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DE102010063390A1 - Druckspeichereinheit für eine Nockenwelle sowie Nockenwelle mit einer Druckspeichereinheit - Google Patents

Druckspeichereinheit für eine Nockenwelle sowie Nockenwelle mit einer Druckspeichereinheit Download PDF

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DE102010063390A1
DE102010063390A1 DE201010063390 DE102010063390A DE102010063390A1 DE 102010063390 A1 DE102010063390 A1 DE 102010063390A1 DE 201010063390 DE201010063390 DE 201010063390 DE 102010063390 A DE102010063390 A DE 102010063390A DE 102010063390 A1 DE102010063390 A1 DE 102010063390A1
Authority
DE
Germany
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base element
accumulator unit
shift rod
camshaft
rod
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.)
Withdrawn
Application number
DE201010063390
Other languages
English (en)
Inventor
Mathias Boegershausen
Michael Busse
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 Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE201010063390 priority Critical patent/DE102010063390A1/de
Publication of DE102010063390A1 publication Critical patent/DE102010063390A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckspeichereinheit (1) für eine Nockenwelle (2) mit integriertem steuerbaren Druckspeicher zur Unterstützung hydraulischer Motorkomponenten (2, 3) umfassend ein Gehäuse (10) mit einem darin verschiebbar gelagerten Kolben (12), eine Arretiervorrichtung (25) zur Arretierung des Kolbens (12), eine Schaltstange (18) zur Steuerung der Arretiervorrichtung (25) und eine Führung (13, 14, 16, 17), in welcher die Schaltstange (18) verschiebbar gelagert ist, wobei die Führung (13, 14, 16, 17) ein hohlzylinderförmiges Basiselement (13) sowie zumindest ein zwischen dem Basiselement (13) und der Schaltstange (18) angeordnetes ringartiges Lagerelement (17) aufweist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Druckspeichereinheit für eine Nockenwelle mit integriertem steuerbarem Druckspeicher, welche ein Gehäuse mit einem darin verschiebbar gelagerten Kolben, eine Arretiervorrichtung zur Arretierung des Kolbens, eine Schaltstange zur Steuerung der Arretiervorrichtung und eine Führung, in welcher die Schaltstange verschiebbar gelagert ist, umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Nockenwelle mit einer derartigen Druckspeichereinheit.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein derartiger steuer- oder schaltbarer Druckspeicher dient zur Funktionssicherung, oder zur Verbesserung des Ansprechverhaltens hydraulischer Komponenten in einem Motor, denen insbesondere beim Motorstart in möglichst kurzer Zeit Öldruck zur Verfügung stehen muss. Dabei kann es sich beispielsweise um einen hydraulischen Nockenwellenversteller handeln oder um eine Versorgungseinheit für die Druckölversorgung der Nockenwellenlagerstellen im Zylinderkopf. Hydraulische Nockenwellenversteller sind zum Beispiel in den Druckschriften DE 20 2005 008 264 U1 , EP 1 596 040 A2 , DE 10 2005 013 141 A1 und WO 2006/039966 der Anmelderin beschrieben. Die hier angeführten Anforderungen gelten im Besonderen bei Motoren für Fahrzeuge mit Start-Stopp-System oder aber bei Motoren, bei denen ein so genannter Heißleerlaufbetrieb auftritt.
  • In der auf die Anmelderin zurückgehenden Offenlegungsschrift DE 102 28 354 A1 ist ein Druckspeicher offenbart, der in einem Hohlraum innerhalb einer Nockenwelle platziert ist. Aufgrund einer derartigen integrierten Bauweise kann der benötigte Bauraum für einen entsprechenden Motor verringert werden.
  • Eine alternative Ausführung eines integrierten Druckspeichers wird in der ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehenden und zum Anmeldezeitpunkt noch nicht veröffentlichten deutschen Anmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2009 054 055 beschrieben.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten integrierten schaltbaren Druckspeicher anzugeben.
