WO1997017529A1 - Arretierung für einen kolben einer nockenwellenverstellung - Google Patents
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- WO1997017529A1 WO1997017529A1 PCT/EP1996/002834 EP9602834W WO9717529A1 WO 1997017529 A1 WO1997017529 A1 WO 1997017529A1 EP 9602834 W EP9602834 W EP 9602834W WO 9717529 A1 WO9717529 A1 WO 9717529A1
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- 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 an internal combustion engine controlled by a gas exchange valve, with at least one camshaft mounted in the cylinder head and a device serving for the relative rotation of the camshaft relative to a drive wheel, which has an adjusting piston which can be displaced between two end positions and which has a first toothing with the camshaft and a second The toothing is positively connected to the drive wheel, the adjusting piston being arranged in a cylindrical housing and delimiting two separate pressure chambers in the latter, which can be switched alternately by a pressure medium inflow or with a pressure oil return flow, and the actuating piston when the internal combustion engine is at a standstill a basic position is shifted and abuts an end stop.
- DE-A 40 07 981 shows a generic state of the art.
- the pressure medium - the lubricating oil of the pressure circulation lubrication - escapes from the pressure chambers without pressure via the connecting line into the lubricating oil reservoir while the internal combustion engine is at a standstill.
- the actuating piston Due to the one-sided arrangement of the compression spring, the actuating piston is supported when it is moved to the basic position, ie until it rests on a cover. This means that there is no hydraulic preload on the adjusting piston.
- the internal combustion engine is started until a lubricating oil pressure is built up and the pressure spaces are adequately filled, the engine has Piston a certain degree of freedom.
- the actuating piston Due to the alternating torques and the associated rotational non-uniformity of the camshaft, the actuating piston is excited at high frequency and thereby carries out an oscillating movement in which it hits the end stop of the housing together with a considerable amount of noise. This noise emission is not accepted for the current state of development of internal combustion engines that are intended for vehicles.
- the rattling noises triggered by the actuating piston continue to cause an increase in wear, which can result in a functional impairment of the adjusting device.
- the invention has for its object to provide a device that favors the starting behavior of the internal combustion engine and effectively prevents noise from the actuating piston in the starting phase of the internal combustion engine using simple design means.
- this object is achieved in that during a start phase of the internal combustion engine, a holding member opposes the actuating piston
- the housing is locked depending on the oil pressure, the locking being arranged in the pressure chamber which can be acted upon by a basic position (starting position) in order to displace the actuating piston.
- This locking causes the actuating piston in the starting phase of the engine, regardless of the alternating torques of the camshaft, to rest against the housing of the device in an end position and thus does not cause any disadvantageous noise development or does not result in an unfavorable position for starting the internal combustion engine is moved.
- the locking has an oil pressure-dependent mode of operation, so that the actuating piston is initially fixed in position in the starting phase, ie when the oil pressure is not yet sufficient.
- the locking of the actuating piston is released, with the actuating piston already being sufficiently hydraulically pretensioned in this phase, no disadvantageous noise emission caused.
- the locking device according to the invention can be produced inexpensively by using simple constructive means and is designed so compact that it can be integrated into the existing installation space of the camshaft adjustment device.
- Another advantage of the device according to the invention in which the piston is locked by an oil pressure-dependent mode of operation compared to a direct, switchable positive connection between components of the drive member and the output member during the depressurized starting phase of the internal combustion engine, is the realizable larger relative path that the pin of the holding member sweeps over the entire adjustment range. On the one hand, this reduces the force on the pin with the same alternating torque or friction torque and, on the other hand, the placement of the locking position with the same manufacturing tolerances is more precise.
- a preferred embodiment of the invention provides, as a holding member, a pin which can be acted upon by the oil pressure against a compression spring and which is arranged in a bore in the actuating piston, the pin latching into a circumferential groove or a puncture or bore in the housing in order to achieve locking.
- This holding member comprises few components and is compact and simple to insert into existing components of a device for cam white adjustment.
- the invention provides for the formation of a holding member in the housing, against the force of a compression spring from the oil pressure displaceable pin, which automatically locks into a circumferential groove, puncture or bore provided in the piston. This results in a mode of action comparable to the locking described above.
