DE4037089C2 - Hydraulische Einrichtung zum Verdrehen der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Hydraulische Einrichtung zum Verdrehen der Nockenwelle einer BrennkraftmaschineInfo
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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
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Description
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Einrichtung zum
Verdrehen der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine nach der Gattung
des Anspruchs 1. Bei einer derartigen bekannten hydraulischen
Einrichtung sind inbesondere die Pumpe und das Magnetventil extern
angeordnet, was verhältnismäßig umständlich ist; überdies verhindern die
notwendigen Druckmittelverbindungen eine
kompakte Bauweise (DE 32 47 916 A1).
Die erfindungsgemäße hydraulische Einrichtung mit den kennzeichnen
den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie
sehr kompakt baut und sehr einfach an der Brennkraftmaschine bzw. im
Motorraum zu installieren ist. Weitere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden
Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig.
1 einen Längsschnitt einer hydraulischen Einrichtung zum Verdrehen
der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, in Fig. 2 einen Schnitt
längs II-II nach Fig. 1.
In den beiden Figuren ist mit 10 ein Kettenrad bezeichnet, das als
Hohlzylinder ausgebildet ist und von der einen Stirnseite her eine
verhältnismäßig tiefe zylindrische Eindrehung 11 aufweist. In diese
Eindrehung ist passend das topfförmige Ende 12 einer Nockenwelle 13
leicht drehbar eingesetzt. Sie ist im Zylinderkopfteil 14 der Brenn
kraftmaschine gelagert, von welchem nur ein Teil dargestellt ist.
Das Kettenrad hat an seinem Innenumfang eine sich über seine gesamte
Länge erstreckende Geradverzahnung 15. Diese kämmt mit der Gerad
verzahnung 16 am Außenumfang eines Zylinders 17, der sich innerhalb
des Kettenrads befindet und einen zylindrischen Fortsatz 18 mit
geringerem Durchmesser hat an dessen Außenumfang eine Schrägver
zahnung 19 ausgebildet ist. Diese kämmt mit einer entsprechenden
Innenverzahnung 20, die in einem Bohrungsteil 21 der Nockenwelle 13
ausgebildet ist.
Im Inneren des Zylinders ist ein Kolben 23 angeordnet von dem sich
ein Kolbenstangenteil 23A durch eine Bohrung 24 des Fortsatzes 18
des Zylinders erstreckt und mit einem Gewindeteil in einer Sack
bohrung 25 der Nockenwelle fest verschraubt ist, d. h. der Kolben 23
ist samt Kolbenstange fest mit der Nockenwelle verbunden. Das
entgegengesetzte Kolbenstangenteil 23B durchdringt eine Scheibe 25,
welche den Zylinderraum 26 dicht verschließt. Das Kettenrad 10 ist
mit Hilfe eines Rings 27, welcher sich an der freien Stirnseite
des Kettenrades 10 befindet und an einer Schulter der Nockenwelle anliegt,
gegen Verschieben gegenüber letzterer gesichert.
Das Kolbenstangenteil 23B dringt in eine Sackbohrung 28 einer
Steuerscheibe 29 ein, deren Außendurchmesser gegenüber der Gerad
verzahnung 15 am Kettenrad reichlich Spiel hat. Zwischen dem
Zylinder 17 und der Steuerscheibe 29 ist ein etwa topfförmiger
Dichtkörper 30 angeordnet, der an seinem Außenumfang eine Gerad
verzahnung aufweist, die etwa der Geradverzahnung 15 entspricht,
jedoch ein gewisses Übermaß hat, so daß sie mit Überschußmaß in
dieser Geradverzahnung sitzt und damit eine gute Dichtwirkung
zwischen dem Zylinder 17 und den dahinterliegenden Teilen bildet.
Mit einer Zentrumsbohrung liegt der Dichtkörper 30 dichtend am
Kolbenstangenteil 23B an. In der Kolbenstange sind zwei längsver
laufende Kanäle 31, 32 ausgebildet, von denen der eine Verbindung zu
einem Druckraum 33 des Zylinders 17 hat, der andere Verbindung zu
einem Druckraum 34 auf der anderen Seite des Kolbens, d. h. dieser
unterteilt den Innenraum des Zylinders in diese beiden Druckräume.
Die Kanäle 31, 32 sind mit entsprechenden Kanälen 35, 36 in der
Steuerscheibe 29 verbunden.
In das linke Endteil des Kettenrads 10 bzw. an dieses ist ein
Pumpengehäuse 38 angeschlossen, das mit einem ringförmigen Fortsatz
39 in eine entsprechende Nut 40 am Kettenrad eingreift. Es wird dort
festgehalten durch einen Sprengring und Axiallagerungsscheiben 41.
