Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stelleinrichtung mit
entsprechendem Hydraulikplan der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei der auf einfache Weise ein Ansaugen von Luft in die Kammern
des Kolbens verhindert wird und vorhandene Luft, insbesondere im
Heißleerlauf,
auch wieder ausgetragen werden kann.Of the
Invention is based on the object with an adjusting device
to provide appropriate hydraulic plan of the type mentioned,
in a simple way, a suction of air into the chambers
the piston is prevented and existing air, especially in
Hot idle,
can also be discharged again.
Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Da die
Kammern des doppelt wirkenden Zylinders ständig mit Druckmittel beaufschlagt
sind, wird ein, z. B. durch Leckage verursachter Druckmittelverlust
in einer der beiden Kammern sofort ausgeglichen. In die Kammern
des doppelt wirkenden Zylinders kann daher keine Luft eindringen.
Die Verstellung der Winkellage der Nockenwelle erfolgt durch die
in der Verstellrichtung wirkenden Nockenwellenkräfte, während eine Rückverstellung
durch die Nockenwellenkräfte
in die entgegengesetzte Richtung verhindert wird. Da die Pumpe nur
noch zur Befüllung
der Kammern des doppelt wirkenden Zylinders dient, reicht die Verwendung
einer Pumpe kleiner Leistung aus. Die Erfindung ist unabhängig von
dem für
die Verstellung der Nockenwelle eingesetzten Verstellelement. Sie
ist sowohl bei Verstellelementen mit Schrägverzahnung als auch bei Drehflügelverstellern
einsetzbar. Bei dem doppelt wirkenden Zylinder kann es sich um einen
Gleichgangzylinder oder um einen Differentialzylinder handeln.These
The object is achieved by the features characterized in claim 1. Because the
Chambers of the double-acting cylinder constantly pressurized with pressure medium
are, is a, z. B. caused by leakage loss of pressure medium
immediately balanced in one of the two chambers. In the chambers
Therefore, no air can enter the double-acting cylinder.
The adjustment of the angular position of the camshaft is performed by the
acting in the adjustment camshaft forces during a return adjustment
through the camshaft forces
is prevented in the opposite direction. Because the pump only
still for filling
the chambers of the double-acting cylinder is used, the use is sufficient
a pump of low power. The invention is independent of
for
the adjustment of the camshaft used adjustment. she
is both for adjusting elements with helical teeth as well as Drehwügelverstellern
used. The double-acting cylinder may be a
Synchronous cylinder or to act a differential cylinder.
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch elektrische oder mechanische Kopplung der Ventile der zwischen
den Kammern des doppelt wirkendes Zylinders und dem Tank angeordneten
Ventilanordnung wird die Menge des zum Tank fließenden Druckmittels verringert.
Die Erfindung ermöglicht
es, die Ventilanordnung kostengünstig
zu realisieren. Anstelle eines Wegeventils mit vier Nutzanschlüssen können sowohl
zwei steuerbare Wegeventile mit zwei Nutzanschlüssen als auch ein Wegeventil
mit drei Nutzanschlüssen
verwendet werden. Die Verwendung von Proportionalventilen erlaubt
unterschiedliche Verstellgeschwindigkeiten des Stellkolbens des doppelt
wirkenden Zylinders. Eine gesonderte Pumpe für die Stelleinrichtung zur
Verstellung der Winkellage der Nockenwelle wird eingespart, wenn
die für den
Schmierölkreislauf
vorgesehene Pumpe auch die Stelleinrichtung für die Winkellage der Nockenwelle
mit Druckmittel versorgt. Dabei kann eine Pumpe kleiner Bauart verwendet
werden.advantageous
Further developments of the invention are characterized in the subclaims.
By electrical or mechanical coupling of the valves between
arranged the chambers of the double-acting cylinder and the tank
Valve arrangement, the amount of fluid flowing to the tank pressure medium is reduced.
The invention allows
it, the valve assembly cost
to realize. Instead of a directional valve with four utility connections, both
Two controllable directional control valves with two service connections as well as a directional control valve
with three utility connections
be used. The use of proportional valves allowed
different adjustment speeds of the actuating piston of the double
acting cylinder. A separate pump for the actuator for
Adjustment of the angular position of the camshaft is saved, if
the for the
Lubricating oil circuit
provided pump and the adjusting device for the angular position of the camshaft
supplied with pressure medium. In this case, a pump of small design can be used
become.
Die
Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten anhand
von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigenThe
Invention will be described below with further details thereof
explained in more detail in the drawings illustrated embodiments. It
demonstrate
1 eine
erste hydraulischen Stelleinrichtung gemäß der Erfindung in schematischer
Darstellung, 1 a first hydraulic control device according to the invention in a schematic representation,
2a den
Zusammenhang zwischen einem Steuerstrom und dem Öffnungsquerschnitt der in der 1 zwischen
der einen Zylinderkammer und dem Tank angeordneten Drossel, 2a the relationship between a control current and the opening cross section in the 1 between the throttle arranged in a cylinder chamber and the tank,
2b den
Zusammenhang zwischen dem Steuerstrom und dem Öffnungsquerschnitt der in der 1 zwischen
der anderen Zylinderkammer und dem Tank angeordneten Drossel, 2 B the relationship between the control current and the opening cross section in the 1 between the other cylinder chamber and the tank arranged choke,
3 eine
zweite hydraulische Stelleinrichtung gemäß der Erfindung mit zwei elektromagnetisch
betätigten
Proportionalventilen in schematischer Darstellung und 3 a second hydraulic actuator according to the invention with two solenoid-operated proportional valves in a schematic representation and
4 eine
dritte hydraulische Stelleinrichtung gemäß der Erfindung mit einem elektromagnetisch
betätigten
Proportionalventil in schematischer Darstellung. 4 a third hydraulic actuator according to the invention with an electromagnetically actuated proportional valve in a schematic representation.