- the pin is provided on the side facing away from the circumferential groove with a piston which is guided in a sealed manner on a bore wall of the bore or a blind bore.
- the arrangement provides that a cross-sectional area of the pin can be acted upon together with a piston ring surface of the piston by the oil pressure.
- This structure favors the pressure medium applied to the holding member and the use of a larger compression spring, which is supported on the piston on the side facing away from the pin.
- the concept of the invention enables the locking device to be released from a predetermined oil pressure.
- An advantageous design provides that the holding member is released before the actuating piston is axially displaced. This ensures that there is no force-loaded contact of the pin on a side wall of the circumferential groove, as a result of which the actuating force increases due to increasing frictional forces and there is a risk that the pin remains in the circumferential groove and the adjusting device is disabled.
- a correspondingly large-sized pressurized area in relation to the spring force of the compression spring can ensure that the pin only moves when the actuating piston reaches an end position shifted radially into the circumferential groove.
- a locking of the actuating piston can be ensured, which only takes place when the pressure in the pressure chamber falls below a minimum.
- a preferred embodiment of the invention provides a spherical shape
- Front face of the pin which is alternatively or additionally provided with a low-friction and low-wear coating. This configuration favors this
- Lock in the circumferential groove and increases the service life of the locking device or the holding member and thus the camshaft adjustment device.
- a conically shaped end of the pin is provided, which positively engages in a circumferential groove which has a cross-sectional profile adapted to the shape of the pin.
- FIG. 1 shows a longitudinal section of an adjusting device according to the invention
- Figure 2 shows the detail "A" on an enlarged scale according to Figure 1;
- FIG. 3 shows the detail “B” from FIG. 1 on an enlarged scale.
- FIG. 1 shows a device 1 with a structure known per se, through which the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine can be varied.
- the device 1 is arranged in an axial extension on the end face of a camshaft 2 and comprises a drive wheel 3 which, via a traction mechanism drive, which is not shown in FIG. 1, drives one Experienced crankshaft of the internal combustion engine.
- the drive wheel 3 is provided in one piece with a radially inwardly directed ring section 4, which is engaged on the inside via a toothing 5, 6 with a sliding sleeve 7.
- the sliding sleeve 7 is in turn positively connected with a toothing 8, 9 to a toothed sleeve 10 which is arranged on the camshaft 2 on the end face in a rotationally fixed manner.
- the sliding sleeve 7 has an actuating piston 11 on the end face on the side facing away from the camshaft 2, which rests sealingly on a housing 12 on the outside.
- the actuating piston 11 each delimits a pressure chamber 13, 14, which can be acted upon alternately to achieve an axial displacement of the actuating piston 11 with a pressure medium.
- Axial displacement of the actuating piston 11 results in relative rotation between the drive wheel 3 and the camshaft 2 due to the meshing teeth 5, 6 and 8, 9, which are each designed as helical teeth.
- a compression spring 15 can be provided, which is inserted in the pressure chamber 14 between the actuating piston 1 1 and the ring section 4 and the Adjusting piston 1 1 shifted to an end stop 1 7.
- a holding member 16a or 16b is provided.
- FIG. 2 shows an enlarged representation of the holding member 16a, which ensures that the actuating piston 11 is locked in relation to the housing 12 and is arranged in the region of the pressure chamber 13.
- the holding member 16a comprises a pin 18a, which is integrally connected to a piston 19a, which has a sealing ring 21 on the outside, which is longitudinally displaceable in a bore 20 made in the adjusting piston 11.
- a compression spring 23a which is inserted between a locking ring 24 and the piston 19a, is used to achieve a radial displacement of the pin 18a into a circulation groove 22 made in the housing 12 when the pressure in the pressure chamber 13 falls below a predetermined value.
- Another in the piston 1 1 introduced circlip 25a causes a travel limitation of the piston 19a.
- pressurization of the pressure chamber 13 is required, which likewise pressurizes a piston ring surface 28 and an end face of the pin 18a and thereby triggers a force component that is greater than the corresponding force of the compression spring 23a. This results in a radial displacement of the pin 18a from the circumferential groove 22.