  • Lösung der Aufgabe
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Druckspeichereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die rückbezogenen Ansprüche beinhalten teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Nockenwelle mit einer derartigen Druckspeichereinheit. Die Druckspeichereinheit weist ein Gehäuse mit einem darin verschiebbar gelagerten Kolben auf. Das Gehäuse ist beispielsweise durch die Wandungen eines in eine Nockenwelle eingearbeiteten Hohlraums gegeben. Bevorzugt ist das Gehäuse als separates Bauteil nach Art einer zylindrischen Kartusche ausgebildet. In beiden Fällen fungiert das Gehäuse als Trägerelement für die übrigen Komponenten der Druckspeichereinheit. Im Falle der Ausführung des Gehäuses als Kartusche wird die Druckspeichereinheit im Rahmen einer Endmontage in einen entsprechenden Hohlraum einer Nockenwelle eingebracht.
  • Weiter umfasst die Druckspeichereinheit ein mit dem Kolben einerseits und mit dem Gehäuse andererseits verbundenes Federelement. Dessen Federspannkraft wirkt über den Kolben dem Druck in einer von der Kolbenstirnfläche und dem Gehäuse begrenzten Druckkammer entgegen. Weiterhin ist vorgesehen eine Arretiervorrichtung zur Arretierung des Kolbens, eine Schaltstange zur Steuerung der Arretiervorrichtung und eine Führung, in welcher die Schaltstange verschiebbar gelagert ist. Mit Hilfe der Arretiervorrichtung wird der Kolben in einer Grundposition und entgegen der Federspannkraft des Federelements arretiert. Über die Schaltstange ist die Arretierung bei Bedarf lösbar, so dass die Federspannkraft auf den Kolben wirkt.
  • Aufgebaut ist diese Führung im Wesentlichen aus einem hohlzylinderförmigen Basiselement sowie zumindest einem zwischen dem Basiselement und der Schaltstange angeordneten und ringartigen Lagerelement. Aufgrund der hierdurch erzielten Vereinfachung der Geometrie der eingesetzten Bauteile der Führung gestaltet sich sowohl deren Fertigung als auch deren Montage einfacher und damit ökonomisch vorteilhafter. So handelt es sich bei dem Basiselement insbesondere um ein einfaches zylindrisches Rohr, das beispielsweise durch Ablängen von Meterware hergestellt wird. Eine spanende Bearbeitung des Basiselements ist nicht vorgesehen. Gleichzeitig werden das hohlzylinderförmige Basiselement und die ebenfalls zylinderförmige Schaltstange, welche typischerweise jeweils symmetrisch um eine gemeinsame Mittellängsachse angeordnet sind, durch das ringartige Lagerelement in radialer Richtung räumlich voneinander getrennt. Die zur Führung und Lagerung vorgesehene Kontaktfläche zwischen der Führung und der Schaltstange ist somit beschränkt auf die Kontaktfläche zwischen dem Lagerelement und der Schaltstange. Auf diese Weise können die Reibung zwischen den Bauteilen und in Konsequenz der Verschleiß der Bauteile gering gehalten werden.
  • In diesem Zusammenhang wird es als vorteilhaft angesehen, das Lagerelement als separates und ringförmiges Bauteil, insbesondere als einfache Ringhülse auszugestalten. Zur Gewährleistung einer möglichst geringen Reibung werden Bauteile, die als Lager genutzt werden sollen, häufig aus höherwertigem Material hergestellt oder aber in einem zusätzlichen Fertigungsschritt, zum Beispiel durch Plasmabeschichtung, kostenintensiv nachbearbeitet. Bei einer Nutzung eines separaten Bauteils als Lagerelement ist es nicht mehr notwendig, die gesamte Führung aus einem höherwertigen Material zu fertigen bzw. entsprechend nachzubehandeln. Stattdessen genügt es, das vergleichsweise kleine Lagerelement aus einem entsprechenden Material zu fertigen oder aber entsprechend nachzubehandeln. Eine sehr einfach gehaltene Lösung ist dagegen gegeben, wenn es sich bei der Ringhülse beispielsweise um ein Messinglager oder ein dünnwandiges Blechziehteil handelt.
