verriegel­ baren Rotoren (2, 3; 2', 3') hydraulisch entriegelbar sind,

dadurch gekennzeichnet,

• - dass das Sperrelement (6, 6') eine Kugel (7, 7') ist, die
• - mit beiden Rotoren (2, 3; 2', 3') zur Verriegelung über ihren Äquator­ bereich zusammenwirkt.

2. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - dass die Kugel (7, 7') mit minimalen Spiel in einer Führungsbohrung (8, 8') gegen den Widerstand einer Schraubenfeder (9, 9') verlagerbar ist, und
• - die Führungsbohrung (8, 8') federseitig einen Hydraulik-Ablauf auf­ weist.

3. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (7, 7') mit Hydraulikmedium aus einer benachbarten Verstell-Kam­ mer (5, 5') beaufschlagt ist.

4. Verstellvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

• - dass die Kugel (7) in Verriegelungsposition in einer Stufenbohrung (10) auf dem Umfangsrand des Stufenabsatzes (11) aufliegt, wobei
• - die Hydraulikzufuhr oberhalb des Umfangsrandes in im Durchmesser größeren Abschnitt der Stufenbohrung (10) mündet.

5. Verstellvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

• - dass die Kugel (7') in Verriegelungsposition eine Blendenöffnung (12) eines Blendeneinsatzes (13) verschließt, wobei
• - die Hydraulikzufuhr unterhalb des Blendeneinsatzes (13) mündet.

6. Verstellvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, dass die Kugel (7, 7') mit Hydraulikmedium aus einem Versorgungskanal der Verstell-Kammern (5, 5') beaufschlagt ist.