- This release process ideally already occurs at a pressure which is less than a pressure required to move the actuating piston 1 1 from the end stop 17 in the direction of the camshaft 2.
- FIG. 3 shows the holding member 16b, in which the pin 18b is arranged in the housing 12 in connection with the piston 19b and the pin 18b is locked in a circumferential groove 26 of the adjusting piston 11 to achieve the locking of the adjusting piston 11.
- the piston 19b is guided in a blind hole 27 and sealed by means of a sealing ring 29 and experiences an end stop on a locking ring 25b which is inserted in the housing 12.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für eine gaswechselventilgesteuerte Brennkraftmaschine mit zumindest einer im Zylinderkopf gelagerten Nockenwelle (2), die ein relatives Verdrehen der Nockenwelle (2) zu einem Antriebsrad (3) ermöglicht, wobei die Einrichtung (1) einen zwischen zwei Endanschlägen verschiebbaren Stellkolben (11) aufweist, der in einem Gehäuse (12) angeordnet ist und zwei Druckräume (13, 14) begrenzt, die von dem Gehäuse (12) umschlossen sind, wobei die Druckräume (13, 14) wechselweise mit einem Druckmittelzufluß oder mit einem Druckmittelrückfluß schaltbar sind und der Stellkolben (11) bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine in eine Grundstellung verlagert wird und dabei an einem Endanschlag (17) anliegt. Erfindungsgemäß umfaßt die Einrichtung (1) ein Halteglied (16a, 16b), mit dem in einer Startphase der Brennkraftmaschine eine Arretierung des Stellkolbens (11) gegenüber dem Gehäuse (12) sichergestellt werden kann, wobei das Halteglied (16a, 16b) in dem Druckraum (13) angeordnet ist, der zur Verlagerung des Stellkolbens (11) aus einer Grundstellung in eine gewünschte Betriebsstellung druckbeaufschlagbar ist.
Description
Beschreibung
Arretierung für einen Kolben einer Nockenwellenverstellung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine gaswechselventilgesteuerte Brennkraftmaschine, mit zumindest einer im Zylinderkopf gelagerten Nockenwelle und einer zur relati¬ ven Verdrehung der Nockenwelle zu einem Antriebsrad dienenden Einrichtung, die einen zwischen zwei Endstellungen verschiebbaren Verstellkolben aufweist, welcher über eine erste Verzahnung mit der Nockenwelle und über eine zweite Verzahnung mit dem Antriebsrad formschlüssig verbunden ist, wobei der Verstell kol ben in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist und in diesem zwei getrennte Druckräume begrenzt, die wechselweise von einem Druck¬ mittelzufluß oder mit einem Druckölrückfluß schaltbar sind, und der Stellkolben bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine in eine Grundstellung verlagert wird und dabei an einem Endanschlag anliegt.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE-A 40 07 981 geht ein gattungsbildender Stand der Technik hervor. Bei der bekannten Einrichtung entweicht während des Stillstands der Brenn¬ kraftmaschine das Druckmittel - das Schmieröl der Druckumlaufschmierung - aus den Druckräumen drucklos über die Verbindungsleitung in das Schmier¬ ölreservoir. Durch die einseitige Anordnung der Druckfeder wird der Stell- kolben bei einer Verlagerung in die Grundstellung, d. h. bis zur Anlage an einen Deckel unterstützt. Damit besteht keine hydraulische Vorspannung des Verstellkolbens. Bei einem Start der Brennkraftmaschine bis zum Aufbau eines Schmieröldrucks und einer ausreichenden Füllung der Druckräume besitzt der
Stellkolben einen gewissen Freiheitsgrad. Bedingt durch die Wechseldrehmo- mente und die damit verbundene Drehungleichförmigkeit der Nockenwelle, wird der Stellkolben hochfrequent angeregt und führt dabei eine oszillierende Bewegung aus, bei der dieser verbunden mit einer erheblichen Geräuschent- Wickelung auf den Endanschlag des Gehäuses trifft. Diese Geräuschemission findet für den heutigen Entwicklungsstand von Brennkraftmaschinen, die für Fahrzeuge bestimmt sind, keine Akzeptanz. Die vom Stellkolben ausgelösten Klappergeräusche bewirken weiterhin eine Zunahme des Verschleißes, wodurch sich eine Funktionsbeeinträchtigung der Versteileinrichtung einstellen kann.