  • Einer bevorzugten Ausführung entsprechend wird die Schaltstange mit Hilfe eines zweiten, vorzugsweise ebenfalls ringförmigen und vom ersten Lagerelement beabstandeten Lagerelements zusätzlich geführt. Dabei ist es vorgesehen, dass, bezogen auf die Mittellängsachse, der Abstand zwischen beiden Elementen ein Mehrfaches der axialen Länge der Lagerelemente in Richtung der Mittellängsachse und insbesondere größer als die halbe Ausdehnung der Schaltstange ist. Auf diese Weise kann die Führung der Schaltstange trotz eines sehr großen Verhältnisses von Ausdehnung der Schaltstange zu Ausdehnung eines Führungselements sehr exakt erfolgen.
  • Als vorteilhaft wird es weiter angesehen, wenn das Basiselement mit Hilfe zumindest eines Positionierungsringes mit dem Gehäuse fest verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung wird zusätzlich zu einem inneren Zwischenraum zwischen dem Basiselement und der Schaltstange ein äußerer Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und dem Basiselement geschaffen. Hierdurch kann unter anderem eine Gewichtsreduzierung sowie eine Materialreduzierung erzielt werden. Während die Materialreduzierung mit einer Verringerung der Herstellungskosten einher geht, bewirkt die Gewichtsreduzierung beim Einsatz der Nockenwelle in einem Fahrzeug nicht zuletzt einen geringeren Treibstoffverbrauch.
  • In diesem Kontext ist es zweckmäßig, den Positionierungsring zudem als Anschlag für das Federelement vorzusehen, welches auf den Kolben wirkt. Das Federelement ist dabei typischerweise als Druckfeder und insbesondere als zylinderförmige Schraubenfeder symmetrisch zur Mittellängsachse angeordnet und im äußeren Zwischenraum positioniert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist in dem Basiselement mindestens eine Verbindungsöffnung vorgesehen, die den inneren Zwischenraum mit dem äußeren Zwischenraum verbindet. Hierdurch kann ein Öl, welches als Hydraulikmedium vorgesehen ist und als Leckage am Kolben vorbei in den äußeren Zwischenraum vordringt, in den inneren Zwischenraum einfließen und dort zur Schmierung der Lager genutzt werden.
  • In zweckdienlicher Weiterbildung ist in dem Basiselement und/oder in dem Lagerelement mindestens eine Leckageöffnung vorgesehen derart, dass der innere Zwischenraum als Teil eines Leckage-Strömungspfades wirkt. Dadurch kann die in den äußeren Zwischenraum eintretende Leckage durch die Verbindungsöffnung in den inneren Zwischenraum gelangen und über die Leckageöffnung aus dem Druckspeicher in das Hydrauliksystem des Motors zurückgeführt werden. Zudem kann mittels der Leckageöffnung der innere Zwischenraum und mittels der Verbindungsöffnung auch der äußere Zwischenraum bei Bedarf be- und entlüftet werden.
  • Zur Verbesserung der Arretiervorrichtung weist diese in bevorzugter Ausgestaltung einen in Richtung der Mittellängsachse des Basiselements verschiebbaren und von der Schaltstange angetriebenen Schaltpin mit einer Aufnahme für ein Sperrelement auf. Das dazugehörige Sperrelement wird bei Bedarf durch eine Verschiebung der Schaltstange und damit des Schaltpins in Richtung der Mittellängsachse reversibel aus einer Sperrstellung in eine radial dazu versetzte Freigabestellung verlagert. Für die Aufnahme ist zur Kompensation von Hubungenauigkeiten bei der Verschiebung der Schaltstange und des Schaltpins in Richtung der Mittellängsachse eine, bezogen auf die Mittellängsachse größere Ausdehnung als das Sperrelement vorgesehen. Auf diese Weise kann die Funktionssicherheit der Arretiervorrichtung bei gegebenen Fertigungstoleranzen weiter erhöht werden. Unter größerer Ausdehnung wird hierbei eine über notwendige Spiel- und Fertigungstoleranzen hinausgehende Ausdehnung verstanden, die insbesondere um zumindest 10%, beispielsweise um 30% bis 50% größer ist als die Ausdehnung des Sperrelements.