Das Pumpengehäuse hat einen zur Kolbenstange gerichteten exzen
trischen Innenraum 42, in dem das Innenzahnrad 44 der Innenzahnradpumpe
45 angeordnet ist, das mit seiner Außenverzahnung in die Innenver
zahnung 15 des Kettenrades greift. Die Welle des Innenzahnrads 44
ist in einer Bohrung 46 im Pumpengehäuse 38 gelagert. Dieses hat an
seinem Außenumfang mehrere sich radial nach außen erstreckende Fort
sätze 47, welche in U-förmigen Gummiplatten 48 liegen, die selbst
wiederum am Zylinderkopffrontdeckel 49 angeordnet sind. Die Steuer
scheibe 29 ist mit Hilfe von Schrauben 51 und Stiften 52 fest mit
dem Pumpengehäuse 38 verbunden. Pumpengehäuse und Steuerscheibe 29
rotieren nicht.
Zwischen der Stirnseite des Innenzahnrads 44 und der Stirnseite des
Innenraums 42 des Pumpengehäuses 38 sind ein Saugschlitz 53 und ein
Druckschlitz 54 ausgebildet - siehe hierzu auch Fig. 2. Im oberen
Teil des Ventilgehäuses 38 ist ein Magnetventil 56 angeordnet.
Dieses weist einen in einer Bohrung 57 gleitend angeordneten Steuer
schieber 58 auf, welcher durch einen Flachanker 59 mit Spule 60
gegen Federn 58A (Schraubenfeder + Tellerfeder) betätigbar ist. Das
Magnetventilgehäuse ist nach außen durch eine Scheibe 61 abgedeckt.
Vom Magnetventil bestehen Leitungs- bzw. Bohrungsverbindungen zur
Zahnradpumpe bzw. zu einer externen Ölpumpe (Motorölpumpe) 62,
welche Leitungsverbindungen der Einfachheit halber im Ventilgehäuse
als gestrichelte bzw. strichpunktierte Linien dargestellt sind.
Von der externen Pumpe 62 führt eine Leitung 63 zum Saugschlitz 53.
Daraus ist zu erkennen, daß die Innenzahnradpumpe von der Ölpumpe 62
der Brennkraftmaschine vorgefüllt wird. Vom Druckschlitz 54 geht
eine Leitung 64 aus, in welcher ein Druckbegrenzungsventil 65
angeordnet ist. Außerdem geht von der Leitung 64 eine Leitung 66
aus, die in die Ringnut P an der Steuerschieberbohrung 57 mündet. In
dieser herrscht somit der Förderdruck der Innenzahnradpumpe. Eine
ebenfalls von der Leitung 64 abzweigende Leitung 67 führt an den
Außenumfang des Ventilgehäuses und dient dort zur Schmierung gegen
über dem Kettenrad. An die Ringnuten A und B an der Steuerschieber
bohrung ist je ein Kanal 70 bzw. 71 angeschlossen, welche Kanäle zu
den Kanälen 36, 35 der Steuerscheibe führen, d. h. über diese Kanäle
und natürlich die Kanäle 31, 32 werden die Druckräume 33, 34 am
Zylinder 17 mit Druckmittel versorgt bzw. entlastet, gesteuert durch
das Elektromagnetventil 56. Die eben erwähnten Kanäle 31, 32 sowie
35 und 36 sind nach außen durch nicht näher bezeichnete Stopfen
dicht verschlossen. Von einer Ringnut R an der Steuerschieberbohrung
57 führt eine Leitung 72 zur Leitung 63, welche mit der Ölpumpe 62
des Motors verbunden ist.
Weiter nicht bezeichnete Bohrungen insbesondere im Stirnteil der
Nockenwelle 13 dienen der Schmierung bzw. Leckölabfuhr. Diese Teile
sind nicht erfindungswesentlich.
Die Nockenwelle 13 betätigt in nicht näher dargestellter Weise über
Nocken die Einlaß- und/oder Auslaßventile der Brennkraftmaschine.
Zur getrennten Steuerung der Ein- und Auslaßventile können auch
mehrere Nockenwellen vorgesehen werden. Zur Veränderung der Ventil
betätigung wird die Nockenwelle winkelmäßig gegenüber dem Kettenrad
10 durch eine Axialbewegung des Zylinders 17 und der auf diesem
befindlichen Gerad-/und Schrägverzahnung 16, 19 verdreht. Daraus ist
zu erkennen, daß der Kolben 23 fest steht und sich nur der Zylinder
17 bei entsprechender Beaufschlagung der Druckräume 33 und 34
bewegt. Die Beaufschlagung der Druckräume wird durch das Magnet
ventil 56 gesteuert, der hierfür notwendige Druck wird durch die
Innenzahnradpumpe 45 erzeugt, die - wie bereits erwähnt - durch die
Motorölpumpe 62 vorgefüllt wird. Die Beaufschlagung bzw. Entlastung
der Druckräume 33, 34 geschieht über die Kanäle 31, 32, 35, 36 sowie
70, 71 und natürlich das Magnetventil 56. Der Steigungswinkel der
Schrägverzahnung auf dem Fortsatz 19 des Zylinders 17 ist derart,
daß bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes 34 eine Verstellung der
Nockenwelle nach "Früh" erfolgt und bei entsprechender Beauf
schlagung des Druckraums 33 eine Verstellung nach "Spät". Der
Schrägungs- bzw. Steigungswinkel der Schrägverzahnung könnte
beispielsweise etwa 25° betragen und damit knapp unter der Selbst
hemmung liegen. Er ist so ausgelegt, daß sich, wenn die gesamte
Einrichtung sich selbst überlassen bleibt (Drehung der Brennkraft
maschine noch vorhanden, Magnetventil in Ruhestellung), bei geringem
Pumpenstrom z. B. beim Ausschaltvorgang, der Zylinder 17 sich von
selbst nach Richtung "Spät" verstellt bzw. sich so bewegt, daß die
Nockenwelle 13 die Position "Spät" einnimmt. Für die Ausbildung des
Magnetventils sind verschiedene Versionen denkbar, die jedoch im
einzelnen weiter nicht beschrieben und dargestellt sind.