Gleiche
Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Same
Components are provided with the same reference numerals.
Die 1 zeigt
in schematischer Darstellung eine erste hydraulischen Stelleinrichtung
für eine Vorrichtung
zum Verstellen der Winkellage einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors
gegenüber
der Winkellage einer die Nockenwelle antreibenden, zweiten Welle.
Als Stellglied für
die Ver stellung der Winkellage dient der Stellkolben eines doppelt
wirkenden Zylinders in Form eines Gleichgangzylinders. Die Stellung
des Stellkolbens des Gleichgangzylinders bestimmt die Winkeldifferenz
zwischen der Nockenwelle und der zweiten Welle. Die konstruktiven Einzelheiten
einer derartigen Vorrichtung sind z. B. in der DE 43 21 003 A1 beschrieben.
Da es auf diese Einzelheiten im Zusammenhang mit der Erfindung nicht
ankommt, ist in der 1 von der Vorrichtung zur Verstellung
der Winkellage nur der Gleichgangzylinder mit dem Stellkolben schematisch
dargestellt.The 1 shows a schematic representation of a first hydraulic adjusting device for a device for adjusting the angular position of a camshaft of an internal combustion engine relative to the angular position of the camshaft driving, second shaft. As an actuator for the United position of the angular position of the actuating piston of a double-acting cylinder in the form of a Gleichgangzylinders. The position of the adjusting piston of the synchronizing cylinder determines the angular difference between the camshaft and the second shaft. The structural details of such a device are z. B. in the DE 43 21 003 A1 described. Since it does not depend on these details in connection with the invention, is in the 1 of the device for adjusting the angular position of only the synchronous cylinder with the actuator piston shown schematically.
Der
Gleichgangzylinder ist mit dem Bezugszeichen 1 versehen,
sein Stellkolben mit dem Bezugszeichen 2. Der Stellkolben 2 teilt
den Innenraum des Gleichgangzylinders 1 in zwei Kammern 3A und 3B,
deren Volumen durch die Stellung des Stellkolbens 2 bestimmt
ist. Der Stellkolben 2 ist mit zwei Kolbenstangen 4A und 4B verbunden.
Die Kolbenstangen 4A und 4B sind durch die Stirnseiten
des Gleichgangzylinders 1 nach außen geführt. Die von den auflaufenden
und ablaufenden Nocken der Nockenwelle auf die Kolbenstange 4B ausgeübte Kraft ist
mit FN bezeichnet. In dem einen Fall drückt die Kraft
FN auf die Kolbenstange 4B und
in dem anderen Fall zieht die Kraft FN an
der Kolbenstange 4B. Der Bereich der Durchführung der
Kolbenstange 4A ist mit dem Bezugszeichen 5A versehen
und der Bereich der Durchführung
der Kolbenstange 4B mit dem Bezugszeichen 5B.
Der Bereich zwischen der Umfangsfläche des Stellkolbens 2 und
der Innenwand des Gleichgangzylinders 1 ist mit dem Bezugszeichen 5C versehen.
Dieser Bereich trennt die Kammern 3A und 3B voneinander.
Die Kammer 3A ist über
eine Leitung 6A, ein Rückschlagventil 7A und eine
Leitung 8 mit dem Ausgang einer Pumpe 9 verbunden.
In gleicher Weise ist die Kammer 3B über eine Leitung 6B,
ein Rückschlagventil 7B und
die Leitung 8 mit dem Ausgang der Pumpe 9 verbunden. Die
Pumpe 9 fördert
Druckmittel aus einem Tank 10. Ein Ventil 11 begrenzt
den Ausgangsdruck der Pumpe 9 auf einen einstellbaren Wert.
Sind an die Pumpe 9 weitere – in der 1 nicht
dargestellte – Verbraucher
angeschlossen, bestimmen diese den für die Verstellung der Nockenwelle
zur Verfügung
stehenden Druck auf der Leitung 8. Dieser Druck ist im
folgenden als Versorgungsdruck bezeichnet. Solange über beide
Rückschlagventile 7A und 7B Druckmittel fließt, stellt
sich der Druck in den Kammern 3A und 3B auf einen
Wert ein, der um den Druckabfall an den Rückschlagventilen 7A bzw. 7B kleiner
als der Versorgungsdruck ist. Bei gleichem Druckabfall an den Rückschlagventilen 7A und 7B ist
der Druck in der Kammer 3B gleich dem Druck in der Kammer 3A. Zwischen
der Leitung 6A und dem Tank 10 ist eine erste
Drossel 12A mit steuerbarer Querschnittsfläche AAT angeordnet. Eine zweite Drossel 12B mit
steuerbarer Querschnittsfläche
ABT ist zwischen der Leitung 6B und
dem Tank 10 angeordnet. Die Steuerung der Querschnittsflächen AAT und ABT der Drosseln 12A bzw. 12B erfolgt
in Abhängigkeit
von der Größe eines elektrischen
Steuerstroms i.The synchronous cylinder is denoted by the reference numeral 1 provided, its actuating piston by the reference numeral 2 , The adjusting piston 2 divides the interior of the synchronous cylinder 1 in two chambers 3A and 3B , whose volume is determined by the position of the actuating piston 2 is determined. The adjusting piston 2 is with two piston rods 4A and 4B connected. The piston rods 4A and 4B are through the faces of the Gleichgangzylinders 1 led to the outside. The from the leading and trailing cam of the camshaft on the piston rod 4B applied force is denoted by F N. In one case, the force F N presses on the piston rod 4B and in the other case, the force F N pulls on the piston rod 4B , The area of passage of the piston rod 4A is with the reference numeral 5A provided and the area of the passage of the piston rod 4B with the reference number 5B , The area between the peripheral surface of the actuator piston 2 and the inner wall of the Gleichgangzylinders 1 is with the reference numeral 5C Mistake. This area separates the chambers 3A and 3B from each other. The chamber 3A is over a line 6A , a check valve 7A and a line 8th with the output of a pump 9 connected. In the same way is the chamber 3B over a line 6B , a check valve 7B and the line 8th with the output of the pump 9 connected. The pump 9 promotes pressure medium from a tank 10 , A valve 11 limits the output pressure of the pump 9 to an adjustable value. Are to the pump 9 further - in the 1 not shown - consumers connected, these determine the pressure available for the adjustment of the camshaft on the line 8th , This pressure is referred to below as supply pressure. As long as about both check valves 7A and 7B Pressure fluid flows, the pressure in the chambers 3A and 3B to a value equal to the pressure drop across the check valves 7A respectively. 7B less than the supply pressure is. At the same pressure drop at the check valves 7A and 7B is the pressure in the chamber 3B equal to the pressure in the chamber 3A , Between the line 6A and the tank 10 is a first throttle 12A arranged with controllable cross-sectional area A AT . A second throttle 12B with controllable cross-sectional area A BT is between the line 6B and the tank 10 arranged. The control of the cross-sectional areas A AT and A BT of the throttles 12A respectively. 12B occurs as a function of the magnitude of an electrical control current i.
