EP1963627B1 - Nockenwellenverstellerzuleitung - Google Patents

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EP1963627B1
EP1963627B1 EP06830176A EP06830176A EP1963627B1 EP 1963627 B1 EP1963627 B1 EP 1963627B1 EP 06830176 A EP06830176 A EP 06830176A EP 06830176 A EP06830176 A EP 06830176A EP 1963627 B1 EP1963627 B1 EP 1963627B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
camshaft
feed line
camshaft adjuster
line according
central screw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP06830176A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1963627A1 (de
Inventor
Jens Hoppe
Ali Bayrakdar
Gerhard Scheidig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
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Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Priority to PL06830176T priority Critical patent/PL1963627T3/pl
Publication of EP1963627A1 publication Critical patent/EP1963627A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1963627B1 publication Critical patent/EP1963627B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34436—Features or method for avoiding malfunction due to foreign matters in oil
    • F01L2001/3444—Oil filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2101—Cams
    • Y10T74/2102—Adjustable

Definitions

  • the present invention relates to the field of hydraulics.
  • the present invention relates to a camshaft adjuster inlet, the use of a resistance element of a camshaft adjuster inlet, a camshaft adjusting device with a camshaft adjuster inlet and a resistance element.
  • camshafts with their cams serve to open the gas exchange valves, which are designed separately for expelling the exhausted gases and for aspirating the fresh gases, against the force of the valve springs.
  • Rigid control times for the valves always represent a compromise for the design with regard to the achievable mean-pressure or torque maximum and its position in the usable speed range and the achievable power at rated speed.
  • camshaft adjuster for example, from EP 0 806 550 or the DE 196 23 818 known.
  • alternating torques act on the camshaft, which occur, for example, due to frictional forces in the contact of the cams with the closing valves.
  • These alternating moments arise by the rolling of the cam on the cam followers, for example, compensation elements, to compensate for the valve clearance.
  • the resulting from the alternating moments pressure peaks are for example in the EP 0 590 696 described.
  • the pressure peaks occur in the pressure chambers of the camshaft adjuster and can lead to the fact that the actually pressurized chamber is unintentionally partially emptied for the duration of the pressure peak.
  • the adjustment speed with which a forward or tailing of a camshaft can be adjusted decreases and the phase accuracy is impaired. Furthermore, the pressure peaks are also transferred to other pressure consumers, which can be damaged.
  • a central valve that is integrated with the camshaft connection bolt is off DE 199 44 535 C1 known
  • a phaser feed line is specified.
  • the camshaft adjuster inlet comprises a central screw and a camshaft having a receiving bore, wherein the central screw is at least partially disposed in the receiving bore.
  • the central screw is in the receiving bore of the Camshaft arranged that forms a gap between the central screw and the receiving bore, which can be traversed by a fluid.
  • In the formed gap at least one resistance element is arranged, wherein the at least one resistance element of a flow direction, which comprises the fluid, at least partially counteracts.
  • the flow behavior of the fluid in the gap can be influenced.
  • the influencing of the flow behavior can also be be-standing in that a flow direction of the fluid can be completely interrupted. Thus, a control of the flow direction of the fluid take place.
  • the receiving bore can be arranged for example in an end region of the camshaft.
  • the receiving bore can be formed like a blind hole.
  • the use of a resistance element of a camshaft adjuster supply line is specified.
  • the resistance element can be used in a gap between the receiving bore of the camshaft and the central screw of the camshaft to counteract fluid movement.
  • the resistance element can fill the cross section of the gap or a projection thereof and thereby seal.
  • a camshaft phaser comprises a camshaft adjuster feed line and a phase adjusting device, wherein the camshaft adjuster feed line is designed to apply a fluid to the phase adjusting device.
  • a fluid flow of the phase adjusting device can be influenced in its flow behavior. It can thus be determined, for example whether and how much fluid the phase adjuster should be provided.
  • a resistance element is provided, wherein the resistance element has a resistance body, which can extend radially in a gap between the boundaries of the gap.
  • the boundaries may be formed for example by a receiving bore in a camshaft and a central screw.
  • the resistance element has a resistance body, with which it can counteract fluid movement in a gap.
  • a Nockenwellenverstellerzutechnisch is specified, wherein the gap between the central screw and the receiving bore is formed as an annular gap.
  • the central screw can be arranged coaxially in a correspondingly formed receiving bore of a camshaft, so that a ring-shaped or circular distance is created between the camshaft and the central screw.
  • This gap or gap in particular annular gap, can be used to be able to apply a fluid to a camshaft adjusting device via the gap.
  • the formed in cross-section as a ring gap may extend axially parallel along the length of the central screw. Consequently, the gap over the length of the central screw may be annular like a cylinder.
  • a Nockenwellenverstellerzu Eastern Japan
  • the central screw and the camshaft are mutually rotatable. It can thereby be screwed for fixing, for example, during assembly a central screw in a camshaft or in a receiving bore of a camshaft.
  • the resistance element does not hinder the resulting during screwing rotations of the central screw relative to the camshaft.
  • the resistance element can be designed to compensate for tolerance deviations that can occur when inserting the central screw in the receiving bore.
  • a camshaft adjuster feed line is specified, wherein the central screw has a defined outer circumference and wherein the resistance element is arranged on the outer circumference of the central screw.
  • the at least one resistance element can thus be fastened to the outer circumference of the central screw in such a way that it forms a solid, one-piece unit with the central screw. The installation position of the resistance element can thus be determined.
  • a camshaft adjuster feed line is specified, wherein the at least one resistance element surrounds the outer circumference of the central screw like a collar.
  • a camshaft adjuster supply line is provided in which the receiving bore in the camshaft or in one end of the camshaft has an inner circumference in which the resistance element is arranged.
  • the arrangement of a resistive element in an inner circumference of the receiving bore may represent an additional guide during assembly of a central screw in the receiving bore.
  • a camshaft adjuster feed line is provided, wherein the resistance element extends radially between the inner circumference of the receiving bore and the outer circumference of the central screw.
  • the resistance element can extend either radially from the outer circumference of the central screw to the inner circumference of the receiving bore, or from the inner circumference of the receiving bore to the outer periphery of the central screw radially.
  • radial extent should also be understood to mean a radial extent taking place at an angle, in which only one direction component actually extends radially, while the other direction component extends axially. In other words, this means an extension of the resistance element whose projection extends radially as viewed in the gap cross-section.
  • this definition of the radial extension can also be understood to mean an arrangement of the resistance element running obliquely in the gap from the outer circumference of the central screw to the inner circumference of the receiving bore, or else an extension running obliquely from the inner circumference of the receiving bore to the outer circumference of the central screw.
  • the radial arrangement of the resistance element in a gap can cause a projection of the resistance element considered on the cross-section to completely cover or seal the circular gap formed between the outer circumference of the central screw and the inner circumference of the receiving bore by the resistance element. Consequently, the resistance element abuts both the inner circumference of the receiving bore and the outer circumference of the central screw. Possibly. the sealing effect can be improved by providing holes or shoulders or elevations or milling on the inner circumference of the receiving bore or the outer circumference of the central screw.
  • a camshaft adjuster feed line is provided, wherein the resistance element is designed to be exchangeable.
  • the resistance element can therefore be replaced and replaced, for example, when worn. However, it is also possible to easily clean an area in the vicinity of the resistance element.
  • a camshaft adjuster supply line wherein the camshaft, in particular the end of a camshaft, has a supply opening, which opens into the receiving bore of the camshaft.
  • a supply port a so-called. Port or pressure oil supply
  • the receiving bore can be acted upon by an outer region of the camshaft with a fluid.
  • the supply of the fluid can be effected for example via external pressure lines.
  • the gap can be acted upon by a fluid.
  • an internal pressure of the fluid in the gap or the supply channel provided between the central screw and the receiving bore of the camshaft can be generated.
  • the pressure of the fluid can be determined in a device to be supplied via the camshaft adjuster feed line.
  • a phaser feed line is provided, the central screw having an axis defining an axial direction for the central screw.
  • the resistance element arranged in the gap between the central screw and the receiving bore is designed such that it counteracts a flow direction of the fluid pointing in the axial direction. It can consequently the flow behavior of the fluid along the axis of the central screw, in particular in a channel between the central screw and the receiving bore the camshaft is formed, are influenced by means of the resistive element. Thus, pressure can be reduced or built up or the flow direction of the fluid can be influenced.
  • a Nockenwellenverstellerzu ceremoni is specified, wherein the at least one resistive element is designed to counteract the flow direction of the fluid facing in the axial direction with a different resistance, as opposed to the axial direction facing flow direction. It can thus be achieved that the fluid can spread in a direction along the axis of the central screw almost unhindered, while it is prevented in the opposite direction from spreading. It can thus be allowed a flow, but a reflux can be prevented.
  • a phaser feed line wherein the resistance element acts as a check valve.
  • the resistance element can be arranged in the gap such that it can flow in a direction designated for example as a direction of execution within a conduit system between the inner circumference of the receiving bore of the camshaft and the outer circumference of the central screw, whereas a fluid flow in a correspondingly opposite defined return direction almost completely prevented becomes.
  • the check valve may be formed as an annular slide, as a spring fan, as a profiled elastomer or as a flow-actuated, annular closing body.
  • An annular slider may be, for example, a steel sliding member which is biased against the pressure of a coil spring or corrugated spring in one direction opens, but in another direction, supported by the appropriate spring, can prevent a flow.
  • a spring fan may be a leaf spring, in which a spring effect is achieved by the bias of individual fins.
  • a profiled elastomer ring may be formed due to the profiling such that due to a pressure can be done folding away. However, if the elastomer ring strikes a bearing surface, an opening can be closed.
  • a flow-actuated annular closure member may be made of a thermoplastic, for example.
  • a check valve can prevent a direction of movement and thereby generate a closing function.
  • the closing function can take place against a construction space or against a valve integrated in the stop, in particular flange or a shoulder or milling.
  • the resistive element may be configured to function as a filter element.
  • the resistance which can be opposed to a fluid movement, can take place through openings, in particular small openings of a sealing component.
  • the sealing member may be disposed in the gap such that it would completely seal the cross-section of the gap if it had no openings permeable to the molecules of the fluid.
  • a passage of the filter element can be prevented.
  • contaminants, contaminants and unwanted foreign bodies can be filtered out.
  • the filter element can oppose the fluid to a filter resistance. For example, by selecting the size of the passage openings, this resistance can be set. Thus it can be prevented that dirt particles, seen in a flow direction, accumulate in an arranged behind the filter area. This area can thus be kept free from contamination.