Claims (4)
1. Hydraulische Steuereinrichtung zum Verdrehen der
Nockenwelle (13) einer Brennkraftmaschine mittels eines von
einer Pumpe (45) mit einem Druckmittel beaufschlagten
Stellglieds (Stellzylinder 17), das an einer ersten Stelle
(18) an seinem Außenumfang eine Schrägverzahnung (19)
aufweist, die mit einer ebensolchen (20) am Innenumfang der
Nockenwelle (13) in Eingriff steht, welche mit einem Ende in
einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen,
hohlzylindrischen Kettenrad (10) gelagert ist, das an seinem
Innenumfang eine Geradverzahnung (15) aufweist, die mit
einer ebensolchen (16) an einer zweiten Stelle des
Außenumfangs des Stellzylinders (17) in Eingriff steht,
wobei in dem Stellglied ein von Druckmittel beaufschlagter
Kolben (23) angeordnet ist und das von der Pumpe (45)
geförderte Druckmittel über ein Elektromagnetventil (56) dem
Stellglied (Stellzylinder 17) zugeführt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (17) doppelwirkend
ausgebildet ist und der Kolben (23) zwei Druckräume (33, 34)
begrenzt, die über in der Kolbenstange (23A, 23B)
ausgebildete Kanäle (32, 33), über in einer Steuerscheibe
(29) vorhandene Kanäle (35, 36) und über weitere Kanäle (70,
71) in dem von dem Kettenrad (10) teilweise umfaßten
Pumpengehäuse (38) der Pumpe (45) mit entsprechenden
Steuernuten des Elektromagnetventils (56) in Verbindung
stehen, daß die Pumpe (45) eine im Pumpengehäuse (38)
angeordnete Innenzahnradpumpe (45) ist, die durch die
Motorpumpe (62) vorgefüllt wird, daß um einen Teil der
Steuerscheibe (29) herum ein elastischer, etwa topfförmiger
Dichtkörper (30) angeordnet ist, der an seinem Außenumfang
eine Geradverzahnung aufweist, die mit geringem Übermaß
zwecks Dichtwirkung in die Geradverzahnung (15) am
Innenumfang des Kettenrades (10) paßt und der (30) mit einer
mittigen Bohrung dicht an der Kolbenstange (23A, 23B)
anliegt, und daß das Innenzahnrad (44) der Innenzahnradpumpe
(45) von der Geradverzahnung (15) am Innenumfang des
Kettenrades (10) angetrieben ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pumpengehäuse (38) über mindestens ein an seinem
Außenumfang sich radial nach außen erstreckendes,
bolzenartiges Teil (47) elastisch mit einem stationären Teil
(48) des Zylinderkopfdeckels der Brennkraftmaschine
verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (38) mit einem
ringförmigen Fortsatz (39) passend in eine stirnseitige
Ringnut (40) des Kettenrads (10) eingesteckt ist, daß das
Elektromagnetventil (56) einen Steuerschieber (58) in einer
Schieberbohrung (57) aufweist, wobei die Schieberbohrung
(57) parallel zur Achse des Innenzahnrades (44) verläuft, und
daß der Steuerschieber (58) mit einem Flachankermagneten
(59) versehen ist und gegen die Kraft zweier Federn (58A)
wirkt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
an der dem Innenzahnrad (44) zugewandten Stirnseite des
Pumpengehäuse (38) ein Saugschlitz (53) und ein Druckschlitz
(54) ausgebildet sind, welche Schlitze über im Pumpengehäuse
(38) verlaufende Steuerbohrungen (66, 72) mit der
Steuerschieberbohrung (57) in Verbindung stehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904037089 DE4037089C2 (de) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Hydraulische Einrichtung zum Verdrehen der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine |
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Publications (2)
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DE4037089A1 DE4037089A1 (de) | 1992-05-27 |
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ID=6418685
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DE19904037089 Expired - Fee Related DE4037089C2 (de) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Hydraulische Einrichtung zum Verdrehen der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine |
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Families Citing this family (4)
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JPH0610626A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-01-18 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
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DE3247916A1 (de) * | 1982-12-24 | 1984-06-28 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zur steuerung der ventile einer brennkraftmaschine ueber eine nockenwelle |
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1990
- 1990-11-22 DE DE19904037089 patent/DE4037089C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE3247916A1 (de) * | 1982-12-24 | 1984-06-28 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zur steuerung der ventile einer brennkraftmaschine ueber eine nockenwelle |
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DE4037089A1 (de) | 1992-05-27 |
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