In
den 2a und 2b ist
der Zusammenhang zwischen dem Steuerstrom i und den Querschnittsflächen AAT bzw. ABT dargestellt.
Der Steuerstrom i ist auf einen Wert inenn bezogen.
Bei diesem Wert handelt es sich um denjenigen Strom, der erforderlich
ist, um die Ventilanordnung von der einen Endstellung in die andere
Endstellung zu bewegen. Wie dieIn the 2a and 2 B the relationship between the control current i and the cross-sectional areas A AT and A BT is shown. The control current i is related to a value i nenn . This value is the current required to move the valve assembly from one end position to the other end position. As the
2a zeigt,
ist die Drossel 12A bei einem Steuerstrom zwischen 0 und
50 % geschlossen. Im Bereich des Steuerstroms zwischen 50 und 100
% steigt die Querschnittsfläche
AAT von null auf den vollen Wert an. Wie
die 2b zeigt, verringert sich die Querschnittsfläche ABT der Drossel 12B im Bereich des
Steuerstroms zwischen 0 und 50 % von dem vollen Wert bis auf null.
Im Bereich des Steuerstroms zwischen 50 und 100 % ist die Drossel 12B geschlossen.
Bei einem prozentualen Steuerstrom von 50 % sind die Drosseln 12A und 12B geschlossen.
Bei einem davon abweichenden Wert des Steuerstroms ist dagegen immer
eine der beiden Drosseln 12A oder 12B geschlossen
und die jeweils andere Drossel ist mehr oder weniger weit geöffnet. In
der Praxis wird man eine positive Überdeckung vorsehen, bei der
die Querschnittsfläche
AAT erst nach Überschreiten von 50 % des Steuerstroms
zu öffnen
beginnt und die Querschnittsfläche
ABT bereits vor Erreichen eines Steuerstroms
von 50 % geschlossen ist. Damit ist sichergestellt, daß nicht
nur bei einem Steuerstrom von genau 50 % sondern auch bei einem
davon geringfügig
abweichenden Wert die beiden Querschnittsflächen AAT und
ABT gleichzeitig geschlossen sind. 2a shows is the throttle 12A closed at a control current between 0 and 50%. In the range of the control current between 50 and 100%, the cross-sectional area A AT increases from zero to the full value. As the 2 B shows, the cross-sectional area A BT of the throttle decreases 12B in the range of the control current between 0 and 50% of the full value to zero. In the range of the control current between 50 and 100% is the throttle 12B closed. At a percent control current of 50% are the chokes 12A and 12B closed. In the case of a different value of the control current, on the other hand, one of the two chokes is always 12A or 12B closed and the other throttle is more or less wide open. In practice, one will provide a positive overlap, in which the cross-sectional area A AT begins to open only after exceeding 50% of the control current and the cross-sectional area A BT is already closed before reaching a control current of 50%. This ensures that not only at a control current of exactly 50% but also at a slightly different value, the two cross-sectional areas A AT and A BT are closed at the same time.
Sind
bei einem Steuerstrom von 50 % die Drosseln 12A und 12B geschlossen,
kann über
die Drosseln kein Druckmittel zum Tank 10 abfließen. In den
Kammern 3A und 3B stellt sich – solange keine Kraft auf die
Kolbenstange 4B wirkt – ein
Druck ein, der um den Druckabfall an den Rückschlagventilen 7A bzw. 7B kleiner
als der Versorgungsdruck ist. Drückt
die Kraft FN auf die Kolbenstange 4B,
erhöht sich
der Druck in der Kammer 3A entsprechend, da aus ihr kein
Druckmittel über
die Drossel 12A zum Tank 10 abfließen kann.
Der Steuerkolben 2 behält praktisch
seine Stellung bei. Da die Durchführung 5A und der Bereich 5C nicht
völlig
leckagefrei sind, werden jedoch im Laufe der Zeit kleine Mengen
von Druckmittel über
die Durchführung 5A und über den Bereich 5C aus
der Kammer 3A verdrängt.
Das über die
Durchführung 5A verdrängte Druckmittel
wird zum Tank 10 abgeführt.
Die Durchführung 5A wirkt dabei
als Drosselstelle zwischen der Kammer 3A und dem Tank 10.
Diese Drosselstelle ist in der 1 symbolisch
als Drossel 13A dargestellt. Die Durchführung 5B wirkt als
Drosselstelle zwischen der Kammer 3B und dem Tank 10.