Weiterhin werden bei Brennkraftmaschinen mit separaten Einlaß- und Aus¬ laßnockenwellen, bei denen die Auslaßnockenwelle mit einer Verstelleinrich- tung versehen ist, die Auslaßnockenwelle bedingt durch das Nockenwellenreib- moment in die Anschlagposition "große Ventilüberschneidung" verdreht. Diese Position ist genau die der Startposition gegenüberliegende, was zu einer nach¬ teiligen Beeinträchtigung des Startverhaltens der Brennkraftmaschine führt, da ein Start erst erfolgen kann, wenn in der Startphase die Druckräume der Ver¬ stelleinheit mit Druckmittel gefüllt sind und somit die Nockenwelle eine den Start der Brennkraftmaschine begünstigende Position "kleine Ventilüberschnei- düng" einnehmen kann.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die das Startverhalten der Brennkraftmaschine begünstigt und eine Geräuschentwicklung des Stellkolbens in der Startphase der Brennkraftmaschine unter Anwendung einfacher konstruktiver Mittel wirksam unterbindet.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß während einer Start¬ phase der Brennkraftmaschine ein Halteglied den Stellkolben gegenüber dem
Gehäuse öldruckabhängig arretiert, wobei die Arretierung in dem Druckraum angeordnet ist, der zur Verlagerung des Stellkolbens von einer Grundstellung (Startstellung) beaufschlagbar ist. Diese erfindungsgemäße Arretierung bewirkt, daß der Stellkolben in der Startphase des Motors unabhängig von auftretenden Wechseldrehmomenten der Nockenwelle in einer Endlage an dem Gehäuse der Einrichtung anliegt und damit keinerlei nachteilige Geräuschentwicklung verur¬ sacht bzw. nicht in eine für den Start der Brennkraftmaschine ungünstige Posi¬ tion bewegt wird. Die Arretierung besitzt eine öldruckabhängige Wirkungs¬ weise, so daß der Stellkolben in der Startphase, d. h. bei noch nicht ausreichen- dem Öldruck zunächst lagefixiert ist. Sobald sich im Druckraum, in dem die Stellkolbenarretierung angeordnet ist, ein Druck aufgebaut hat, der eine Ver¬ schiebung des Haltegliedes ermöglicht, erfolgt eine Freigabe der Arretierung des Stellkolbens, wobei in dieser Phase der Stellkolben bereits ausreichend hydrau¬ lisch vorgespannt, keinerlei nachteilige Geräuschemission verursacht. Die erfindungsgemäße Arretierung ist durch Verwendung einfacher konstruktiver Mittel kostengünstig herstellbar und ist dabei so kompakt gestaltet, daß diese in den vorhandenen Bauraum der Nockenwellenverstell-Einrichtung integrierbar ist.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der die Arretierung des Kolbens durch eine öldruckabhängige Wirkungsweise gegenüber einer direkten, schaltbaren formschlüssigen Verbindung, zwischen Bauteilen des Antriebsgliedes und des Abtriebsgliedes während der drucklosen Startphase der Brennkraftmaschine erfolgt, besteht in dem realisierbaren größeren Relativweg, den der Stift des Haltegliedes über den gesamten Verstellbereich überstreicht. Damit wird zum einen die Kraft auf den Stift bei gleichem Wechseldrehmoment bzw. Reibmoment geringer und zum anderen die Plazierung der Arretierposition bei gleichen Fertigungstoleranzen genauer.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8, deren Vorteile nachstehend erläutert werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht als Halteglied einen vom Öldruck beaufschlagbaren gegen eine Druckfeder verschiebbaren Stift vor, der in einer Bohrung des Stellkolbens angeordnet ist, wobei der Stift zur Erreichung einer Arretierung in eine Umlaufnut oder einen Einstich bzw. Bohrung des Gehäuses verrastet. Dieses Halteglied umfaßt wenig Bauteile und ist kompakt¬ bauend einfach in vorhandene Bauteile einer Einrichtung zur Nocken wei len Ver¬ stellung einfügbar. Der Stift nimmt bei Stillstand der Brennkraftmaschine, bei dem der Stellkolben keine hydraulische Vorspannung aufweist, eine Lage ein, die mit der Umlaufnut bzw. dem Einstich korrespondiert und dabei wirkt eine Federkraft unterstützend zur Verlagerung des Stiftes in eine Grundstellung. In diesem Zustand erfolgt eine selbsttätige Verschiebung des Stiftes in die Um¬ laufnut, da dem Stift kein hydraulischer Druck entgegensteht. Nach einem Start der Brennkraftmaschine baut sich im Druckraum ein Druck auf, der eine auf den Stift wirkende Kraft auslöst, die größer ist als eine Federkraft, die dem Stift durch die zugeordnete Druckfeder entgegensteht. Dadurch kommt es zu einer Radialverschiebung des Stiftes in den Stellkolben und damit zu einem Lösen der Arretierung.