  • Bevorzugt wird dabei eine Ausgestaltung, bei der als Aufnahme eine umlaufende Nut mit vorzugsweise bogenförmigem Querschnitt und als Sperrelement zumindest ein kugelförmiger Körper vorgesehen ist. Diese spezielle Nut-Sperrelement-Geometrie ist einerseits in diesem Zusammenhang besonders gut geeignet und ist andererseits technisch sehr einfach zu realisieren. Die spezielle Ausbildung der Arretiervorrichtung mit vergrößerter Aufnahme zur Hubkompensation wird als ein eigenständiger erfinderischer Aspekt angesehen, auch ohne die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Die Einreichung einer Teilanmeldung auf die spezielle Ausgestaltung der Arretiervorrichtung bleibt vorbehalten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Figuren beschrieben. Es zeigen:
  • 1 in einer Seitenansicht eine Nockenwelle sowie ein damit verbundenes Hydrauliknetzwerk,
  • 2 in einer Seitenansicht eine Druckspeichereinheit,
  • 3 in einer vergrößerten Seitenansicht mehrere Abschnitte der erfindungsgemäßen Druckspeichereinheit,
  • 4 die Detaildarstellung IV gemäß 2 und 3 das vom Nockenwellenantrieb abgewandte Ende der Druckspeichereinheit,
  • 5 den Querschnitt V-V in 4 der Druckspeichereinheit,
  • 6 die Detaildarstellung VI gemäß 2 und 3 das dem Nockenwellenantrieb zugewandte Ende der Druckspeichereinheit.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Eine nachfolgend beschriebene Druckspeichereinheit 1 ist insbesondere eine Weiterbildung des in der Anmeldung DE 10 2009 054 055 beschriebenen Druckspeichers. Auf die gesamte Offenbarung dieser auf die Anmelderin zurückgehenden Schrift wird daher ausdrücklich Bezug genommen.
  • In 1 ist ein exemplarisches Umfeld der Druckspeichereinheit 1 schematisch dargestellt. Die in dieser Abbildung nicht sichtbare Druckspeichereinheit 1 ist in einem Hohlraum einer Nockenwelle 2 platziert. Jene Nockenwelle 2 wird über ein Hydrauliknetzwerk 3 mit einem Schmieröl versorgt. Zum Aufbau des Versorgungsdruckes ist eine Ölpumpe 4 vorgesehen, die das Schmieröl aus einem Reservoir 5 in das Hydrauliknetzwerk 3 einspeist. Angeschlossen an das Hydrauliknetzwerk 3 sind verschiedene Verbraucher, von denen hier mehrere exemplarisch angedeutet sind. Dabei handelt es sich um eine Anzahl von Nockenwellenlagern 6, einen hydraulischen Nockenwellenversteller 7 und eine in 1 nicht sichtbare Druckkammer 8 der Druckspeichereinheit 1.
  • Mit Hilfe der Druckkammer 8 wird in Betriebszuständen, in denen die Ölpumpe 4 den Betriebsdruck nicht schnell genug aufbauen oder nicht aufrecht erhalten kann, die Druckversorgung für einen begrenzten Zeitraum gewährleistet. Ein in derartigen Betriebszuständen vorteilhafterweise genutztes Hydrauliksubnetzwerk kann im entsprechenden Bedarfsfall mit Hilfe eines Rückschlagventils 9 vom übrigen Hydrauliknetzwerk 3 getrennt werden.
  • Im Ausführungsbeispiel ist, wie in 2 und 3 erkennbar, als Gehäuse 10 der Druckspeichereinheit 1 eine zylinderförmige Kartusche 10 aus Blech vorgesehen, welche im Rahmen einer Endmontage in dem Hohlraum in der Nockenwelle 2 positioniert wird. Der gesamte Aufbau der Druckspeichereinheit welle 2 positioniert wird. Der gesamte Aufbau der Druckspeichereinheit 1 ist in erster Näherung rotationssymmetrisch zur Mittellängsachse 11. Die Druckkammer 8 wird von den Wandungen der Kartusche 10 einerseits und der Stirnfläche eines in der Kartusche verschiebbar gelagerten Kolbens 12 andererseits gebildet. Das der Stirnfläche des Kolbens 12 gegenüberliegende Ende der Druckkammer 8 ist in nicht näher dargestellter Art und Weise fluidleitend mit dem Hydrauliknetzwerk 3 und/oder dem hydraulischen Nockenwellenversteller 7 verbunden. Eine geeignete Ausführungsmöglichkeit ist in der auf die Anmelderin zurückgehenden deutschen Anmeldung DE 10 2009 034 052 offenbart. Auch auf den gesamten Inhalt dieser Schrift wird ausdrücklich Bezug genommen.