  • a filter can be manufactured as an annular filter sheet, for example photochemically etched or lasered.
  • a filter can be produced as a funnel-shaped filter screen, wherein a filter screen can have a large surface area.
  • the preparation can also be done via photochemical etching or laser.
  • the filter can be manufactured as an annular filter, for example as a steel filter fabric, as an insert made of a thermoplastic material. The thermoplastic material can provide a seal, while the steel filter fabric can take over the filter function.
  • the filter may be formed as a funnel-shaped filter screen, wherein also a large surface can be provided.
  • a combination of a check valve with a filter can be realized as a separate component.
  • the resistance element may be integrated in a component containing a check valve and a filter in one unit.
  • This unit can be firmly integrated on the central screw.
  • the combination of check valve and filter can also be arranged detachably on the central screw.
  • the arrangement of filter and check valve can also be done in different ways.
  • the filter can be flowed through, with any contamination or any contamination is stopped and therefore can not spread to a lying downstream flow direction check valve. It can thus be prevented failure of the check valve.
  • the check valve can not be protected against contamination.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a camshaft adjusting device with a camshaft adjuster supply line according to an embodiment of the present invention.
  • the camshaft adjusting device 117 comprises a camshaft adjuster feed line and the phase adjusting device 118.
  • the phase adjusting device 118 includes, inter alia, the jaw housing 113 and the camshaft adjuster 106.
  • a chainring 111 is rigidly connected to the jaw housing 113 by means of screws 112.
  • the jaw housing 113 follows in phase rotation of the ring gear 111.
  • a rotation takes place about the axes of the camshaft 101 and the central screw 109th
  • hydraulic chambers 114 are formed between the boundaries of the jaw housing 113 and the chainring. Into these hydraulic chambers 114 protrude the camshaft adjuster 106 or vane rotors 106 which oppose each other in the jaw housing 113 Turn the chainring 111 through an angle of rotation. This rotation is achieved by a corresponding pressurization of the hydraulic chambers 114, which will not be discussed here.
  • the camshaft adjuster 106 is fixedly connected both to the central screw housing 104 and to the camshaft 2, in particular one end of the camshaft.
  • a unit formed from the central screw 109, the camshaft adjuster 106 and the camshaft 101, can thereby rotate by an angle relative to the chain ring 111.
  • the cams, which are arranged on the camshaft 101, but in Fig. 1 are not shown, can thus be in their phase position, based on the rotation of the chain ring 111 set. This makes it possible to achieve an earlier or later opening or closing of the gas exchange valves on which the cams of the camshaft act.
  • the central screw 109 includes the central screw housing 104 and the central screw shaft 110.
  • the central screw housing 104 includes the unspecified central valve 119.
  • a fluid in particular an oil, to be supplied with a certain pressure.
  • the end of the camshaft 101 is provided with a receiving bore 120.
  • the receiving bore 120 extends in an end region of the camshaft 101 and has a different configuration in sections.
  • a first region 116 the receiving bore of the camshaft is provided with a thread into which the likewise threaded shaft 110 of the central screw 109 can be screwed.
  • the inner circumference of the receiving bore 120 is adapted to the outer circumference of the shank 110.
  • the chainring 111 is rotatably supported on the outer diameter of the camshaft 101.
  • the inner diameter of the receiving bore 120 has a larger circumference than the outer diameter of the shank 110 of the central screw 109.
  • an annular gap 115 extending in the axial direction of the central screw 109 extends trained. This gap 115 follows in the area in which the central screw 109 is integrated in the camshaft 101, the shape of the outer diameter of the central screw 109.
  • the outer diameter of the central screw 109 widens in relation to the outer diameter of the shaft 110 in the region of the central screw housing 104, the Central valve 119 includes, on.
  • the gap 115 extends from the region 116, in which the shaft 110 of the central screw is screwed into the receiving bore 120, to the part of the central screw housing 104, to which the central screw housing 104 is fixedly connected to the camshaft adjuster 106, and is partially in place of the Receiving bore 120 bounded by the camshaft adjusters 106.
  • a pressurized oil supply P 103 is disposed radially in the camshaft 101.
  • This pressure oil supply P 103 or bore 103 which is arranged on the radial bearing 102 of the camshaft, makes it possible to act on the gap 115 via an unspecified pressure line system with an oil.
  • the bore 103 of the pressure oil supply opens into the receiving bore 120 of the camshaft and thus into the gap 115 between the outer circumference of the central screw 109 and the inner circumference of the receiving bore 120 of the camshaft 101.
  • the oil via the pressure oil supply P 103 at the radial bearing of the camshaft 102 enters, axially along the direction of the camshaft 101 coming along the shaft 110 and the central screw housing 104 in the axial direction of the camshaft adjuster 106 diverted or deflected.
  • the oil is pressed into the hydraulic chamber 114 by the pressure in the central valve 119, which is formed as a 4/3-way proportional valve within the inner rotor of the camshaft adjuster 106.
  • a circular filter 107 and / or a check valve 108 are arranged between the inlet of the pressure oil supply P 103 and a widening of the central screw shaft 110 to the central screw housing 104.
  • the expansion to the central screw housing 104 is linearly rising and serves to receive the central valve 119.
  • the shape of the receiving bore 120 follows the linear increase of the central screw 109, so that the distance of the central screw of the inner diameter of the receiving bore over the length of the gap remains constant.
  • Fig. 2 shows an enlarged longitudinal sectional view of a lying in the gap 115 resistance element, in particular a filter 107 and a check valve 108 of a camshaft adjuster supply line, according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 Part of the camshaft 101 is shown with the pressure oil supply 103 and a section of the central screw shaft 110 and the central screw housing 104 of the central screw 109. The supply of the fluid takes place in the Fig. 2 from above via the pressure oil supply 103.
  • Fig. 2 the radially introduced oil flow 201 is deflected in a direction axially located in the direction of lower pressure 202 direction.
  • the pressure difference of the oil pressure is so large that the rigid filter 107 is penetrated by the oil and the oil propagates past the check valve 108 along the central screw housing 104 in the direction 120.
  • This situation may prevail if, for example, a pressure chamber located at the side of the annular gap 115 remote from the pressure oil feed 103 is to be filled with oil. There then prevails at this remote end a lower pressure than at the pressure supply 103.
  • the filter 107 surrounds the shaft 110 like a collar.
  • the filter 107 has two legs. With the first leg 204, the filter 107 is disposed on the outer diameter of the central screw shaft 110.
  • the second leg 205 of the filter 107 extends at an angle radially in the direction of the inner diameter of the receiving bore in the camshaft 101, where it is fixed in a cutout or finds a stop.
  • the second leg 205 of the filter 107 has openings through which the oil can penetrate, but with the contamination remaining in the region of the annulus 115 in the vicinity of the pressure oil supply 103. This second leg 205 forms the resistance body of the resistance element 107.
  • the check valve 108 also surrounds the shaft 110 collar-like and also has in the sectional view of Fig. 2 a first leg 206 and a second leg 207. However, the second leg 207 is movable relative to the first leg 206, with which the check valve is arranged on the outer diameter of the shaft 110. Ie. the obtuse angle formed between the first leg 206 and the second leg 207 can be increased when a fluid is flowing in the direction 203.
  • the second leg 207 of the check valve 108 projects radially into the annular gap 115, whereby a projection surface of the cross section of the annulus 115 is completely sealed with the second leg 207 of the check valve 108.
  • the second leg 207 forms the resistance body of the resistance element 108.
  • the enlargement of the obtuse angle between the first leg 206 and second leg 207 of the check valve takes place against a restoring force with which the second leg 207 is pressed against the inner circumference of the receiving bore in the camshaft 101.
  • the check valve 108 is disposed in the annulus 115 such that upon propagation of a fluid in a direction similar to that in FIG Fig. 2 direction shown 203 is opposite, the second leg 207 of the check valve 108 is pressed against the inner circumference of the receiving bore of the camshaft 101 such that a propagation of the fluid in this opposite direction is not possible.
  • sealing by means of the second leg 207 of the check valve 108 may prevent flow in the opposite direction to the direction 203 and opposite to the direction 202.
  • Such a retroactive force of the oil could be generated, for example, by alternating torques that arise when the cams roll on cam follower.
  • the pressure peaks in the pressure chambers or hydraulic chambers of the camshaft adjuster 106 could arise. It can also be avoided that the hydraulic chambers 114 are unintentionally emptied at least partially.
  • the oil entering the radial bearing 102 of the camshaft 101 is deflected along the shaft 110 and the central screw housing 104 in the axial direction 204, 203 to the camshaft adjuster 106.
  • the oil flows through an annular gap 115 between the central helical shaft 110 and the receiving bore 120 in the camshaft 101.
  • the performance of the camshaft adjustment system 117 can be influenced.
  • the central valve 119 is integrated in the central screw 109 for camshaft connection.
  • a check valve 108 improves the performance of a camshaft phaser 106 at certain operating points of an internal combustion engine. Especially at high temperatures, with a corresponding low oil viscosity, and at low engine speeds, the pressure in the oil supply 103, and thus the controllability, is limited. Furthermore, by the check valve 108, the idling of the camshaft adjuster 106, 118 are prevented in the parked state.
  • filter 107 and check valve 108 can be done in different ways: It can be seen in the flow direction 204, 203, the filter first flows through, whereby any contamination is stopped and therefore can not lead to failure of the check valve. Equally conceivable, however, is the reverse case, d. H. that first the check valve and then the filter is arranged. However, the check valve 108 is not protected against contamination.
  • Fig. 3 shows a further enlarged longitudinal sectional view of a lying in a gap resistance element of a camshaft adjuster supply line according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 shows that from a region 301 in the direction of the screw housing, the shaft 110 is no longer screwed into the thread 116 of the receiving bore 120. Rather, in the region 301, the inner circumference of the receiving bore 120 widens with respect to the outer circumference of the shank 110, as a result of which the circular gap 115 is formed.
  • Fig. 3 shows that the check valve 108 and the filter 107 are conically supported against the surrounding structure 101.
  • Fig. 4 shows a side view of a resistive element according to an embodiment of the present invention.
  • This in Fig. 4 illustrated resistance element is a check valve 401st
  • Fig. 4 shows the collar-like radial construction of the check valve 401.
  • the check valve 401 has a cylindrical collar 402; with which it can be attached to the shaft 110 and the housing 104 of a central screw 109.
  • the inner diameter of the cylinder 402 corresponds to the outer diameter of the shaft.