Alternativ sieht die Erfindung zur Bildung eines Haltegliedes einen im Gehäuse, gegen die Kraft einer Druckfeder vom Öldruck verschiebbaren Stift vor, der zur Arretierung in eine im Kolben vorgesehene Umlaufnut, Einstich oder Bohrung selbsttätig verrastet. Dabei stellt sich eine mit der zuvor beschriebenen Arretie¬ rung vergleichbare Wirkungsweise ein.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Stift an der von der Um¬ laufnut abgewandten Seite mit einem Kolben versehen, der an einer Bohrungs¬ wandung der Bohrung bzw. einer Sacklochbohrung abgedichtet geführt ist. Die Anordnung sieht dabei vor, daß eine Querschnittfläche des Stiftes gemeinsam mit einer Kolbenringfläche des Kolbens vom Öldruck beaufschlagbar ist. Dieser Aufbau begünstigt die Druckmittelbeaufschlagung des Haltegliedes sowie die Verwendung einer größer dimensionierten Druckfeder, die sich am Kolben an der vom Stift abgewandten Seite abstützt.
In einfacher Weise ermöglicht der Erfindungsgedanke ein auf einen vorbestimm¬ ten Öldruck festlegbares Lösen der Arretierung. Dazu ist eine Abstimmung zwischen den Flächen, - der Querschnittsfläche des Stiftes und der Kolbenring¬ fläche - einerseits und der Federkraft der den Stift beaufschlagenden Druckfeder andererseits vorgesehen. Als Referenzöldruck ist dabei ein sich bei erwärmter Brennkraftmaschine einstellender Öldruck vorgesehen, der im Vergleich zum erkalteten Öl reduziert ist. Durch diese Maßnahme sind die Vorteile der erfin¬ dungsgemäßen Einrichtung auch für einen Start der Brennkraftmaschine bei erwärmten Schmieröl erzielbar.
Eine vorteilhafte Auslegung sieht vor, daß sich das Halteglied löst, bevor eine Axialverschiebung des Stellkolbens erfolgt. Damit ist sichergestellt, daß es nicht zu einer kraftbeaufschlagten Anlage des Stiftes an einer Seitenwandung der Umlaufnut kommt, wodurch die Stellkraft aufgrund zunehmender Reibungs- kräfte ansteigt und die Gefahr besteht, daß der Stift in der Umlaufnut verharrt und die Versteileinrichtung außer Kraft gesetzt ist.