Diese Drosselstelle ist in der 1 symbolisch
als Drossel 13B dargestellt. Der Bereich 5C wirkt
als Drosselstelle zwischen den Kammern 3A und 3B.
Diese Drosselstelle ist in der 1 symbolisch
als Drossel 13C dargestellt. Da die Kammer 3B über das
Rückschlagventil 7B und
die Leitung 6B ständig
mit Druckmittel beaufschlagt ist, wird über die Drossel 13B keine
Luft angesaugt, wenn die Kraft FN auf die
Kolbenstange 4B drückt. Zieht
dagegen die Kraft FN an der Kolbenstange 4B, erhöht sich
der Druck in der Kammer 3B, da aus ihr kein Druckmittel über die
Drossel 12B abfließen kann.
Auch in diesem Fall behält
der Steuerkolben 2 praktisch seine Stellung bei. Da die
Kammer 3A über das
Rückschlagventil 7A und
die Leitung 6A ständig mit
Druckmittel beaufschlagt ist, wird – soweit aufgrund. der oben
beschriebenen Leckagen im Laufe der Zeit geringe Druckmittelmengen
aus der Kammer 3B über
die Drossel 13B und 13C verdrängt werden – über die Drossel 13A keine
Luft nachgesaugt. Obwohl die auf die Kolbenstange 4B wirkende
Kraft FN ständig ihre Richtung und Größe ändert, behält der Steuerkolben 2 seine
Stellung bei, ohne den Kraftänderungen zu
folgen. Die über
die Bereiche 5A, 5B und 5C im Laufe der
Zeit verdrängten
Druckmittelmengen sind nur gering. Da die durch die Nockenwellenkräfte verdrängten Druckmittelmengen über die
Rückschlagventile 7A und 7B wieder
durch Druckmittel ergänzt
werden, kann keine Luft über
die Drosselstellen 13A oder 13B in die Kammern 3A bzw. 3B eindringen.
Damit ergibt sich eine stabile Winkellage der Nockenwelle gegenüber der
Winkellage der die Nockenwelle antreibenden, zweiten Welle.Are at a control current of 50%, the chokes 12A and 12B closed, can via the throttles no pressure medium to the tank 10 flow away. In the chambers 3A and 3B turns - as long as no force on the piston rod 4B Acts - a pressure that controls the pressure drop across the check valves 7A respectively. 7B less than the supply pressure is. Presses the force F N on the piston rod 4B , the pressure in the chamber increases 3A accordingly, because from her no pressure medium on the throttle 12A to the tank 10 can drain away. The control piston 2 practically retains his position. As the implementation 5A and the area 5C However, over time, small amounts of pressure medium overflow are not completely leak-free 5A and over the area 5C out of the chamber 3A repressed. That about the implementation 5A displaced pressure medium becomes a tank 10 dissipated. The implementation 5A acts as a throttle point between the chamber 3A and the tank 10 , This throttle is in the 1 symbolically as a throttle 13A shown. The implementation 5B acts as a throttle point between the chamber 3B and the tank 10 , This throttle is in the 1 symbolically as a throttle 13B shown. The area 5C acts as a throttle point between the chambers 3A and 3B , This throttle is in the 1 symbolically as a throttle 13C shown. Because the chamber 3B over the check valve 7B and the line 6B is constantly acted upon with pressure medium is via the throttle 13B no air sucked when the force F N on the piston rod 4B suppressed. On the other hand, the force F N pulls against the piston rod 4B , the pressure in the chamber increases 3B , as from her no pressure medium on the throttle 12B can drain away. Also in this case, the control piston retains 2 practically his position at. Because the chamber 3A over the check valve 7A and the line 6A is constantly acted upon with pressure medium is - as far as due. the above-described leaks in the course the time low pressure medium quantities from the chamber 3B over the throttle 13B and 13C be displaced - over the throttle 13A no air sucked. Although the on the piston rod 4B acting force F N constantly changes its direction and size, the control piston retains 2 his position without following the force changes. The over the areas 5A . 5B and 5C in the course of time displaced pressure medium quantities are only small. Since the displaced by the camshaft forces amounts of pressure medium through the check valves 7A and 7B again be supplemented by pressure medium, no air through the throttle points 13A or 13B in the chambers 3A respectively. 3B penetration. This results in a stable angular position of the camshaft relative to the angular position of the camshaft driving, second shaft.
Bei
einem Steuerstrom von 100 % ist – wie in den 2a und 2b dargestellt – die Drossel 12A geöffnet, die
Drossel 12B ist geschlossen. Solange die Kraft FN auf die Kolbenstange 4B drückt, bewegt sich
der Stellkolben 2 nach links und verdrängt dabei Druckmittel aus der
Kammer 3A über
die geöffnete Drossel 12A zum
Tank 10. Währenddessen
fördert die
Pumpe 9 über
das Rückschlagventil 7B Druckmittel
in die durch die Bewegung des Stellkolbens 2 sich vergrößernde Kammer 3B und
sorgt damit dafür,
daß die
Kammer 3B mit Druckmittel gefüllt bleibt, insbesondere daß keine
Luft über
den Bereich 5B ansaugt wird. Der Druck in der Kammer 3B ist
um den Druckabfall an dem Rückschlagventil 7B kleiner
als der Versorgungsdruck. Die der Pumpe 9 zugewandte Seite
der Rückschlagventile 7A und 7B ist
mit dem Versorgungsdruck beaufschlagt. Ist der Druck in der Kammer 3A größer als
der Versorgungsdruck, sperrt das Rückschlagventil 7A.