  • Weiter ist in der Kartusche 10 ein hohlzylinderförmiges Basiselement 13 platziert, welches mit Hilfe zweier Positionierungsringe 14 aus Stahl fest mit der Kartusche 10 verbunden und rotationssymmetrisch um die Mittellängsachse 11 angeordnet ist. Die Fixierung der Positionierungsringe 14 wird hierbei beispielsweise durch Presspassung, Kleben oder Schweißen gewährleistet. An dem der Druckkammer 8 zugewandten Ende des Basiselements 13 ist ein ebenfalls hohlzylinderförmiger Kugelträger 15 positioniert und derart fest mit dem Basiselement 13 verbunden, dass das Hohlzylinderende des Kugelträgers 15 in das Hohlzylinderende des Basiselements 13 eingreift. Im Bereich der ineinandergreifenden Zylinderenden ist innerhalb des Kugelträgers 15 ein ringförmiges Hilfslager 16 platziert. Dieses ergänzt als zweites Lagerelement 16 ein ringförmiges Lagerelement 17, welches am gegenüberliegenden Ende des Basiselements 13 und innerhalb des selbigen angeordnet ist. Das Basiselement 13, die beiden Positionierungsringe 14, das Hilfslager 16 und das Lagerelement 17 bilden zusammen die Führung für eine Schaltstange 18. Diese liegt in der Führung ein und ist entlang der Mittellängsachse 11 verschiebbar. Angesteuert wird die Schaltstange 18 typischerweise mit Hilfe eines in 1 angedeuteten elektromagnetischen Aktuators 19.
  • Die vom Aktuator 19 ausgeführte Bewegung entlang der Mittellängsachse 11 wird über die Schaltstange 18 an einen Schaltpin 20 weitergeleitet. Der Schaltpin 20 wird somit aktiv gegen eine Schaltfeder 21 verschoben und passiv bei Rücknahme der Aktuatorwirkung von der Schaltfeder 21 zurückgeführt. Ausgestaltet ist der Schaltpin 20, wie in 6 ersichtlich, als zylinderförmiger Vollkörper, an dessen Enden je eine umfangseitige Lauffase vorgesehen ist. Die Bewegung des Schaltpins 20 entlang der Mittellängsachse 11 erfolgt zwischen zwei Lagepositionen, die entsprechend ihrer Funktion als Sperrstellung einerseits und als Freigabestellung andererseits bezeichnet werden. In den vorliegenden Zeichnungen ist die so genannte Freigabestellung abgebildet, in der eine Anzahl von kugelförmigen Sperrelementen 22 in einer mittig positionierten und umlaufenden Ringnut 23 am Schaltpin 20 zumindest teilweise einliegen. Im Gegensatz dazu sind die Sperrelemente 22 in der Sperrstellung radial nach außen versetzt, so dass ein Verriegelungsabschnitt 24 des topfförmig ausgestalteten Kolbens 12 die Sperrelemente 22 hintergreift, wodurch der Kolben 12 in seiner Stellung arretiert ist. Somit bilden der Kugelträger 15, der Schaltpin 20 mit seiner Ringnut 23, die Schaltfeder 21, die Sperrelemente 22, der Verriegelungsabschnitt 24, die Schaltstange 18 und der Aktuator 19 zusammen die Arretiervorrichtung 25 aus. Weitere Details insbesondere zum Sitz der Sperrelemente 22 im Kugelträger 15 sowie deren Sicherung in der Freigabestellung mit Hilfe eines kappenartigen Haltebleches 31 am Kugelträger 15 sind in der bereits genannten Anmeldung DE 10 2009 054 055 beschrieben. Als Verriegelungsabschnitt 24 wirkt hierbei ein endseitig am Kolben 12 angeformter Kragen mit einem Querschnitt, der ein verzerrtes W erkennen lässt, welches auf der der Kolbenstirnfläche abgewandten Seite radial nach innen geneigt ist. Eine Schulter des Verriegelungsabschnitts 24 fungiert außerdem als erster Anschlag für eine Druckfeder 26. In Ergänzung dazu dient der dem Kolben 12 zugewandte Positionierungsring 14 als zweiter Anschlag. Als Folge wirkt die Federspannkraft der Druckfeder 26, welche bei der Druckspeichereinheit 1 als Energiespeicher genutzt wird, über den Kolben 12 dem Druck in der Druckkammer 8 entgegen.