Durch die vorteilhafte Abstimmung zwischen den vom Öldruck beaufschlagten Flächen des Stiftes, der Kolbenringfläche einerseits sowie der Federkraft der Druckfeder andererseits, kann durch eine entsprechend großdimensionierte druckbeaufschlagte Fläche im Verhältnis zur Federkraft der Druckfeder erreicht werden, daß sich der Stift erst bei Erreichen einer Endlage des Stellkolbens radial in die Umlaufnut verlagert. Mit dieser Abstimmung kann eine Arretierung des Stellkolbens sichergestellt werden, der erst bei einem Unterschreiten eines Mindestöldrucks im Druckraum erfolgt. Dadurch wird eine nachteilige, die Axialverschiebung des Stellkolbens beeinflussende kraftbeaufschlagte Anlage des Stiftes an der Innenwandung des Gehäuses bei einem abnehmenden Öldruck wirksam verhindert und sichergestellt, daß der Stift sich erst nach Erreichen der Endposition des Stellkolbens radial in die Umlaufnut verlagert. Diese Abstim- mung gewährleistet, daß die erfindungsgemäße Arretierung keinerlei Einfluß auf die Verstellgeschwindigkeit und das Stellvermögen des Stellkolbens nimmt und gleichzeitig ein nachteiliger, die Funktion der Einrichtung beeinflussender Ver¬ schleiß an der Stirnseite des Stiftes verhindert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht eine ballig geformte
Stirnfläche des Stiftes vor, die alternativ oder ergänzend mit einer reibungs- und verschleißarmen Beschichtung versehen ist. Diese Ausgestaltung begünstigt das
Verrasten in die Umlaufnut und erhöht die Standzeit der Arretierung bzw. des Haltegliedes und damit der Nockenwellenverstell-Einrichtung.
Zur Verbesserung der Arretierung, mit der eine Axialbeweglichkeit des Stell¬ kolbens in der Endlage unterbunden werden kann, ist ein konisch gestaltetes Ende des Stiftes vorgesehen, das formschlüssig in eine Umlaufnut verrastet, die ein an die Formgebung des Stiftes angepaßtes Querschnittsprofil aufweist. Durch diese geometrische Abstimmung des Stiftes mit der Umlaufnut ergibt sich eine exakte Lagepositionierung des Stellkolbens, die auch bei einem auftretenden Verschleiß der Bauteile erhalten bleibt, die die Arretierung bilden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen in drei Figuren dargestellt und näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Versteileinrich¬ tung;
Figur 2 das Detail "A" in einem vergrößerten Maßstab gemäß Figur 1 ;
Figur 3 in einem vergrößerten Maßstab das Detail "B" aus der Figur 1 .
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figur 1 zeigt eine Einrichtung 1 mit einem an sich bekannten Aufbau, durch die die Steuerzeiten von Gaswechsel venti len einer Brennkraftmaschine variiert werden können. Die Einrichtung 1 ist in einer axialen Verlängerung stirnseitig an einer Nockenwelle 2 angeordnet und umfaßt ein Antriebsrad 3, das über einen Zugmitteltrieb, der in Figur 1 nicht abgebildet ist, einen Antrieb von einer
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erfährt. Das Antriebsrad 3 ist einstückig mit einem radial nach innen gerichteten Ringabschnitt 4 versehen, der innenseitig über eine Verzahnung 5, 6 mit einer Schiebehülse 7 in Eingriff steht. Die Schiebehülse 7 ist wiederum mit einer Verzahnung 8, 9 formschlüssig mit einer Zahnhülse 10 verbunden, die drehfixiert stirnseitig an der Nockenwelle 2 angeordnet ist.
Die Schiebehülse 7 weist stirnseitig auf der von der Nockenwelle 2 abgewand¬ ten Seite einen Stellkolben 1 1 auf, der außenseitig dichtend an einem Gehäuse 12 anliegt. Der Stellkolben 1 1 begrenzt dabei jeweils einen Druckraum 13, 14, die wechselweise zur Erreichung einer Axialverschiebung des Stellkolbens 1 1 mit einem Druckmittel beaufschlagbar sind. Dabei bewirkt eine Axialverschie¬ bung des Stellkolbens 1 1 aufgrund der jeweils als Schrägverzahnung ausgeführ¬ ten, in Eingriff stehenden Verzahnungen 5, 6 bzw. 8, 9 eine Relativverdrehung zwischen dem Antriebsrad 3 und der Nockenwelle 2. Zur Verlagerung des Stellkolbens 1 1 in die in Figur 1 dargestellte Endlage, die sich im Stillstand der Brennkraftmaschine einstellt, das heißt im drucklosen Zustand der Druckräume 1 3, 14, kann eine Druckfeder 15 vorgesehen werden, welche im Druckraum 14 zwischen dem Stellkolben 1 1 und dem Ringabschnitt 4 eingesetzt ist und den Stellkolben 1 1 an einem Endanschlag 1 7 verlagert.