Wenn die Kraft FN nach der Umkehr ihrer
Wirkungsrichtung an der Kolbenstange 4B zieht, kann kein
Druckmittel aus der Kammer 3B abfließen, da die Drossel 12B geschlossen
ist und das Rückschlagventil 7B in
Sperrichtung mit Druck beaufschlagt ist. Der Stellkolben 2 behält daher
seine Stellung bei, nur der Druck in der Kammer 3B erhöht sich
entsprechend der an der Kolbenstange 4B ziehenden Kraft
FN. Drückt
die Kraft FN nach erneuter Richtungsumkehr
wieder auf die Kolbenstange 4B, bewegt sich der Stellkolben 2 weiter
nach links und verdrängt über die
geöffnete
Drossel 12A weiteres Druckmittel aus der Kammer 3A zum
Tank 10. Der Stellkolben 2 bewegt sich nach links,
solange die Kraft FN auf die Kolbenstange 4B drückt, und
behält seine
Stellung bei, solange die Kraft FN an der
Kolbenstange 4B zieht. Auf diese Weise wird der Stellkolben 2 durch
die von den Nocken ausgeübte
Kraft FN schrittweise nach links verstellt.
Die Pumpe 9 sorgt dabei nur dafür, daß die Kammern 3A und 3B mit
Druckmittel gefüllt
und mit Druck beaufschlagt sind, so daß über die Bereiche 5A bzw. 5B keine
Luft angesaugt werden kann.At a control current of 100% is - as in the 2a and 2 B shown - the throttle 12A open, the throttle 12B is closed. As long as the force F N on the piston rod 4B presses, moves the actuator piston 2 to the left and displaces pressure medium from the chamber 3A over the opened throttle 12A to the tank 10 , Meanwhile, the pump is pumping 9 over the check valve 7B Pressure medium in by the movement of the actuating piston 2 expanding chamber 3B and thus ensures that the chamber 3B remains filled with pressure medium, in particular that no air over the area 5B is sucked. The pressure in the chamber 3B is the pressure drop across the check valve 7B smaller than the supply pressure. The pump 9 facing side of the check valves 7A and 7B is supplied with the supply pressure. Is the pressure in the chamber 3A greater than the supply pressure, the check valve locks 7A , When the force F N after the reversal of its direction of action on the piston rod 4B pulls, can no pressure medium from the chamber 3B drain because the throttle 12B is closed and the check valve 7B in the reverse direction is pressurized. The adjusting piston 2 therefore maintains its position, only the pressure in the chamber 3B increases according to the on the piston rod 4B pulling force F N. Press the force F N again after renewed reversal of direction on the piston rod 4B , the adjusting piston moves 2 continue to the left and displace over the opened throttle 12A further pressure medium from the chamber 3A to the tank 10 , The adjusting piston 2 moves to the left as long as the force F N on the piston rod 4B pushes and maintains its position as long as the force F N on the piston rod 4B draws. In this way, the actuator piston 2 adjusted gradually by the force exerted by the cam force F N to the left. The pump 9 only makes sure that the chambers 3A and 3B filled with pressure medium and pressurized, so that over the areas 5A respectively. 5B no air can be sucked in.
Wird
der Steuerstrom ausgehend von 100 % auf einen Wert zwischen 100
% und 50 % verringert, verringert sich – wie in den 2a und 2b dargestellt – die Querschnittsfläche AAT der Drossel 12A entsprechend,
die Drossel 12B bleibt weiterhin geschlossen. Aufgrund
der verringerten Querschnittsfläche
AAT kann das Druckmittel nicht mehr so schnell aus
der Kammer 3B abfließen,
wenn die Kraft FN auf die Kolbenstange 4B drückt. Dadurch
verringert sich die Geschwindigkeit, mit der der Stellkolben 2 nach links
verstellt wird. Die Verstellgeschwindigkeit des Stellkolbens 2 ist
bei einem Steuerstrom von 100 % am größten und verringert sich mit
sinkendem Steuerstrom, bis sie bei einem Steuerstrom von 50 % zu null
geworden ist.If the control current is reduced from 100% to a value between 100% and 50%, - as in the 2a and 2 B shown - the cross-sectional area A AT of the throttle 12A accordingly, the throttle 12B remains closed. Due to the reduced cross-sectional area A AT , the pressure medium is no longer able to exit the chamber as quickly 3B drain when the force F N on the piston rod 4B suppressed. This reduces the speed with which the actuator piston 2 is adjusted to the left. The adjustment speed of the adjusting piston 2 is greatest at a control current of 100% and decreases with decreasing control current until it has become zero at a control current of 50%.
Bei
einem Steuerstrom von 0 % ist – wie
in den 2a und 2b dargestellt – die Drossel 12B geöffnet, die
Drossel 12A ist geschlossen. Solange die Kraft FN an der Kolbenstange 4B zieht,
bewegt sich der Stellkolben 2 nach rechts und verdrängt dabei
Druckmittel aus der Kammer 3B über die geöffnete Drossel 12B zum
Tank 10. Währenddessen
fördert die
Pumpe 9 über
das Rückschlagventil 7A Druckmittel
in die durch die Bewegung des Stellkolbens 2 sich vergrößernde Kammer 3A und
sorgt damit dafür,
daß die
Kammer 3A mit Druckmittel gefüllt bleibt, insbesondere daß keine
Luft über
den Bereich 5A angesaugt wird. Der Druck in der Kammer 3A ist
um den Druckabfall an dem Rückschlagventil 7A kleiner
als der Versorgungsdruck. Die der Pumpe 9 zugewandte Seite
der Rückschlagventile 7A und 7B ist
mit dem Versorgungsdruck beaufschlagt. Ist der Druck in der Kammer 3B größer als
der Versorgungsdruck, sperrt das Rückschlagventil 7B.