  • Die Ringnut 23 weist in Richtung der Mittellängsachse 11 eine größere Ausdehnung auf, als die kugelförmigen Sperrelemente 22. Unter Ausdehnung wird hierbei die Ausdehnung auf dem Niveau der im Wesentlichen zylindermantelförmigen Kontaktfläche zwischen Schaltpin 20 und Kugelträger 15 betrachtet. Mit Hilfe der größeren Ausdehnung der im Querschnitt U-artigen Ringnut ist es möglich, Hubungenauigkeiten zu kompensieren, die durch die typischen Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der entsprechenden Bauteile, wie z. B. der Schaltfeder 21, dem Schaltpin 20 und der Schaltstange 18, gegeben sind. Anders ausgedrückt, bewirkt eine, bezogen auf den Kugeldurchmesser der Sperrelemente 22, kleine Versetzung des Schaltpins 20 in Richtung der Mittellängsachse 11 keine radiale Versetzung der Sperrelemente 22.
  • Als Folge der Neugestaltung der Führung für die Schaltstange 18 ist zwischen der Kartusche 10 und dem Basiselement 13 ein äußerer Zwischenraum 27 und zwischen dem Basiselement 13 und der Schaltstange 18 ein innerer Zwischenraum 28 gegeben. Zur Verbindung der beiden Zwischenräume 27,28 sind zwei Verbindungsöffnungen 29 in das Basiselement 13 eingearbeitet. Vorteilhafterweise erfolgt die Einarbeitung dieser Öffnungen 29 dabei durch Bohrung, da so zwei entsprechende Öffnungen 29 mit einem Arbeitsschritt geschaffen werden können. In Ergänzung dazu sind in das ringförmige Lagerelement 17 im Ausführungsbeispiel, wie 4 und 5 verdeutlichen, vier kreuzförmig angeordnete und im Querschnitt bogenförmige Ausnehmungen als Leckageöffnungen 30 umfangsseitig eingearbeitet. Auf diese Weise ist ein geschlossener Leckage-Strömungspfad durch die Druckspeichereinheit 1 hindurch gegeben. Das aus der Druckkammer 8 am Kolben 12 vorbei in den äußeren Zwischenraum 27 als Film eindringende Schmieröl gelangt über die Verbindungsöffnungen 29 in den inneren Zwischenraum 28 und über die Leckageöffnungen 30 zurück in das Hydrauliknetzwerk 3. Das als Leckage eindringende Öl kann somit zurück in den Kreislauf geführt und gleichzeitig im inneren Zwischenraum 28 zur Schmierung der Kontaktflächen zwischen der Schaltstange 18 und dem Lagerelement 17 bzw. dem Hilfslager 16 genutzt werden. Darüber hinaus ist im Bedarfsfall eine Be- und Entlüftung der beiden Zwischenraume 27, 28 über die beiden Öffnungen 29, 30 möglich.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Druckspeichereinheit
    2
    Nockenwelle
    3
    Hydrauliknetzwerk
    4
    Ölpumpe
    5
    Reservoir
    6
    Nockenwellenlager
    7
    hydraulischer Nockenwellenversteller
    8
    Druckkammer
    9
    Rückschlagventil
    10
    Kartusche/Gehäuse
    11
    Mittellängsachse
    12
    Kolben
    13
    Basiselement
    14
    Positionierungsring
    15
    Kugelträger
    16
    Hilfslager/zweites Lagerelement
    17
    Lagerelement
    18
    Schaltstange
    19
    Aktuator
    20
    Schaltpin
    21
    Schaltfeder
    22
    Sperrelement
    23
    Ringnut
    24
    Verriegelungsabschnitt
    25
    Arretiervorrichtung
    26
    Druckfeder
    27
    äußerer Zwischenraum
    28
    innerer Zwischenraum
    29
    Verbindungsöffnung
    30
    Leckageöffnung
    31
    Halteblech
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202005008264 U1 [0002]
    • EP 1596040 A2 [0002]
    • DE 102005013141 A1 [0002]