  • the lamellae 404 extend in the radial direction, pointing away from the axis 403, wherein with the action of the lamellae, a spring action of the check valve can be generated.
  • 404 slots 405 are provided between the slats, which allow mobility of the individual slats.
  • the fins extend at an obtuse angle from the outer periphery of the cylinder 402 away from the axis 403. By applying force, the obtuse angle can be further increased, whereby due to the spring action of the plate springs 404, a restoring force can be generated.
  • the ends of the fins 404 remote from the axis 403 may, for example, rest on the inner circumference of the receiving bore 120 of the camshaft 101. During installation, axial compressions can be compensated by the deflection of the components 404.
  • Fig. 5 shows a front view of a resistive element according to the present invention. It is the front view of the return valve the Fig. 4 to see.
  • Fig. 5 is the outer diameter to refer to 501, with which the check valve 401 can be supported on the inner circumference of a receiving bore.
  • the outer diameter is substantially a circle concentric with the inner cylinder 402. With the check valve 401, a circular gap can be sealed, the extension of which extends from the diameter of the tubular collar 402 to the outer diameter of the fins 501.
  • Fig. 6 shows a further embodiment of a resistive element according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is one opposite the Fig. 3 to see changed shape of both the central screw shaft 110 and the receiving bore of the camshaft 101.
  • the inner diameter of the mounting hole is not as in Fig. 3 formed continuously rising, but it is formed in the inner diameter of an annular shoulder with a shoulder 603. Accordingly, an annular shoulder 605 is formed at the transition region between the shaft 110 and the central screw housing 104.
  • the compression spring 604 finds a stop.
  • the filter 601 and the check valve 602 is arranged in the radial direction. While the filter 601 is fixed to the stem and the stopper 603, the check valve 602 is slidable in the axial direction parallel to the axis of the stem 110.
  • the spring 604 presses while the check valve 602 against the shoulder 603. If an application of the gap 115 with a fluid in the direction of the central screw housing, the check valve against the restoring force of the compression spring 604 can release the gap 115 for the flow of a liquid.
  • the check valve 602 With decreasing pressure from the pressure oil supply 103, and in particular at a pressure reversal, the check valve 602 is pressed against the annular shoulder 603, that the resistance, which is opposite to the fluid, so high that no oil can pass in the direction of the oil supply 103.
  • the filter 601 prevents contamination from the side of the pressure oil supply 103 in the direction of the central screw housing 104 can pass.
  • the check valve 602 and the filter 601 seal flat against the shoulder 603.
  • the spring action is generated by means of helical compression spring 604. Due to the compression of the components, in particular the resistance elements 601, 602, axial tolerances are compensated.
  • Fig. 7 shows still another embodiment of a resistive element according to an embodiment of the present invention.
  • the filter element 701 has a U-shaped longitudinal section. It comprises a tubular or cylindrical collar 704, with which it is firmly connected to the outer diameter of the shaft 110.
  • the collar 704 extends under the spring 703.
  • the collar 704 simultaneously provides a bearing surface for the tubular-shaped support 705 of a check valve 702.
  • the check valve 702 is formed with an L-shaped longitudinal section and has two right-angled legs. While one leg forms the tubular support 705, the other leg is designed to seal the gap 115.
  • the check valve 702 acts as a valve spool, ie as an element that produces the sealing function by moving.
  • the support 705 is slidably disposed in the axial direction on the cylinder 704 of the filter element 701 under the spring 703, ie it is located between the spring and the cylinder 704.
  • the filter element 701 rests with an end portion of the cylinder 704 on the shoulder 605 of the shaft 110 off, so that it can not move and only one of the liquid flowing through the channel 115 by its radially outwardly facing filter component sets a resistance against.
  • This radially outwardly facing filter component is tightly applied to the shoulder 603.
  • the support 705 can be moved together with the right-angled paragraph of the check valve axially in the direction of the central screw housing. For this purpose, as explained above, sufficiently high pressure difference is necessary.
  • the check valve 702 Upon release of the pressure, the check valve 702 is pressed against both the filter element 701 and the shoulder 603 by the force of the spring, whereby the channel 115 is sealed.
  • the filter 701 may be formed as a bent part with a collar 704, wherein the collar 704 may serve as a support for the valve spool 702 and as a retainer for the spring 703 at the same time.
  • a shoulder is formed on the cylinder 704, which shoulder bears against the shoulder 605 of the central screw 109 and has the same height as the shoulder 605. Since the spring strikes not directly on the shoulder 605 of the shaft 110, but on a leg of the U-shaped filter 701, the check valve 702 including filter 701 can be mounted in one piece.
  • Fig. 8 shows a further embodiment of a resistive element according to an embodiment of the present invention.
  • the at least one resistance element is realized as a filter 801 and as a check valve 802 in elastomer design.
  • the check valve 802 surrounds the shaft 110 in the radial direction like a collar and forms a concave sealing lip between the shaft 110 and the camshaft 101.
  • the outer end of the check valve 802 is applied to the annular shoulder 603 of the receiving bore of the camshaft 101.
  • two chambers of the gap 115 can be separated from each other.
  • the fluid may then flow through the filter 801 and the open area between the annular shoulder 603 and the sealing lip of the check valve 802. A displacement of the check valve 802 does not take place.
  • the sealing lip of the check valve 802 at the AD seals against the filter edge of the filter 801 or against the surrounding structure, in particular the receiving bore of the camshaft 101. Because of the elastic properties of the elastomer material, a large tolerance compensation is possible.
  • Fig. 9 shows still another embodiment of a resistive element according to an embodiment of the present invention.
  • the filter 901 is a portafilter with a sieve 904, wherein the portafilter is realized as an insert in a plastic injection molded part.
  • the portafilter consists of an inner collar 902 and an outer collar 903.
  • the inner collar 902 rests against the outer circumference of the screw shaft 110 and the outer collar 903 bears against the inner diameter of the receiving bore of the camshaft 101.
  • the gap 115 with respect to the inner diameter of the receiving bore and the outer diameter of the shaft sealed, so that a fluid can only pass between the inner collar 902 and the outer collar 903, the annular gap 115.
  • the inner collar 902 is cylindrical or tubular. Coaxial with the outer collar 903 is cylindrical, wherein the length of the inner collar is greater than the length of the outer collar.
  • the oil supply 103 facing ends of the inner collar and the outer collar lie in a radial plane. The over the length of the outer collar outstanding part of the inner collar can serve as a sliding surface for the check valve 906.
  • the check valve 906 is pressed by the spring 905 against the screw housing 104 facing the end of the outer collar 903. As a result, the flow between outer collar 903 and inner collar 902 can be prevented. With oil flowing through the filter element 901, the oil must pass through the screen 904 with the contaminant retained by the screen 904.
  • the inner collar 902 can simultaneously serve as a sliding surface for the check valve spool 906 on which slides.
  • One end of the inner collar 902 may be formed as a stop for the spring 905.
  • the resistance element 903, 902, 906, 904 can be replaced in one piece, since no additional stop for the spring is necessary.
  • Fig. 10 shows still another embodiment of a resistive element according to an embodiment of the present invention.
  • the resistance element 1001 which is in Fig. 10 is shown, it is a flow-operated check valve spool 1001.
  • the check valve 1001 is arranged axially displaceably on the outer diameter of the shaft 110.
  • the check valve spool 1001 extends radially from the outer diameter of the shaft to the inner diameter of the receiving bore 120 of the camshaft 101. Due to the increase in the inner diameter of the receiving bore 120 of the camshaft 101 in the direction of the screw housing 104, while the outer diameter of the shaft 110 remains constant, a flow of a liquid in the channel 115 in the direction of the screw housing 104 can take place.
  • the check valve spool 1001 may move in the direction of the screw housing 104. up to the shoulder 605. This creates a gap between the outer circumference of the check valve spool 1001 and the inner diameter of the receiving bore 120 of the camshaft 101, through which a fluid from a pressurization, in Fig. 10 not shown, can take place in the direction of the housing 104.
  • the closing of the P-port 103 or a return to the pressure oil supply 103 is only generated by the flow force of the back-flowing medium.
  • the check valve slide 101 is moved axially parallel on the shaft 110.

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Hydraulik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung, die Verwendung eines Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung, eine Nockenwellenverstelleinrichtung mit einer Nockenwellenverstellerzuleitung und ein Widerstandselement.
  • Nockenwellen mit ihren Nocken dienen bei einem Verbrennungsmotor dazu, die für das Ausschieben der verbrauchten Gase und Ansaugen der Frischgase separat ausgelegten Gaswechselventile entgegen der Kraft der Ventilfedern zu öffnen. Starre Steuerzeiten für die Ventile stellen immer einen Kompromiss für die Auslegung hinsichtlich des erreichbaren Mitteldruck- bzw. Drehmomentmaximums und dessen Lage im nutzbaren Drehzahlband sowie der erreichbaren Leistung bei Nenndrehzahl dar.
  • Es wurden daher verdrehbare Nockenwellen entwickelt, die die Steuerzeiten für die Ventile durch Verdrehen der Nockenwelle in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verändern können. Eine solche hydraulisch betriebene Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine, ein sog. Nockenwellenversteller, ist beispielsweise aus der EP 0 806 550 oder der DE 196 23 818 bekannt.
  • Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wirken Wechselmomente auf die Nockenwelle, die beispielsweise durch Reibkräfte bei dem Kontakt der Nocken mit den Schließventilen auftreten. Diese Wechselmomente entstehen durch das Abwälzen der Nocken auf den Nockenfolgern, beispielsweise Ausgleichselementen, zum Ausgleich des Ventilspiels. Die durch die Wechselmomente entstehenden Druckspitzen sind beispielsweise in der EP 0 590 696 beschrieben.
  • Die Druckspitzen entstehen in den Druckkammern des Nockenwellenverstellers und können dazu führen, dass ungewollt die eigentlich mit Druck zu beaufschlagende Kammer für die Dauer der Druckspitze teilweise entleert wird. Die Verstellgeschwindigkeit, mit der ein Vor- bzw. Nachlauf einer Nockenwelle eingestellt werden kann, sinkt und die Phasentreue ist beeinträchtigt. Des weiteren werden die Druckspitzen auch auf weitere Druckverbraucher übertragen, die dadurch geschädigt werden können.
  • Es ist bekannt, Rückschlagventile in den externen Druckkreislauf oder in der externen Druckleitung des Nockenwellenverstellers zu integrieren. Beispiele hierfür können der EP 0 590 696 , der EP 1 291 563 oder EP 1 284 340 entnommen werden.