Zur Schaffung einer Arretierung des Stellkolbens 1 1 während einer Startphase der Brennkraftmaschine, in der sich in den Druckräumen 13, 14 noch kein ausreichender Öldruck aufbauen kann, der eine hydraulische Vorspannung des Stellkolbens 1 1 bewirkt, ist zwischen dem Stellkolben 1 1 und dem Gehäuse 12 ein Halteglied 16a bzw. 16b vorgesehen. Diese alternativ einzusetzenden Halteglieder 16a, 16b bewirken, daß in der Startphase der Brennkraftmaschine der Stellkolben 1 1 aufgrund der von der Nockenwelle 2 in die Einrichtung 1 eingebrachten Wechseldrehmomente und Reibmomente der Stellkolben 1 1 nicht eine oszillierende Axialbewegung ausübt, und unkontrolliert am End¬ anschlag 1 7 des Gehäuses 12 anschlägt und dabei eine nachteilig hohe Ge¬ räuschentwicklung verursacht bzw. sich ein nachteiliges Verlagern des Stell¬ kolbens 1 1 in Richtung der Nockenwelle 2 einstellt.
In Figur 2 ist in einer vergrößerten Darstellung das Halteglied 16a abgebildet, das eine Arretierung des Stellkolbens 1 1 gegenüber dem Gehäuse 12 sicherstellt und im Bereich des Druckraums 13 angeordnet ist. Das Halteglied 16a umfaßt einen Stift 18a, der einstückig mit einem Kolben 19a verbunden ist, der außen- seitig einen Dichtring 21 aufweist, der in einer im Stellkolben 1 1 eingebrachten Bohrung 20 längsverschiebbar ist. Zur Erreichung einer radialen Verlagerung des Stiftes 18a in eine im Gehäuse 12 eingebrachte Umlaufnut 22 bei einer Unter¬ schreitung eines vorgegebenen Drucks im Druckraum 13 dient eine Druckfeder 23a, welche zwischen einem Sicherungsring 24 und dem Kolben 19a eingesetzt ist. Ein weiterer im Kolben 1 1 eingebrachter Sicherungsring 25a bewirkt eine Stell wegbegrenzung des Kolbens 19a.
Zum Lösen des Haltegliedes 16a ist eine Druckbeaufschlagung des Druckraums 13 erforderlich, der gleichfalls eine Kolbenringfläche 28 und eine Stirnfläche des Stiftes 18a druckbeaufschlagt und dabei eine Kraftkomponente auslöst, die größer ist als die entsprechende Kraft der Druckfeder 23a. Damit ergibt sich ein radiales Verlagern des Stiftes 18a aus der Umlaufnut 22. Dieser Lösevergang stellt sich idealerweise bereits bei einem Druck ein, der kleiner ist als ein erforderlicher Druck zum Verschieben des Stellkolbens 1 1 vom Endanschlag 1 7 in Richtung der Nockenwelle 2.
Die Figur 3 zeigt das Halteglied 16b, bei dem der Stift 18b in Verbindung mit dem Kolben 19b im Gehäuse 12 angeordnet ist und der Stift 18b zur Erreichung der Arretierung des Stellkolbens 1 1 in eine Umlaufnut 26 des Stellkolbens 1 1 verrastet. Der Kolben 19b ist dabei in einer Sacklochbohrung 27 geführt und mittels eines Dichtrings 29 abgedichtet und erfährt einen Endanschlag an einen Sicherungsring 25b, der im Gehäuse 1 2 eingesetzt ist.