Wenn die Kraft FN nach der Umkehr ihrer
Wirkungsrichtung auf die Kolbenstange 4B drückt, kann
kein Druckmittel aus der Kammer 3A abfließen, da
die Drossel 12A geschlossen ist und das Rückschlagventil 7A in
Sperrichtung mit Druck beaufschlagt ist. Der Stellkolben 2 behält daher
seine Stellung bei, nur der Druck in der Kammer 3A erhöht sich
entsprechend der auf die Kolbenstange 4B drückende Kraft
FN. Zieht die Kraft FN nach
erneuter Richtungsumkehr wieder an der Kolbenstange 4B, bewegt
sich der Stellkolben 2 weiter nach rechts und verdrängt über die
geöffnete
Drossel 12B weiteres Druckmittel aus der Kammer 3B zum
Tank 10. Der Stellkolben 2 bewegt sich nach rechts,
solange die Kraft FN an der Kolbenstange 4B zieht,
und behält seine
Stellung bei, solange die Kraft FN auf die
Kolbenstange 4B drückt.
Auf diese Weise wird der Stellkolben 2 durch die von den
Nocken ausgeübte
Kraft FN nach rechts verstellt. Die Pumpe 9 sorgt
dabei nur dafür,
daß die
Kammern 3A und 3B mit Druckmittel gefüllt und
mit Druck beaufschlagt sind, so daß über die Bereiche 5A bzw. 5B keine
Luft angesaugt werden kann.At a control current of 0% is - as in the 2a and 2 B shown - the throttle 12B open, the throttle 12A is closed. As long as the force F N on the piston rod 4B pulls, moves the actuator piston 2 to the right and displaces pressure medium from the chamber 3B over the opened throttle 12B to the tank 10 , Meanwhile, the pump is pumping 9 over the check valve 7A Pressure medium in by the movement of the actuating piston 2 expanding chamber 3A and thus ensures that the chamber 3A remains filled with pressure medium, in particular that no air over the area 5A is sucked. The pressure in the chamber 3A is the pressure drop across the check valve 7A smaller than the supply pressure. The pump 9 facing side of the check valves 7A and 7B is supplied with the supply pressure. Is the pressure in the chamber 3B greater than the supply pressure, the check valve locks 7B , When the force F N after the reversal of its direction of action on the piston rod 4B presses, no pressure fluid from the chamber 3A drain because the throttle 12A is closed and the check valve 7A in the reverse direction is pressurized. The adjusting piston 2 therefore maintains its position, only the pressure in the chamber 3A increases according to the on the piston rod 4B pressing force F N. Pulls the force F N again after reversing the direction on the piston rod 4B , the adjusting piston moves 2 continue to the right and displace over the open throttle 12B further pressure medium from the chamber 3B to the tank 10 , The adjusting piston 2 moves to the right as long as the force F N on the piston rod 4B pulls, and maintains its position as long as the force F N on the piston rod 4B suppressed. In this way, the actuator piston 2 adjusted by the force exerted by the cam force F N to the right. The pump 9 only makes sure that the chambers 3A and 3B filled with pressure medium and pressurized, so that over the areas 5A respectively. 5B no air can be sucked in.
Wird
der Steuerstrom ausgehend von 0 % auf einen Wert zwischen 0 % und
50 % erhöht,
verringert sich – wie
in den 2a und 2b dargestellt – die Querschnittsfläche ABT der Drossel 12B entsprechend,
die Drossel 12A bleibt geschlossen. Aufgrund der verringerten
Querschnittsfläche
ABT kann das Druckmittel nicht mehr so schnell
aus der Kammer 3B abfließen, wenn die Kraft FN an der Kolbenstange 4B zieht.
Dadurch verringert sich die Geschwindigkeit, mit der der Stellkolben 2 nach
rechts verstellt wird. Die Verstellgeschwindigkeit des Stellkolbens 2 ist
bei einem Steuerstrom von 0 % am größten und verringert sich mit
steigendem Steuerstrom, bis sie bei einem Steuerstrom von 50 % zu
null geworden ist.If the control current is increased from 0% to a value between 0% and 50%, ver reduces itself - as in the 2a and 2 B shown - the cross-sectional area A BT of the throttle 12B accordingly, the throttle 12A stays closed. Due to the reduced cross-sectional area A BT , the pressure medium can no longer so quickly from the chamber 3B drain when the force F N on the piston rod 4B draws. This reduces the speed with which the actuator piston 2 is adjusted to the right. The adjustment speed of the adjusting piston 2 is greatest at a control current of 0% and decreases with increasing control current until it has become zero at a control current of 50%.