  • Ein Zentralventil, das in der Schraube zur Nockenwellenanbindung integriert ist, ist beispielsweise aus DE 199 44 535 C1 bekannt
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Nockenwellenverstellerzuleitung anzugeben.
  • Demgemäß wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung, eine Verwendung eines Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung, eine Nockenwellenverstelleinrichtung und ein Widerstandselement angegeben.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben. Die Nockenwellenverstellerzuleitung umfasst eine Zentralschraube und eine Nockenwelle mit einer Aufnahmebohrung, wobei die Zentralschraube zumindest teilweise in der Aufnahmebohrung angeordnet ist. Die Zentralschraube ist derart in der Aufnahmebohrung der Nockenwelle angeordnet, dass sich zwischen der Zentralschraube und der Aufnahmebohrung ein Spalt ausbildet, der von einem Fluid durchströmt werden kann. In dem ausgebildeten Spalt ist zumindest ein Widerstandselement angeordnet, wobei das zumindest eine Widerstandselement einer Strömungsrichtung, die das Fluid aufweist, zumindest teilweise entgegenwirkt.
  • Mittels des Widerstandselements kann das Strömungsverhalten des Fluids in dem Spalt beeinflusst werden. Die Beeinflussung des Strömungsverhaltens kann dabei auch darin be-stehen, dass eine Strömungsrichtung des Fluids vollständig unterbrochen werden kann. Somit kann eine Steuerung der Strömungsrichtung des Fluids stattfinden.
  • Die Aufnahmebohrung kann beispielsweise in einem Endbereich der Nockenwelle angeordnet sein. Somit kann die Aufnahmebohrung sacklochartig ausgebildet sein.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung eines Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben. Das Widerstandselement kann dabei in einen Spalt zwischen der Aufnahmebohrung der Nockenwelle und der Zentralschraube der Nockenwelle eingesetzt werden, um einer Fluidbewegung entgegenzuwirken.
  • Zur Unterbindung bzw. Beeinträchtigung der Strömungsrichtung des Fluids, kann das Widerstandselement den Querschnitt des Spaltes bzw. eine Projektion desselben ausfüllen und dadurch abdichten.
  • Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellereinrichtung angegeben. Die Nockenwellenverstellereinrichtung umfasst dabei eine Nockenwellenverstellerzuleitung und eine Phaseneinstelleinrichtung, wobei die Nockenwellenverstellerzuleitung ausgebildet ist, die Phaseneinstelleinrichtung mit einem Fluid zu beaufschlagen. Es kann somit ein Fluidstrom der Phaseneinstelleinrichtung in seinem Strömungsverhalten beeinflusst werden. Es kann somit beispielsweise bestimmt werden, ob und wieviel Fluid der Phaseneinstelleinrichtung bereitgestellt werden soll.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Widerstandselement angegeben, wobei das Widerstandselement einen Widerstandskörper aufweist, der sich radial in einem Spalt zwischen den Begrenzungen des Spaltes erstrecken kann. Dabei können die Begrenzungen beispielsweise von einer Aufnahmebohrung in einer Nockenwelle und einer Zentralschraube gebildet werden. Das Widerstandselement weist einen Widerstandskörper auf, mit dem es einer Fluidbewegung in einem Spalt entgegenwirken kann.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben, wobei der Spalt zwischen der Zentralschraube und der Aufnahmebohrung als Ringspalt ausgebildet ist.
  • Die Zentralschraube kann koaxial in einer entsprechend ausgebildeten Aufnahmebohrung einer Nockenwelle angeordnet sein, so dass zwischen der Nockenwelle und der Zentralschraube ein ring- oder kreisförmiger Abstand entsteht. Dieser Abstand oder Spalt, insbesondere Ringspalt, kann verwendet werden, um eine Nockenwellenverstellereinrichtung über den Spalt mit einem Fluid beaufschlagen zu können. Der im Querschnitt als Ring ausgebildete Spalt kann sich achsparallel entlang der Länge der Zentralschraube erstrecken. Folglich kann der Spalt über die Länge der Zentralschraube ringförmig wie ein Zylinder ausgebildet sein.
  • Ferner wird gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben, wobei die Zentralschraube und die Nockenwelle gegenseitig verdrehbar ausgebildet sind. Es kann dadurch beispielsweise bei der Montage eine Zentralschraube in einer Nockenwelle bzw. in einer Aufnahmebohrung einer Nockenwelle zur Fixierung eingeschraubt werden. Das Widerstandselement behindert dabei nicht die beim Einschrauben entstehenden Verdrehungen der Zentralschraube gegenüber der Nockenwelle. Das Widerstandselement kann jedoch ausgebildet sein, um Toleranzabweichungen, die beim Einbringen der Zentralschraube in die Aufnahmebohrung auftreten können auszugleichen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben, wobei die Zentralschraube einen definierten Außenumfang aufweist und wobei das Widerstandselement auf dem Außenumfang der Zentralschraube angeordnet ist. Es kann somit das zumindest eine Widerstandselement derart an dem Außenumfang der Zentralschraube befestigt sein, dass es mit der Zentralschraube eine feste, einstückige Einheit bildet. Die Einbaulage des Widerstandselements, kann somit festgelegt werden.
  • Außerdem kann durch ein auf dem Außenumfang der Zentralschraube angeordnetes Widerstandselement bei einer Demontage der Zentralschraube leicht auf das Widerstandselement zugegriffen werden. Dies kann beispielsweise bei einer Fehlersuche oder Auswechselung des Widerstandselements hilfreich sein.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben, wobei das zumindest eine Widerstandselement den Außenumfang der Zentralschraube kragenartig umgibt. Mittels des kragenartigen Umgeben des Außenumfangs der Zentralschraube mit einem Widerstandselement kann eine sichere und vollständige Umschließung oder Abdichtung des Außenumfangs der Zentralschraube bewerkstelligt werden.
  • Darüber hinaus wird gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung geschaffen, bei der die Aufnahmebohrung in der Nockenwelle oder in einem Ende der Nockenwelle einen Innenumfang aufweist, in dem das Widerstandselement angeordnet ist. Die Anordnung eines Widerstandselements in einem Innenumfang der Aufnahmebohrung kann eine zusätzliche Führung bei der Montage einer Zentralschraube in der Aufnahmebohrung darstellen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung bereitgestellt, wobei sich das Widerstandselement radial zwischen dem Innenumfang der Aufnahmebohrung und dem Außenumfang der Zentralschraube erstreckt.
  • Dabei kann sich das Widerstandselement entweder radial von dem Außenumfang der Zentralschraube bis zu dem Innenumfang der Aufnahmebohrung, oder auch von dem Innenumfang der Aufnahmebohrung zu dem Außenumfang der Zentralschraube radial erstrecken. Unter radialer Erstreckung soll im Zusammenhang dieses Textes auch eine unter einem Winkel erfolgende radiale Erstreckung verstanden werden, bei der sich nur eine Richtungskomponente tatsächlich radial, die andere Richtungskomponente hingegen axial erstreckt. In anderen Worten bedeutet das eine Erstreckung des Widerstandselements, dessen Projektion sich auf den Spaltquerschnitt betrachtet radial erstreckt.
  • Unter dieser Definition der radialen Erstreckung kann folglich auch eine in dem Spalt schräg von dem Außenumfang der Zentralschraube zu dem Innenumfang der Aufnahmebohrung verlaufende Anordnung des Widerstandselements oder aber auch eine schräg von dem Innenumfang der Aufnahmebohrung zu dem Außenumfang der Zentralschraube verlaufende Erstreckung verstanden werden.
  • Die radiale Anordnung des Widerstandselements in einem Spalt kann bewirken, dass eine auf den Querschnitt betrachtete Projektion des Widerstandselements den zwischen dem Außenumfang der Zentralschraube und dem Innenumfang der Aufnahmebohrung gebildeten Kreisspalt vollständig durch das Widerstandselement abdeckt bzw. abdichtet. Folglich liegt das Widerstandselement sowohl an dem Innenumfang der Aufnahmebohrung als auch an dem Außenumfang der Zentralschraube an. Ggf. kann die Dichtwirkung durch die Bereitstellung von Bohrungen bzw. Schultern oder Erhebungen oder Fräsungen an dem Innenumfang der Aufnahmebohrung bzw. dem Außenumfang der Zentralschraube verbessert werden.
  • Ferner wird gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung bereitgestellt, wobei das Widerstandselement austauschbar ausgebildet ist. Das Widerstandselement kann folglich beispielsweise bei Verschleiß ersetzt und ausgetauscht werden. Es kann aber auch ein Bereich in der Nähe des Widerstandselements leicht gereinigt werden.
  • Gemäß einem noch anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung bereitgestellt, wobei die Nockenwelle, insbesondere das Ende einer Nockenwelle, eine Versorgungsöffnung aufweist, die in die Aufnahmebohrung der Nockenwelle mündet. Über diese Versorgungsöffnung (ein sog. Port oder auch Druckölversorgung) kann die Aufnahmebohrung von einem Außenbereich der Nockenwelle mit einem Fluid beaufschlagt werden. In dem Außenbereich kann die Zuführung des Fluids beispielsweise über externe Druckleitungen erfolgen.
  • Da die Versorgungsöffnung gleichzeitig in den ringförmigen Spalt zwischen der Zentralschraube und der Aufnahmebohrung mündet, kann somit der Spalt mit einem Fluid beaufschlagt werden. Über den Druck, mit dem das Fluid über die Versorgungsöffnung bereitgestellt wird, kann ein Innendruck des Fluids in dem Spalt bzw. dem zwischen Zentralschraube und Aufnahmebohrung der Nockenwelle zur Verfügung gestellten Versorgungskanal erzeugt werden. Dadurch kann der Druck des Fluids in einer über die Nockenwellenverstellerzuleitung zu versorgenden Einrichtung bestimmt werden.
  • Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel wird eine Nockenwellenverstellerzuleitung bereitgestellt, wobei die Zentralschraube eine Achse aufweist, welche für die Zentralschraube eine axiale Richtung definiert. Das in dem Spalt zwischen der Zentralschraube und der Aufnahmebohrung angeordnete Widerstandselement ist dabei derart ausgebildet, dass es einer in axiale Richtung weisenden Strömungsrichtung des Fluids entgegenwirkt. Es kann folglich das Strömungsverhalten des Fluids entlang der Achse der Zentralschraube, insbesondere in einem Kanal, der zwischen Zentralschraube und Aufnahmebohrung der Nockenwelle ausgebildet ist, mittels des Widerstandselements beeinflusst werden. Es kann somit Druck reduziert bzw. aufgebaut werden oder die Strömungsrichtung des Fluids beeinflusst werden.