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    • DE 10228354 A1 [0003]
    • DE 102009054055 [0004, 0025, 0030]
    • DE 102009034052 [0028]

Claims (10)

  1. Druckspeichereinheit (1) für eine Nockenwelle (2) mit integriertem steuerbaren Druckspeicher zur Unterstützung hydraulischer Motorkomponenten (2, 3) umfassend ein Gehäuse (10) mit einem darin verschiebbar gelagerten Kolben (12), eine Arretiervorrichtung (25) zur Arretierung des Kolbens (12), eine Schaltstange (18) zur Steuerung der Arretiervorrichtung (25) und eine Führung (13, 14, 16, 17), in welcher die Schaltstange (18) verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (13, 14, 16, 17) ein hohlzylinderförmiges Basiselement (13) sowie zumindest ein zwischen dem Basiselement (13) und der Schaltstange (18) angeordnetes ringartiges Lagerelement (17) aufweist.
  2. Druckspeichereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (17) als separates ringförmiges Bauteil ausgestaltet ist.
  3. Druckspeichereinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (18) mit Hilfe eines zweiten, vorzugsweise ebenfalls ringförmigen, Lagerelements (16) zusätzlich geführt wird.
  4. Druckspeichereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (13) mit Hilfe zumindest eines Positionierungsringes (14) mit dem Gehäuse (10) starr verbunden ist.
  5. Druckspeichereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungsring (14) als Anschlag für ein Federelement (26) vorgesehen ist, welches auf den Kolben (12) wirkt.
  6. Druckspeichereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Basiselement (13) mindestens eine Verbindungsöffnung (29) vorgesehen ist, welche einen äußeren Zwischenraum (27) zwischen dem Gehäuse (10) und dem Basiselement (13) mit einem inneren Zwischenraum (28) zwischen dem Basiselement (13) und der Schaltstange (18) verbindet.
  7. Druckspeichereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Basiselement (13) und/oder in dem Lagerelement (17) mindestens eine Leckageöffnung (30) derart vorgesehen ist, dass ein zwischen dem Basiselement (13) und der Schaltstange (18) gebildeter innerer Zwischenraum (28) Teil eines Leckage-Strömungspfades (3, 26, 27, 28, 29) ist.
  8. Druckspeichereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung (28) einen in Richtung einer Mittellängsachse (11) des Basiselements (13) verschiebbaren und von der Schaltstange (18) angetriebenen Schaltpin (20) mit einer Aufnahme (23) für ein Sperrelement (22) umfasst, wobei das Sperrelement (22) durch eine Verschiebung der Schaltstange (18) in Richtung der Mittellängsachse (11) reversibel aus einer Sperrstellung in eine radial dazu versetzte Freigabestellung verlagerbar ist und wobei die Aufnahme (23) zur Kompensation von Hubungenauigkeiten bei der Verschiebung der Schaltstange (18) und des Schaltpins (20) in Richtung der Mittellängsachse (11) eine vorzugsweise wenigstens 10% größere Ausdehnung als das Sperrelement (22) aufweist.
  9. Druckspeichereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Aufnahme (23) eine umlaufende Ringnut (23) und als Sperrelement (22) zumindest ein kugelförmiger Körper (22) vorgesehen ist.
  10. Nockenwelle (2) mit einer darin angeordneten Druckspeichereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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