Bezugszahlenliste
1 Einrichtung 1 7 Endanschlag
2 Nockenwelle 18a Stift
3 Antriebsrad 18b Stift
4 Ringabschnitt 19a Kolben
5 Verzahnung 19b Kolben
6 Verzahnung 20 Bohrung
7 Schiebehülse 21 Dichtring
8 Verzahnung 22 Umlaufnut
9 Verzahnung 23a Druckfeder
10 Zahnhülse 23b Druckfeder
1 1 Stellkolben 24 Sicherungsring
12 Gehäuse 25a Sicherungsring
1 3 Druckraum 25b Sicherungsring
14 Druckraum 26 Umlaufnut
15 Druckfeder 27 Sacklochbohrung
16a Halteglied 28 Kolbenringfläche
16b Halteglied 29 Dichtring
Claims
1 . Einrichtung für eine gaswechselventilgesteuerte Brennkraftmaschine mit zumindest einer im Zylinderkopf gelagerten Nockenwelle (2), die ein relatives Verdrehen der Nockenwelle (2) zu einem Antriebsrad (3) ermöglicht, wobei die Einrichtung (1 ) einen zwischen zwei Endstellungen verschiebbaren Stellkolben (1 1 ) aufweist, welcher über eine erste Verzahnung (5, 6) mit dem Antriebsrad (3) und über eine zweite Verzahnung (8, 9) mit der Nockenwelle (2) verbunden ist, wobei die Verzahnungen (5, 6; 8, 9) jeweils als Schrägverzahnungen ausge¬ bildet sind, und der Stellkolben (1 1) in einem zylindrischen Gehäuse (12) an¬ geordnet ist und in diesem in zwei getrennte Druckräume (1 3, 14) begrenzt, die wechselweise mit einem Druckmittelzufluß und mit einem Druckmittelrückfluß schaltbar sind und der Stellkolben (1 1 ) bei einem Stillstand der Brennkraftma¬ schine in eine Grundstellung verlagert wird und dabei an einem Endanschlag (17) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Startphase der Brenn¬ kraftmaschine ein Halteglied (16a, 16b) den Stellkolben (1 1 ) gegenüber dem Gehäuse (12) druckmittelabhängig arretiert, wobei das Halteglied (16a, 16b) in dem Druckraum (13) angeordnet ist, der zur Verlagerung des Stellkolbens (1 1 ) aus der Grundstellung in eine gewünschte Betriebsstellung druckbeaufschlagbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Halteglied (16a) ein vom Öldruck gegen eine Druckfeder (23a) verschiebbarer Stift (18a) angeordnet ist, der zur Arretierung in eine Umlaufnut (22), einen Einstich oder eine Bohrung des Gehäuses (12) verrastet.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (12) in einer Sacklochbohrung (27) ein vom Öldruck gegen eine Druckfeder (23b) verschiebbarer Stift (18b) angeordnet ist, der zur Arretierung in eine Umlaufnut (26) oder einen Einstich des Stellkolbens (1 1 ) verrastet.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (18a, 18b) an dem von der Umlaufnut (22, 26) abgewandten Ende mit einem Kolben (19a, 19b) versehen ist,
- dessen Kolbenringfläche (28) gemeinsam mit einer Querschnittsfläche des Stiftes (18a, 18b) vom Öldruck beaufschlagbar ist;
- der an einer Bohrungswandung der Bohrung (20) bzw. einer Sacklochboh¬ rung (27) abgedichtet geführt ist;
- an dem sich eine Druckfeder (23a, 23b) auf der vom Stift (18a, 18b) abge¬ wandten Seite abstützt.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß eine Federkraft der Druckfeder (23a, 23b) in Verbindung mit der
Kolbenringfläche (28) und der Querschnittsfläche des Stiftes (18a, 18b) auf einen sich bei erwärmter Brennkraftmaschine einstellenden Öldruck, mit dem der Druckraum (13) in der Startphase der Brennkraftmaschine beaufschlagt ist abgestimmt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (18a, 18b) sich erst bei Anlage des Stellkolbens (1 1 ) am Endanschlag (1 7) in eine Umlaufnut (22, 26) verlagert.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnfläche des Stiftes (18a, 18b) ballig geformt und/oder mit einer reibungs- und ver¬ schleißarmen Beschichtung versehen ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein vorzugsweise konisch gestaltetes freies Ende des Stiftes (18a, 18b), das formschlüssig in eine Umlaufnut (22, 26) verrastet, die ein an das Stiftende angepaßtes Querschnitts¬ profil aufweist.
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