  • Ferner wird gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung angegeben, wobei das zumindest eine Widerstandselement ausgebildet ist, der in axialer Richtung weisenden Strömungsrichtung des Fluids mit einem anderen Widerstand entgegenzuwirken, als einer entgegen der axialen Richtung weisenden Strömungsrichtung.
    Es kann folglich erreicht werden, dass sich das Fluid zwar in einer Richtung entlang der Achse der Zentralschraube nahezu ungehindert ausbreiten kann, während es in der entgegengesetzten Richtung an einer Ausbreitung gehindert wird. Es kann damit ein Hinfluss erlaubt, ein Rückfluss jedoch verhindert werden.
  • Ferner wird gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Nockenwellenverstellerzuleitung bereitgestellt, wobei das Widerstandselement als Rückschlagventil fungiert. Dabei kann das Widerstandselement derart in dem Spalt angeordnet sein, dass es in einer beispielsweise als Hinrichtung bezeichneten Richtung innerhalb eines Leitungssystems zwischen dem Innenumfang der Aufnahmebohrung der Nockenwelle und dem Außenumfang der Zentralschraube fließen kann, wohingegen ein Fluidfluss in einer entsprechend entgegengesetzt definierten Rückrichtung nahezu vollständig unterbunden wird.
  • Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann das Rückschlagventil als ringförmiger Schieber, als Federfächer, als profiliertes Elastomer oder als strömungsbetätigter, ringförmiger Schließkörper ausgebildet sein.
  • Ein ringförmiger Schieber kann beispielsweise ein Schiebeelement aus Stahl sein, das gegen den Druck einer Schraubenfeder oder Wellfeder in einer Richtung öffnet, jedoch in eine andere Richtung, von der entsprechenden Feder unterstützt, ein Durchströmen verhindern kann. Ein Federfächer kann eine Lamellenfeder sein, bei der eine Federwirkung durch die Vorspannung einzelner Lamellen erreicht wird.
  • Ein profilierter Elastomerring kann aufgrund der Profilierung derart ausgebildet sein, dass aufgrund eines Druckes ein Wegklappen erfolgen kann. Schlägt der Elastomerring jedoch auf einer Auflagefläche an, kann eine Öffnung verschlossen werden.
  • Ein strömungsbetätigter ringförmiger Schließkörper kann beispielsweise aus einem Thermoplast hergestellt sein. Unabhängig von der Bauart kann ein Rückschlagventil eine Bewegungsrichtung unterbinden und dadurch eine Schließfunktion erzeugen. Die Schließfunktion kann gegen einen Bauraum bzw. gegen einen im Ventil integrierten Anschlag, insbesondere Flansch oder eine Schulter bzw. Fräsung erfolgen.
  • Gemäß einem noch anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Widerstandselement ausgebildet sein, um als Filterelement zu fungieren. Der Widerstand, der einer Fluidbewegung entgegengesetzt werden kann, kann durch Öffnungen, insbesondere kleine Öffnungen eines Dichtungsbauteils erfolgen. Das Dichtungsbauteil kann in dem Spalt derart angeordnet sein, dass es den Querschnitt des Spaltes vollständig abdichten würde, wenn es keine für die Moleküle des Fluids durchlässigen Öffnungen aufweisen würde.
  • Für Elemente, beispielsweise Verschmutzung, die größer als die Durchmesser in dem Filterelement sind, kann ein Passieren des Filterelements verhindert werden. Somit können Verschmutzungen, Kontaminat und ungewollte Fremdkörper ausgefiltert werden. Aufgrund der barrierenartigen Wirkung kann das Filterelement dem Fluid einen Filterwiderstand entgegensetzen. Beispielsweise kann durch die Wahl der Größe der Durchlassöffnungen dieser Widerstand eingestellt werden. Somit kann verhindert werden, dass sich Schmutzpartikel, in einer Strömungsrichtung gesehen, in einem hinter dem Filter angeordneten Bereich ansammeln. Dieser Bereich kann somit frei von Verschmutzung gehalten werden.
  • Ferner werden gemäß weiterer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bauarten eines Filters angegeben. Ein Filter kann als ringförmiges Filterblech, beispielsweise fotochemisch geätzt oder gelasert, hergestellt werden. Ein Filter kann als trichterförmiges Filtersieb hergestellt werden, wobei ein Filtersieb eine große Oberfläche aufweisen kann. Die Herstellung kann ebenfalls über fotochemisches Ätzen bzw. Laserung erfolgen. Ferner kann das Filter als ringförmiges Filter, beispielsweise als Stahlfiltergewebe, als Einlegeteil aus einem thermoplastischen Material hergestellt werden. Dabei kann das thermoplastische Material für eine Dichtung sorgen, während das Stahlfiltergewebe die Filterfunktion übernehmen kann. Außerdem kann das Filter als trichterförmiges Filtersieb ausgebildet sein, wobei ebenfalls eine große Oberfläche bereitgestellt werden kann.
  • In den vorausgehenden Abschnitten wurden einige Fortbildungen der Erfindung wurden bezugnehmend auf die Nockenwellenverstellerzuleitung beschrieben. Diese Ausgestaltungen gelten auch für die Verwendung eines Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung und für die Nockenwellenverstelleinrichtung.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele können in der Kombination von Widerstandselementen als eigene Bauteile gesehen werden; beispielsweise kann eine Kombination eines Rückschlagventils mit einem Filter als eigenständiges Bauteil realisiert werden.
  • Andererseits kann das Widerstandselement in einem Bauteil, das ein Rückschlagventil und ein Filter in einer Einheit enthält, integriert sein. Diese Einheit kann fest auf der Zentralschraube integriert sein. Die Kombination aus Rückschlagventil und Filter kann aber auch lösbar auf der Zentralschraube angeordnet sein.
  • Die Anordnung von Filter und Rückschlagventil kann ebenfalls auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So kann zuerst das Filter durchströmt werden, wobei ein etwaiges Kontaminat oder eine etwaige Verschmutzung aufgehalten wird und sich daher nicht zu einem in Strömungsrichtung danach liegenden Rückschlagventil ausbreiten kann. Es kann somit ein Versagen des Rückschlagventils verhindert werden. Ebenso denkbar ist jedoch auch der umgekehrte Fall, d. h. dass in Strömungsrichtung gesehen zuerst das Rückschlagventil gefolgt von dem Filter angeordnet ist. Dabei kann das Rückschlagventil jedoch nicht gegen Kontaminat geschützt sein.
  • Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Figuren beschrieben.
    • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Nockenwellenverstelleinrichtung mit einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Längsschnittdarstellung eines in einem Spalt angeordneten Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 3 zeigt eine weitere vergrößerte Längsschnittsdarstellung eines in einem Spalt angeordneten Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Widerstandselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 5 zeigt eine Frontansicht eines Widerstandselements gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 8 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. In der folgenden Beschreibung der Fig. 1 bis Fig. 10 werden die gleichen Bezugsziffern für gleiche oder sich entsprechende Elemente verwendet.
  • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Nockenwellenverstelleinrichtung mit einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Nockenwellenverstelleinrichtung 117 umfasst eine Nockenwellenverstellerzuleitung und die Phaseneinstelleinrichtung 118. Die Phaseneinstelleinrichtung 118 umfasst unter anderem das Backengehäuse 113 und den Nockenwellenversteller 106. Ein Kettenkranz 111 ist mittels Schrauben 112 mit dem Backengehäuse 113 starr verbunden. Somit folgt das Backengehäuse 113 phasengleich einer Drehung des Kettenkranzes 111. Eine Drehung erfolgt um die Achsen der Nockenwelle 101 und der Zentralschraube 109.
  • In dem Backengehäuse 113 werden zwischen den Begrenzungen des Backengehäuses 113 und dem Kettenkranz 111 Hydraulikkammern 114 ausgebildet. In diese Hydraulikkammern 114 ragen die Nockenwellenversteller 106 oder Flügelrotoren 106, die sich gegenüber bzw. in dem Backengehäuse 113 gegenüber dem Kettenkranz 111 um einen Drehwinkel verdrehen lassen. Diese Verdrehung wird durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung der Hydraulikkammern 114, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll, erreicht.
  • Der Nockenwellenversteller 106 ist fest sowohl mit dem Zentralschraubengehäuse 104 als auch mit der Nockenwelle 2, insbesondere einem Ende der Nockenwelle, verbunden. Eine Einheit, gebildet aus der Zentralschraube 109, dem Nockenwellenversteller 106 und der Nockenwelle 101, lässt sich dadurch um einen Winkel gegenüber dem Kettenkranz 111 verdrehen. Die Nocken, die auf der Nockenwelle 101 angeordnet sind, jedoch in Fig. 1 nicht dargestellt sind, lassen sich somit in ihrer Phasenlage, bezogen auf die Drehung des Kettenkranzes 111, einstellen. Damit lässt sich eine frühere oder spätere Öffnung bzw. Schließung der Gaswechselventile, auf die die Nocken der Nockenwelle einwirken, erreichen.
  • Die Zentralschraube 109 umfasst das Zentralschraubengehäuse 104 und den Zentralschraubenschaft 110. Das Zentralschraubengehäuse 104 beinhaltet das nicht näher erläuterte Zentralventil 119. Zur Druckbeaufschlagung der Hydraulikkammern 114 muss die Hydraulikkammer 114 ein Fluid, insbesondere ein Öl, mit einem bestimmten Druck versorgt werden. Dazu ist das Ende der Nockenwelle 101 mit einer Aufnahmebohrung 120 versehen.
  • Die Aufnahmebohrung 120 erstreckt sich in einem Endbereich der Nockenwelle 101 und weist abschnittsweise eine unterschiedliche Ausgestaltung auf. In einem ersten Bereich 116 ist die Aufnahmebohrung der Nockenwelle mit einem Gewinde versehen, in das der ebenfalls mit einem Gewinde versehene Schaft 110 der Zentralschraube 109 eingedreht werden kann. In dem Gewindebereich 116 ist der Innenumfang der Aufnahmebohrung 120 an den Außenumfang des Schaftes 110 angepasst.