Die 3 zeigt
eine Ausgestaltung der in der 1 schematisch
dargestellten hydraulischen Stelleinrichtung. In der 3 ist
die Ventilanordnung, die in der 1 als steuerbare
Drosseln 12A und 12B zwischen den Kammern 3A bzw. 3B des
Gleichgangzylinders 1 und dem Tank 10 dargestellt
ist, durch elektromagnetisch betätigte
Ventile 14A und 14B realisiert. Die Ventile 14A und 14B sind
als Proportionalventile ausgebildet und besitzen je zwei Nutzanschlüsse, von
denen der eine mit der Kammer 3A bzw. mit der Kammer 3B des
Gleichgangzylinders 1 und der andere mit dem Tank 10 verbunden
ist. Der Steuerstrom i ist einer elektrischen Schaltungsanordnung 15 zugeführt, die
den Steuerstrom i in einen ersten Strom iA für die Ansteuerung
des Ventils 14A und einen zweiten Strom iB für die Ansteuerung
des Ventils 14B umformt. Erfolgt die Ansteuerung der Ventilanordnung über eine
in der 3 nicht dargestellte Recheneinrichtung, deren
Ausgangssignal eine Spannung ist, ist zwischen der Recheneinrichtung
und der Schaltungsanordnung 15 in an sich bekannter Weise
ein Spannungs/Strom-Wandler anzuordnen, der die Spannung in den
Steuerstrom i umformt. Die Ventile 14A und 14B sind
in ihrer Ruhestellung dargestellt, also in derjenigen Stellung,
die sie einnehmen, wenn ihnen kein Strom zugeführt wird. Die Ventile 14A und 14B sind
in der Ruhestellung geschlossen und öffnen sich mit steigendem Strom.The 3 shows an embodiment of the in the 1 schematically illustrated hydraulic actuator. In the 3 is the valve assembly used in the 1 as controllable chokes 12A and 12B between the chambers 3A respectively. 3B the synchronous cylinder 1 and the tank 10 is shown by electromagnetically actuated valves 14A and 14B realized. The valves 14A and 14B are designed as proportional valves and each have two Nutzanschlüsse, one of which with the chamber 3A or with the chamber 3B the synchronous cylinder 1 and the other with the tank 10 connected is. The control current i is an electrical circuit arrangement 15 supplied to the control current i in a first current i A for the control of the valve 14A and a second current i B for controlling the valve 14B reshapes. If the control of the valve assembly via a in the 3 Not shown computing device whose output signal is a voltage is between the computing device and the circuit arrangement 15 to arrange a voltage / current converter in a conventional manner, which transforms the voltage in the control current i. The valves 14A and 14B are shown in their rest position, ie in the position they occupy when no power is supplied to them. The valves 14A and 14B are closed at rest and open with increasing current.
Der
dem Ventil 14A zugeführte
Strom iA ist bei einem Steuerstrom zwischen
0 und 50 % gleich null. Bei einem Steuerstrom zwischen 50 % und
100 % steigt er von null aus auf den für eine vollständige Öffnung des
Ventils erforderlichen Wert an. Der dem Ventil 14B zugeführte Strom
iB verringert sich bei einem Steuerstrom
zwischen 0 und 50 % von dem für die
vollständige Öffnung des
Ventils 14B erforderlichen Wert auf null. Bei einem Steuerstrom
zwischen 50 % und 100 % ist der Strom iB gleich
null.The valve 14A supplied current i A is at a control current between 0 and 50% equal to zero. With a control current between 50% and 100%, it increases from zero to the value required for complete opening of the valve. The valve 14B supplied current i B decreases at a control current between 0 and 50% of that for the complete opening of the valve 14B required value to zero. With a control current between 50% and 100%, the current i B is equal to zero.
Bei
einem Steuerstrom von 0 % ist das Ventil 14A geschlossen
und das Ventil 14B ist voll geöffnet. Bei einer Vergrößerung des
Steuerstroms von 0 % auf 50 % verringert sich die Querschnittsfläche ABT des Ventils 14B, das Ventil 14A bleibt
geschlossen. Bei einem Steuerstrom von 50 % sind beide Ventile 14A und 14B geschlossen.
Bei einer Erhöhung
des Steuerstroms von 50 % auf 100 % vergrößert sich die Querschnittsfläche AAT des Ventils 14A bis zur vollen Öffnung,
das Ventil 14B bleibt geschlossen. Damit ergibt sich für die Querschnittsflächen AAT und ABT der Ventile 14A bzw. 14B die
in den 2a und 2b dargestellte
Abhängigkeit
von dem Steuerstrom i. Die in der 3 schematisch
dargestellte Stelleinrichtung verhält sich somit in gleicher Weise
wie die in der 1 dargestellte Stelleinrichtung.
In der 3 ist durch die elektrische Kopplung der Ventile 14A und 14B über die
Schaltungsanordnung 15 dafür gesorgt, daß unabhängig von
der Höhe
des Steuerstroms i, also unabhängig
von der Ansteuerung der aus den Ventilen 14A und 14B bestehenden
Ventilanordnung, mindestens eine der Verbindungen zwischen den Kammern 3A und 3B des
Gleichgangzylinders 1 und dem Tank 10 gesperrt
ist. Bei einem Steuerstrom von 50 % sind beide Verbindungen zwischen
den Kammern 3A bzw. 3B und dem Tank 10 gesperrt.At a control current of 0% is the valve 14A closed and the valve 14B is fully open. Increasing the control current from 0% to 50% reduces the cross-sectional area A BT of the valve 14B , the valve 14A stays closed. With a control current of 50% both valves are 14A and 14B closed. Increasing the control current from 50% to 100% increases the cross-sectional area A AT of the valve 14A until full opening, the valve 14B stays closed. This results in the cross-sectional areas A AT and BT A of the valves 14A respectively. 14B in the 2a and 2 B illustrated dependence on the control current i. The in the 3 schematically illustrated adjusting device thus behaves in the same way as in the 1 illustrated adjusting device. In the 3 is due to the electrical coupling of the valves 14A and 14B via the circuit arrangement 15 ensured that regardless of the amount of the control current i, that is independent of the control of the valves 14A and 14B existing valve assembly, at least one of the connections between the chambers 3A and 3B the synchronous cylinder 1 and the tank 10 Is blocked. With a control current of 50% both connections are between the chambers 3A respectively. 3B and the tank 10 blocked.
Die 4 zeigt
eine weitere Ausgestaltung der in der 1 schematisch
dargestellten hydraulischen Stelleinrichtung. Während in der 3 zwei Ventile 14A und 14B die
zwischen den Kammern 3A bzw. 3B des Gleichgangzylinders 1 und
dem Tank 10 angeordnete Ventilanordnung bilden, ist die
Ventilanordnung in der 4 durch ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 16 realisiert.