  • Am Ende der Nockenwelle 101 ist auf dem Außendurchmesser der Nockenwelle 101 der Kettenkranz 111 drehbar gelagert. In einem Bereich der Aufnahmebohrung 120, der zwischen dem mit dem Gewinde versehenen Bereich 116 und dem Ende der Nockenwelle 101 liegt, weist der Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 120 einen größeren Umfang auf, als der Außendurchmesser des Schaftes 110 der Zentralschraube 109. Dadurch wird zwischen Zentralschraube 109 und der Aufnahmebohrung 120 ein ringförmiger Spalt 115, der sich in axialer Richtung der Zentralschraube 109 erstreckt, ausgebildet. Dieser Spalt 115 folgt in dem Bereich, in dem die Zentralschraube 109 in die Nockenwelle 101 integriert ist, der Form des Außendurchmessers der Zentralschraube 109. Der Außendurchmesser der Zentralschraube 109 weitet sich bezogen auf den Außendurchmesser des Schaftes 110 im Bereich des Zentralschraubengehäuses 104, der das Zentralventil 119 umfasst, auf.
  • Der Spalt 115 reicht von dem Bereich 116, in dem der Schaft 110 der Zentralschraube in die Aufnahmebohrung 120 eingeschraubt ist, bis zu dem Teil des Zentralschraubengehäuses 104, an dem das Zentralschraubengehäuse 104 mit dem Nockenwellenversteller 106 fest verbunden ist, und wird teilweise anstelle von der Aufnahmebohrung 120 von den Nockenwellenverstellern 106 begrenzt.
  • In einem Bereich zwischen dem mit einem Gewinde versehenen Teil 116 der Aufnahmebohrung 120 und dem Ende der Nockenwelle 101 ist eine Druckölversorgung P 103 radial in der Nockenwelle 101 angeordnet. Diese Druckölversorgung P 103 oder Bohrung 103, die am Radiallager 102 der Nockenwelle angeordnet ist, ermöglicht es, über ein nicht näher dargestelltes Druckleitungssystem den Spalt 115 mit einem Öl zu beaufschlagen.
  • Die Bohrung 103 der Druckölversorgung mündet in die Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle und somit in den Spalt 115 zwischen dem Außenumfang der Zentralschraube 109 und dem Innenumfang der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101. Somit wird das Öl, das über die Druckölversorgung P 103 an dem Radiallager der Nockenwelle 102 eintritt, axial aus Richtung der Nockenwelle 101 kommend entlang des Schaftes 110 bzw. des Zentralschraubengehäuses 104 in axialer Richtung des Nockenwellenverstellers 106 umgeleitet bzw. umgelenkt.
  • Das Öl wird durch den Druck in das Zentralventil 119, das als 4/3-Wege-Proportionalventil innerhalb des Innenrotors des Nockenwellenverstellers 106 ausgebildet ist, in die Hydraulikkammer 114 gepresst. In dem Spalt 115 sind zwischen dem Eintritt der Druckölversorgung P 103 und einer Aufweitung des Zentralschraubenschaftes 110 zu dem Zentralschraubengehäuse 104 ein kreisförmiges Filter 107 und/oder ein Rückschlagventil 108 angeordnet. Die Aufweitung zu dem Zentralschraubengehäuse 104 erfolgt linear ansteigend und dient der Aufnahme des Zentralventils 119. Die Form der Aufnahmebohrung 120 folgt dem linearen Anstieg der Zentralschraube 109, so dass der Abstand der Zentralschraube von dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung über die Länge des Spaltes konstant bleibt.
  • Das Filter 107 und das Rückschlagventil 108 sind in Fig. 2 näher erläutert. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Längsschnittsdarstellung eines in dem Spalt 115 liegenden Widerstandselements, insbesondere eines Filters 107 und eines Rückschlagventils 108 einer Nockenwellenverstellerzuleitung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt ausschnittsweise einen Bereich der Nockenwelleriverstelleinrichtung 117. Zu sehen ist ein Teil der Nockenwelle 101 mit der Druckölversorgung 103 und einen Ausschnitt des Zentralschraubenschaftes 110 und des Zentralschraubengehäuses 104 der Zentralschraube 109. Die Versorgung mit dem Fluid erfolgt in der Fig. 2 von oben über die Druckölversorgung 103.
  • Es ist zu sehen, dass bei dem Übergang des Zentralschraubenschaftes 110 zu dem Zentralschraubengehäuse 104 der Außenumfang der Zentralschraube 109 im Bereich des Zentralschraubengehäuses 104 gegenüber dem Außenumfang des Zentralschraubenschaftes 110 in axialer Richtung zunimmt. Durch die Druckölversorgung 103 wird in radialer Richtung 201 ein unter Druck stehendes Öl dem Kreisringspalt 115 zugeführt. Der Kreisringspalt 115 wird aufgrund des geringeren Außendurchmessers des Zentralschraubenschaftes 110 bzw. des Zentralschraubengehäuses 104 in Bezug auf den Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 120 in der Nockenwelle 101 gebildet.
  • Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, wird der radial eingeleitete Ölstrom 201 in eine sich axial in Richtung geringeren Drucks liegende Richtung 202 umgelenkt. Dabei ist die Druckdifferenz des Öldruckes so groß, dass das starre Filter 107 von dem Öl durchsetzt wird und sich das Öl vorbei an dem Rückschlagventil 108 entlang an dem Zentralschraubengehäuse 104 in Richtung 120 ausbreitet. Diese Situation kann vorherrschen, wenn beispielsweise eine am von der Druckölzufuhr 103 entfernten Seite des Kreisringspalts 115 liegende Druckkammer mit Öl gefüllt werden soll. Es herrscht dann an diesem entfernten Ende ein geringerer Druck, als an der Druckzufuhr 103.
  • Das Filter 107 umgibt den Schaft 110 kragenartig. In der Schnittdarsellung der Fig. 2 weist das Filter 107 zwei Schenkel auf. Mit dem ersten Schenkel 204 ist das Filter 107 an dem Außendurchmesser des Zentralschraubenschaftes 110 angeordnet. Der zweite Schenkel 205 des Filters 107 erstreckt sich unter einem Winkel radial in Richtung des Innendurchmessers der Aufnahmebohrung in der Nockenwelle 101, wo er in einer Ausfräsung fixiert ist bzw. einen Anschlag findet. Der zweite Schenkel 205 des Filters 107 weist Durchbrüche auf, durch die das Öl durchdringen kann, wobei jedoch Kontaminat im Bereich des Kreisringspalts 115 in der Nähe der Druckölversorgung 103 zurück bleibt. Dieser zweite Schenkel 205 bildet den Widerstandskörper des Widerstandselements 107.
  • Das Rückschlagventil 108 umgibt den Schaft 110 ebenfalls kragenartig und weist ebenfalls in der Schnittdarstellung der Fig. 2 einen ersten Schenkel 206 und einen zweiten Schenkel 207 auf. Der zweite Schenkel 207 ist jedoch gegenüber dem ersten Schenkel 206, mit dem das Rückschlagventil an dem Außendurchmesser des Schaftes 110 angeordnet ist, beweglich. D. h. dass der zwischen dem ersten Schenkel 206 und dem zweiten Schenkel 207 gebildete stumpfe Winkel bei Durchfluss eines Fluids in Richtung 203 vergrößert werden kann.
  • Der zweite Schenkel 207 des Rückschlagventils 108 ragt radial in den Kreisringspalt 115 hinein, wodurch eine Projektionsfläche des Querschnitts des Kreisringspalts 115 vollständig mit dem zweiten Schenkel 207 des Rückschlagventils 108 abgedichtet ist. Dadurch bildet der zweite Schenkel 207 den Widerstandskörper des Widerstandselements 108. Die Vergrößerung des stumpfen Winkels zwischen erstem Schenkel 206 und zweitem Schenkel 207 des Rückschlagventils erfolgt gegenüber einer Rückstellkraft, mit der der zweite Schenkel 207 an den Innenumfang der Aufnahmebohrung in der Nockenwelle 101 gedrückt wird.
  • Das Rückschlagventil 108 ist derart in dem Kreisringspalt 115 angeordnet, dass bei einer Ausbreitung eines Fluids in einer Richtung, die der in Fig. 2 gezeigten Richtung 203 entgegengesetzt ist, der zweite Schenkel 207 des Rückschlagventils 108 derart gegen den Innenumfang der Aufnahmebohrung der Nockenwelle 101 gedrückt wird, dass eine Ausbreitung des Fluids in dieser entgegengesetzten Richtung nicht möglich ist. Somit kann erreicht werden, dass sich das Fluid von der Druckölversorgung 103 kommend in Richtung 202 und Richtung 203 in beispielsweise eine Hydraulikkammer, die in Fig. 2 nicht gezeichnet ist, ausbreitet. Es kann aber durch das Abdichten mittels des zweiten Schenkel 207 des Rückschlagventils 108verhindert werden, dass eine Strömung in entgegengesetzter Richtung zu Richtung 203 und entgegengesetzt zu Richtung 202 stattfindet.
  • Eine solche rückwirkende Kraft des Öls könnte beispielsweise durch Wechselmomente, die beim Abwälzen der Nocken auf Nockenfolgem entstehen, erzeugt werden. Durch das Abdichten mittels des Rückschlagventils 108 können ungewollte Beeinträchtigungen durch Druckspitzen vermieden werden. Beispielsweise könnten die Druckspitzen in den Druckkammern bzw. Hydraulikkammern des Nockenwellenverstellers 106 entstehen. Es kann auch vermieden werden, dass die Hydraulikkammern 114 ungewollt zumindest teilweise entleert werden.
  • Anschaulich bedeutet das, dass das Rückschlagventil 108 bzw. das Filter 107 in Zentralventilen 119 für die Nockenwellenverstellung von Verbrennungsmotoren Verwendung finden kann, deren Druckölversorgung P 103 axial aus Richtung der Nockenwelle 101 kommt. Das am Radiallager 102 der Nockenwelle 101 eintretende Öl wird entlang des Schaftes 110 und des Zentralschraubengehäuses 104 in axialer Richtung 204, 203 zum Nockenwellenversteller 106 umgelenkt. Hierbei strömt das Öl durch einen Kreisringspalt 115 zwischen Zentralschrauberischaft 110 und Aufnahmebohrung 120 in der Nockenwelle 101.
  • Durch die Anbringung eines kreisförmigen Filters 107 und/oder eines Rückschlagventils 108 lässt sich die Performance des Nockenwellenverstellsystems 117 beeinflussen. Das Zentralventil 119 ist in die Zentralschraube 109 zur Nockenwellenanbindung integriert. Durch das Filter 107 bzw. das Rückschlagventil 108 kann eine Schmutzanfälligkeit reduziert werden und die Performance der Verstellgeschwindigkeit und der Regelbarkeit verbessert werden. Bei Nockenwellenverstelleranwendungen kann somit die Robustheit gegen Verschmutzung durch die Einführung eines Filters 107 in der Druckölzufuhr P 103 gesteigert werden.
  • Die Implementierung eines Rückschlagventils 108 verbessert in bestimmten Betriebspunkten eines Verbrennungsmotors die Performance eines Nockenwellenverstellers 106. Insbesondere bei hohen Temperaturen, mit einer entsprechenden niedrigen Ölviskosität, und bei niedrigen Motorendrehzahlen ist der Druck in der Ölzufuhr 103 und somit die Regelbarkeit bzw. Verstellgeschwindigkeit eingeschränkt. Des weiteren kann durch das Rückschlagventil 108 das Leerlaufen des Nockenwellenverstellers 106, 118 im abgestellten Zustand verhindert werden.
  • Neben der in Fig. 2 dargestellten gesonderten Anordnung des Rückschlagventils 108 und des Filters 107 ist es auch denkbar, das Rückschlagventil und den Filter in einer Einheit integriert fest auf der Zentralventilschraube 109, insbesondere des Schraubenschaftes 110, zu integrieren. Außerdem ist es möglich, das Rückschlagventil und den Filter in einer Einheit integriert lösbar auf der Zentralventilschraube 109 anzuordnen.
  • Die Anordnung von Filter 107 und Rückschlagventil 108 kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen: Es kann in Strömungsrichtung 204, 203 gesehen zuerst das Filter durchströmt werden, wodurch etwaiges Kontaminat aufgehalten wird und daher nicht zum Versagen des Rückschlagventils führen kann. Ebenso denkbar ist jedoch auch der umgekehrte Fall, d. h. dass zunächst das Rückschlagventil und danach das Filter angeordnet ist. Dabei ist jedoch das Rückschlagventil 108 nicht gegen Kontaminat geschützt.
  • Fig. 3 zeigt eine weitere vergrößerte Längsschnittsdarstellung eines in einem Spalt liegenden Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 zeigt, dass ab einem Bereich 301 in Richtung des Schraubengehäuses der Schaft 110 nicht mehr in das Gewinde 116 der Aufnahmebohrung 120 eingedreht ist. Vielmehr weitet sich im Bereich 301 der Innenumfang der Aufnahmebohrung 120 gegenüber dem Außenumfang des Schaftes 110 auf, wodurch der kreisförmige Spalt 115 gebildet wird. Fig. 3 zeigt, dass das Rückschlagventil 108 und das Filter 107 kegelig gegen die Umgebungskonstruktion 101 abgestützt sind.
  • Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 4 dargestellte Widerstandselement ist ein Rückschlagventil 401. Fig. 4 zeigt den kragenartigen radialen Aufbau des Rückschlagventils 401. Das Rückschlagventil 401 weist einen zylinderförmigen Bund 402 auf; mit dem es an dem Schaft 110 bzw. dem Gehäuse 104 einer Zentralschraube 109 befestigt werden kann. Der Innendurchmesser des Zylinders 402 entspricht dabei dem Außendurchmesser des Schaftes. Dadurch kann ein dichtes Anliegen an dem Schaft erzielt werden.
  • Die Lamellen 404 verlaufen in radialer Richtung, von der Achse 403 wegweisend, wobei mit der Wirkung der Lamellen eine Federwirkung des Rückschlagventils erzeugt werden kann. Dazu sind zwischen den Lamellen 404 Schlitze 405 vorgesehen, die eine Beweglichkeit der einzelnen Lamellen ermöglichen.
  • Die Lamellen verlaufen in einem stumpfen Winkel von dem Außenumfang des Zylinders 402 von der Achse 403 weg. Durch eine Kraftbeaufschlagung kann der stumpfe Winkel weiter erhöht werden, wodurch aufgrund der Federwirkung der Lamellenfedern 404 eine Rückstellkraft erzeugt werden kann. Die von der Achse 403 entfernten Enden der Lamellen 404 können beispielsweise an dem Innenumfang der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101 anliegen. Bei dem Einbau können durch das Einfedern der Bauteile 404 axiale Toleranzen ausgeglichen werden.
  • Fig. 5 zeigt eine Frontansicht eines Widerstandselements gemäß der vorliegenden Erfindung. Es ist die Frontansicht des Rückstellventils der Fig. 4 zu sehen. Fig. 5 ist dabei der Außendurchmesser 501 zu entnehmen, mit dem sich das Rückschlagventil 401 an dem Innenumfang einer Aufnahmebohrung abstützen kann. Der Außendurchmesser ist im Wesentlichen ein zu dem Innenzylinder 402 konzentrischer Kreis. Mit dem Rückschlagventil 401 kann ein Kreisringspalt abgedichtet werden, dessen Ausdehnung von dem Durchmesser des rohrförmigen Bunds 402 zu dem Außendurchmesser der Lamellen 501 reicht.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 6 ist eine gegenüber der Fig. 3 geänderte Form sowohl des Zentralschraubenschaftes 110 als auch der Aufnahmebohrung der Nockenwelle 101 zu sehen. Der Innendurchmessers der Aufnahmebohrung ist nicht wie in Fig. 3 stetig ansteigend ausgebildet, sondern es ist in dem Innendurchmesser eine Ringschulter mit einem Absatz 603 ausgebildet. Entsprechend ist an dem Übergangsbereich zwischen dem Schaft 110 und dem Zentralschraubengehäuse 104 eine Ringschulter 605 ausgebildet.
  • An der Ringschulter 605 findet die Druckfeder 604 einen Anschlag. Auf dem Schaft der Zentralschraube 110 ist in radialer Richtung das Filter 601 und das Rückschlagventil 602 angeordnet. Während das Filter 601 an dem Schaft und dem Anschlag 603 fixiert ist, ist das Rückschlagventil 602 in axialer Richtung parallel zu der Achse des Schaftes 110 verschiebbar. Die Feder 604 drückt dabei das Rückschlagventil 602 gegen den Absatz 603. Erfolgt eine Beaufschlagung des Spaltes 115 mit einem Fluid in Richtung des Zentralschraubengehäuses, kann das Rückschlagventil gegen die Rückstellkraft der Druckfeder 604 den Spalt 115 für den Durchfluss einer Flüssigkeit freigeben.
  • Bei nachlassendem Druck von der Druckölzufuhr 103, und insbesondere bei einer Druckumkehrung wird das Rückschlagventil 602 derart gegen die Ringschulter 603 gedrückt, dass der Widerstand, der dem Fluid entgegengesetzt wird, so hoch ist, dass kein Öl in Richtung der Ölzufuhr 103 passieren kann. Das Filter 601 verhindert, dass Kontaminat von der Seite der Druckölversorgung 103 in die Richtung des Zentralschraubengehäuse 104 gelangen kann. Das Rückschlagventil 602 und das Filter 601 dichten flach gegen die Schulter 603 ab. Die Federwirkung wird mittels Schraubendruckfeder 604 erzeugt. Durch das Einfedern der Bauteile, insbesondere der Widerstandselemente 601, 602, werden axiale Toleranzen ausgeglichen.
  • Fig. 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Filterelement 701 weist einen U-förmigen Längsschnitt auf. Es umfasst einen rohr- oder zylinderförmigen Bund 704, mit dem es fest mit dem Außendurchmesser des Schaftes 110 verbunden ist. Der Bund 704 reicht dabei unter die Feder 703. Der Bund 704 bietet gleichzeitig eine Auflagefläche für die rohrförmig ausgebildete Auflage 705 eines Rückschlagventils 702. Das Rückschlagventil 702 ist mit einem L-förmigen Längsschnitt ausgebildet und weist zwei rechtwinklige Schenkel auf. Während der eine Schenkel die rohrförmige Auflage 705 bildet, ist der andere Schenkel zur Abdichtung des Spaltes 115 ausgebildet. Das Rückschlagventil 702 fungiert dabei als ein Ventilschieber, d.h. als ein Element, das durch Verschieben die Dichtfunktion herstellt.
  • Die Auflage 705 ist in axialer Richtung verschiebbar auf dem Zylinder 704 des Filterelements 701 unter der Feder 703 angeordnet, d.h. sie befindet sich zwischen der Feder und dem Zylinder 704. Das Filterelement 701 stützt sich mit einem Endbereich des Zylinders 704 an der Schulter 605 des Schaftes 110 ab, so dass es sich nicht bewegen kann und lediglich einer durch den Kanal 115 fließenden Flüssigkeit durch sein radial nach außen weisendes Filterbauteil einen Widerstand entgegen setzt.
  • Dieses radial nach außen weisende Filterbauteil ist an der Schulter 603 dicht angelegt. Die Auflage 705 kann samt dem rechtwinkligen Absatz des Rückschlagventils axial in Richtung des Zentralschraubengehäuses verschoben werden. Dazu ist eine, ähnlich wie weiter oben erläutert, ausreichend hohe Druckdifferenz nötig. Bei Nachlassen des Druckes wird durch die Kraft der Feder das Rückschlagventil 702 sowohl gegen das Filterelement 701 als auch den Absatz 603 gedrückt, wodurch der Kanal 115 dicht verschlossen wird.
  • Das Filter 701 kann als Biegeteil mit einem Bund 704 ausgebildet sein, wobei der Bund 704 gleichzeitig als Träger für den Ventilschieber 702 und als Rückhalter für die Feder 703 dienen kann. Für die Rückhaltefunktion der Feder ist an dem Zylinder 704 eine Schulter ausgebildet, die an der Schulter 605 der Zentralschraube 109 anliegt und die gleiche Höhe wie die Schulter 605 aufweist. Da die Feder nicht direkt an die Schulter 605 des Schaftes 110, sondern an einen Schenkel des U-förmig ausgebildeten Filter 701 anschlägt, kann das Rückschlagventil 702 samt Filter 701 in einem Stück montiert werden.
  • Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei ist das zumindest eine Widerstandselement als Filter 801 sowie als Rückschlagventil 802 in Elastomerausführung realisiert. Das Rückschlagventil 802 umgibt in radialer Richtung kragenartig den Schaft 110 und bildet zwischen dem Schaft 110 und der Nockenwelle 101 eine konkave Dichtlippe aus.