Das Ventil 16 ist als Proportionalventil ausgebildet und
besitzt drei Nutzanschlüsse,
von denen je einer mit einer Kammer 3A bzw. 3B des
Gleichgangzylinders 1 und der dritte mit dem Tank 10 verbunden
ist. Die Ansteuerung des Ventils 16 erfolgt durch einen
elektrischen Steuerstrom i. In der 4 ist die
Ruhestellung des Ventils 16 dargestellt. In dieser Stellung
ist die Kammer 3B mit dem Tank 10 verbunden und
die Verbindung zwischen der Kammer 3A und dem Tank 10 unterbrochen.
Ist dem Ventil 16 der Strom inenn zugeführt, befindet
sich der Steuerkolben des Ventils 16 in der anderen Endstellung.
In dieser Stellung ist die Kammer 3A mit dem Tank 10 verbunden
und die Verbindung zwischen der Kammer 3B und dem Tank 10 ist
unterbrochen.The 4 shows a further embodiment of the in the 1 schematically illustrated hydraulic actuator. While in the 3 two valves 14A and 14B the between the chambers 3A respectively. 3B the synchronous cylinder 1 and the tank 10 Form arranged valve assembly, the valve assembly is in the 4 by an electromagnetically actuated valve 16 realized. The valve 16 is designed as a proportional valve and has three Nutzanschlüsse, one of which with a chamber 3A respectively. 3B the synchronous cylinder 1 and the third with the tank 10 connected is. The control of the valve 16 is done by an electrical control current i. In the 4 is the rest position of the valve 16 shown. In this position is the chamber 3B with the tank 10 connected and the connection between the chamber 3A and the tank 10 interrupted. Is the valve 16 the current i nenn supplied, is the control piston of the valve 16 in the other end position. In this position is the chamber 3A with the tank 10 connected and the connection between the chamber 3B and the tank 10 is interrupted.
Wie
bei den in den 1 und 3 dargestellten
Ausführungsbeispielen
ist die Querschnittsfläche
zwischen der Leitung 6A und dem Tank 10 mit AAT und die Querschnittsfläche zwischen der Leitung 6B und
dem Tank mit ABT bezeichnet. Der Steuerkolben
des Ventils 16 ist konstruktiv so ausgebildet, daß die Querschnittsfläche AAT von dem Steuerstrom i in der gleichen
Weise abhängt,
wie in der 2a dargestellt ist, und daß die Querschnittsfläche ABT von dem Steuerstrom i in der gleichen
weise abhängt,
wie in der 2b dargestellt ist. In diesem
Fall ist durch mechanische Mittel dafür gesorgt, daß unabhängig von
der Höhe
des Steuerstroms i, also unabhängig von
der Ansteuerung der aus dem Ventil 16 bestehenden Ventilanordnung,
mindesten eine der Verbindungen zwischen den Kammern 3A und 3B des Gleichgangzylinders 1 und
dem Tank 10 gesperrt ist. Bei einem Steuerstrom von 50
% sind beide Verbindungen zwischen den Kammern 3A bzw. 3B und dem
Tank 10 gesperrt.As with the in the 1 and 3 Illustrated embodiments is the cross-sectional area between the line 6A and the tank 10 with A AT and the cross-sectional area between the line 6B and the tank labeled A BT . The control piston of the valve 16 is structurally designed so that the cross-sectional area A AT of the control current i depends in the same manner as in the 2a is shown, and that the cross-sectional area A BT of the control current i depends in the same manner as in the 2 B is shown. In this case, it is ensured by mechanical means that regardless of the amount of the control current i, ie independent of the control of the valve 16 best henden valve assembly, at least one of the connections between the chambers 3A and 3B the synchronous cylinder 1 and the tank 10 Is blocked. With a control current of 50% both connections are between the chambers 3A respectively. 3B and the tank 10 blocked.
Wenn
die Möglichkeit
einer Änderung
der Verstellgeschwindigkeit nicht erforderlich ist, können in
den in den 3 und 4 dargestellten
Stelleinrichtungen anstelle von Proportionalventilen Schaltventile
eingesetzt werden.If the possibility of a change in the adjustment speed is not required, can in the in the 3 and 4 illustrated adjusting devices instead of proportional valves switching valves are used.
In
den 1, 3 und 5 ist
der doppelt wirkende Zylinder ein Gleichgangzylinder 1.
Anstelle des Gleichgangzylinders kann als doppelt wirkender Zylinder
ein Differentialzylinder verwendet werden. Durch diese Maßnahme ist
eine teilweise Kompensation des mittleren Nockenmomentes möglich.In the 1 . 3 and 5 the double-acting cylinder is a synchronous cylinder 1 , Instead of the Gleichgangzylinders can be used as a double-acting cylinder, a differential cylinder. By this measure, a partial compensation of the average cam torque is possible.
Da
die Kraft für
die Verstellung des Stellkolbens des doppelt wirkenden Zylinders
im wesentlichen von der von der Brennkraftmaschine angetriebenen
Nockenwelle aufgebracht wird, während
die Pumpe nur für
die Füllung
der Kammern des doppelt wirkenden Zylinders vorgesehen ist, reicht
hierfür eine
Pumpe geringer Leistung aus. Es ist daher möglich, die Stelleinrichtung
für die
Winkellage der Nockenwelle von der ohnehin schon vorhandenen Pumpe
für den
Schmierölkreislauf
der Brennkraftmaschine mit Druckmittel mit zu versorgen. Für die Verstellung
der Winkellage der Nockenwelle ist daher keine gesonderte Pumpe
erforderlich.There
the power for
the adjustment of the actuating piston of the double-acting cylinder
essentially of the driven by the internal combustion engine
Camshaft is applied while
the pump only for
the filling
the chambers of the double-acting cylinder is provided, is sufficient
one for this
Low power pump off. It is therefore possible, the adjusting device
for the
Angular position of the camshaft of the already existing pump
for the
Lubricating oil circuit
the internal combustion engine with pressure medium to supply. For the adjustment
The angular position of the camshaft is therefore not a separate pump
required.