  • Das äußere Ende des Rückschlagventils 802 liegt dabei an der Ringschulter 603 der Aufnahmebohrung der Nockenwelle 101 an. Damit können zwei Kammern des Spaltes 115 gegenseitig abgetrennt werden. Bei einer Beaufschlagung des Spaltes 115 mit Öl eines gewissen Druck über die Ölzufuhr 103 wird aufgrund der elastischen Eigenschaften des Elastomerrückschlagventils 802 die an dem Absatz 603 anliegende Dichtlippe des Elastomerrückschlagventils 802 zur Seite gedrückt. Das Fluid kann dann durch das Filter 801 und den geöffneten Bereich zwischen der Ringschulter 603 und der Dichtlippe des Rückschlagventils 802 durchfließen. Eine Verschiebung des Rückschlagventils 802 findet nicht statt.
  • Erhöht sich der Druck des Fluids auf der dem Schraubengehäuse 104 zugewandten Seite des Rückschlagventils 802, so dass das Fluid von dem Schraubengehäuse abfließt, dann wird die Dichtlippe des Rückschlagventils 802 gegen die Schulter 603 gedrückt. Der Druck wird durch die elastischen Eigenschaften des Elastomermaterials unterstützen. Dabei wird die Dichtlippe derart gegen die Schulter 603, insbesondere gegen das Filter 801, gedrückt, so dass sowohl die Durchbrüche innerhalb des Filters 801 als auch der gesamte Durchmesser des Ringspaltes 115 abgedichtet werden.
  • Somit wird der Abfluss des Fluids gehemmt. Die Dichtlippe des Rückschlagventils 802 am AD (Außendurchmesser) dichtet gegen den Filterrand des Filters 801 bzw. gegen die Umgebungskonstruktion, insbesondere die Aufnahmebohrung der Nockenwelle 101. Wegen der elastischen Eigenschaften des Elastomermaterials ist ein großer Toleranzausgleich möglich.
  • Anschaulich bedeutet das, dass das elastische Material die Dichtfunktion auch bei vorhandenen Unebenheiten entfalten kann, da sich die elastische Dichtlippe um diese Unebenheiten herum legen kann.
  • Fig. 9 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Filter 901 ist ein Siebträger mit einem Sieb 904, wobei der Siebträger als Einlegeteil in ein Kunststoffspritzteil realisiert ist. Der Siebträger besteht aus einem Innenbund 902 und einem Außenbund 903. Dabei liegt der Innenbund 902 an dem Außenumfang des Schraubenschaftes 110 an und der Außenbund 903 liegt an dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung der Nockenwelle 101 an. Dadurch wird der Spalt 115 gegenüber dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung und dem Außendurchmesser des Schaftes abgedichtet, so dass ein Fluid nur noch zwischen dem Innenbund 902 und dem Außenbund 903 den Kreisringspalt 115 passieren kann.
  • Der Innenbund 902 ist zylinder- oder rohrförmig ausgebildet. Koaxial dazu ist der Außenbund 903 zylinderförmig ausgebildet, wobei die Länge des Innenbundes größer ist als die Länge des Außenbundes. Die der Ölzufuhr 103 zugewandten Enden des Innenbundes und des Außenbundes liegen in einer Radialebene. Der über die Länge des Außenbundes herausragende Teil des Innenbundes kann als Gleitfläche für das Rückschlagventil 906 dienen.
  • Der Rückschlagventilschieber 906 wird durch die Feder 905 gegen das dem Schraubengehäuse 104 zugewandten Ende des Außenbundes 903 gedrückt. Dadurch kann der Durchfluss zwischen Außenbund 903 und Innenbund 902 unterbunden werden. Bei einem Ölstrom durch das Filterelement 901 muss das Öl das Sieb 904 passieren, wobei Kontaminat von dem Sieb 904 zurückgehalten wird. Der Innenbund 902 kann gleichzeitig als Gleitfläche für den Rückschlagventilschieber 906 dienen, auf welchem dieser gleitet. Ein Ende des Innenbunds 902 kann als Anschlag für die Feder 905 ausgebildet sein. Dadurch kann das Widerstandselement 903, 902, 906, 904 in einem Stück ausgewechselt werden, da kein zusätzlicher Anschlag für die Feder nötig ist.
  • Fig. 10 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Widerstandselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Widerstandselement 1001, das in Fig. 10 gezeigt ist, handelt es sich um einen strömungsbetätigten Rückschlagventilschieber 1001.
  • In Fig. 10 ist kein Filterelement gezeigt. Das Rückschlagventil 1001 ist auf dem Außendurchmesser des Schaftes 110 axial verschiebbar angeordnet. Der Rückschlagventilschieber 1001 erstreckt sich radial von dem Außendurchmesser des Schaftes zu dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101. Aufgrund der Zunahme des Innendurchmessers der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101 in Richtung des Schraubengehäuses 104, während der Außendurchmesser des Schaftes 110 konstant bleibt, kann ein Durchfluss einer Flüssigkeit im Kanal 115 in Richtung des Schraubengehäuses 104 erfolgen.
  • Der Rückschlagventilschieber 1001 kann sich in Richtung des Schraubengehäuses 104. bis zu der Schulter 605 bewegen. Dabei entsteht ein Spalt zwischen dem Außenumfang des Rückschlagventilschiebers 1001 und dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101, durch den ein Fluid von einer Druckbeaufschlagung, in Fig. 10 nicht gezeigt, in Richtung Gehäuse 104 erfolgen kann.
  • Das Schließen des P-Ports 103 bzw. ein Rückfluss zur Druckölversorgung 103 wird lediglich durch die Strömungskraft des rückströmenden Mediums erzeugt. Dabei wird der Rückschlagventilschieber 101 achsparallel auf dem Schaft 110 verschoben.
  • Wird der Rückschlagventilschieber 1001 durch die Kraft des rückströmenden Mediums gegen den Innenumfang der Aufnahmebohrung 120 der Nockenwelle 101 gepresst, so wird eine Abdichtung des Spaltes 115 erzielt.
  • Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims (23)

  1. Nockenwellenverstellerzuleitung, umfassend:
    eine Zentralschraube (109);
    eine Nockenwelle (101) mit einer Aufnahmebohrung (120); und
    zumindest ein Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001);
    wobei die Zentralschraube (109) zumindest teilweise in der Aufnahmebohrung (120) angeordnet ist;
    wobei zwischen der Zentralschraube (109) und der Aufnahmebohrung (120) ein Spalt (115) ausgebildet ist;
    wobei der Spalt (115) ausgebildet ist, um von einem Fluid durchströmt zu werden;
    wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) derart in dem Spalt (115) angeordnet ist, dass das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) einer Stömung (203, 204) des Fluids in einer Richtung zumindest teilweise entgegen wirkt.
  2. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 1,
    wobei der Spalt (115) als Ringspalt ausgebildet ist.
  3. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die Zentralschraube (109) und die Nockenwelle (101) gegenseitig verdrehbar ausgebildet sind.
  4. Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    wobei die Zentralschraube (109) einen Außenumfang aufweist; und
    wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) auf dem Außenumfang der Zentralschraube (109) angeordnet ist.
  5. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 4,
    wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) den Außenumfang der Zentralschraube (109) kragenartig umgibt.
  6. Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    wobei die Aufnahmebohrung (120) einen Innenumfang aufweist;
    wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) an dem Innenumfang der Aufnahmebohrung (120) angeordnet ist.
  7. Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    wobei sich das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) zwischen dem Innenumfang der Aufnahmebohrung (120) und dem Außenumfang der Zentralschraube (109) radial erstreckt.
  8. Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    wobei das Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) austauschbar ausgebildet ist.
  9. Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    wobei die Nockenwelle (1101) eine Versorgungsöffnung (103) aufweist;
    wobei die Versorgungsöffnung (103) in die Aufnahmebohrung (120) mündet, um den Spalt (115) mit dem Fluid zu beaufschlagen.
  10. Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    wobei die Zentralschraube (109) eine Achse aufweist, welche eine axiale Richtung definiert;
    wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) ausgebildet ist, um einer in axialer Richtung weisenden Strömungsrichtung (203, 204) des Fluids entgegen zu wirken.
  11. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 10,
    wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) ausgebildet ist, der in axialer Richtung weisenden Strömungsrichtung (203, 204) des Fluids mit einem anderen Widerstand entgegenzuwirken als einer entgegen der axialen Richtung weisenden Strömungsrichtung.
  12. Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) ausgebildet ist, um als Rückschlagventil (108, 401, 602, 702, 802, 906, 1001) zu fungieren.
  13. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 12,
    wobei das Rückschlagventil als ringförmiger Schieber ausgebildet ist.
  14. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 12,
    wobei das Rückschlagventil (108, 401, 602, 702, 802, 906, 1001) als Federfächer ausgebildet ist.
  15. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 12,
    wobei das Rückschlagventil (108, 401, 602, 702, 802, 906, 1001) als profiliertes Elastomer ausgebildet ist.
  16. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 12,
    wobei das Rückschlagventil (108, 401, 602, 702, 802, 906, 1001) als strömungsbetätigter, ringförmiger Schließkörper ausgebildet ist.
  17. Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
    wobei das zumindest eine Widerstandselement (107, 108, 401, 601, 602, 701, 702, 801, 802, 906, 904, 1001) ausgebildet ist, um als Filterelement (107, 601, 701, 801, 904) zu fungieren.
  18. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 17,
    wobei das Filterelement (107, 601, 701, 801, 904) als ringförmiges Filterblech ausgebildet ist.
  19. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 17,
    wobei das Filterelement (107, 601, 701, 801, 904) als trichterförmiges Filtersieb ausgebildet ist.
  20. Nockenwellenverstellerzuleitung nach Anspruch 17,
    wobei das Filterelement (107, 601, 701, 801, 904) als ringförmiger Filter ausgebildet ist.
  21. Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
    wobei das zumindest eine Widerstandselement als Rückschlagventil (108, 401, 602, 702, 802, 906, 1001) und als Filterelement (107, 601, 701, 801, 904) ausgebildet ist.
  22. Verwendung eines Widerstandselements einer Nockenwellenverstellerzuleitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, um einer Fluidbewegung in einem Spalt (115) zwischen einer Aufnahmebohrung (120) der Nockenwelle (101) und der Zentralschraube (109) der Nockenwelle (101) entgegenzuwirken.
  23. Nockenwellenverstelleinrichtung, umfassend:
    eine Nockenwellenverstellerzuleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 20;
    eine Phaseneinstelleinrichtung (118);
    wobei die Nockenwellenverstellerzuleitung ausgebildet ist, die Phaseneinstelleinrichtung (118) mit einem Fluid zu beaufschlagen.
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