DE19961567A1 - Hydraulische Vorrichtung zur stufenlos variablen Nockenwellenverstellung - Google Patents

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Vorrichtung zur stufenlos variablen Nockenwellenverstellung zu entwickeln, welche fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellbar ist, sich insbesondere durch einen minimierten Verschleiß, minimierte Leckageverluste und eine minimierte Geräuschbelastung auszeichnet, zudem eine optimale Kopplung des Innenrades mit dem Außenrad gewährleistet und dabei bei vergleichbarem Bauraum gleichzeitig das übertragbare Drehmoment sowie den möglichen Verdrehwinkel vergrößert und zudem die Betriebssicherheit im Dauerbetrieb und den Wirkungsgrad merklich erhöht. DOLLAR A Die erfindungsgemäße hydraulische Vorrichtung zur stufenlos variablen Nockenwellenverstellung mit einem an der Nockenwelle (1) angeordneten, mit Flügeln (4) versehenen Innenrotor (2) und einem über die Kurbelwelle angetriebenen Außenrotor (3) zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen den Flügeln (4) des Innenrotors (2) zylinderschalenförmige Pendelkopfführungen (5) angeordnet sind, in denen die Pendelköpfe (6) von Pendeln (7) schwenkbar gelagert sind, deren Pendelfüße (8) in Pendelfußnuten (9) des Außenrotors (3) gelagert sind. DOLLAR A Bei der Erfindung handelt es sich um eine hydraulische Vorrichtung zur stufenlos variablen Verstellung der Nockenwelle gegenüber deren Antriebsrad bei Brennkraftmaschinen.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Vorrichtung zur stufenlos variablen Verstellung der Nockenwelle gegenüber deren Antriebsrad zur Emissionsverringerung und Kraftstoffeinsparung sowie zur Verbesserung des Drehmomentenverlaufes im unteren, und der Leistungsentfaltung im oberen Drehzahlbereich bei Brennkraftmaschinen.

Im Stand der Technik sind zur hydraulischen, stufenlos variablen Nockenwellenverstellung bereits mehrere Wirkprinzipien vorbeschrieben. So beschreibt die DE OS 39 22 962 einen hydraulischen Drehkolben als Verstellvorrichtung der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine.

Der wesentliche Nachteil dieser in der DE OS 39 22 962 vorbeschriebenen Ausführungsform besteht in der geometrischen Überbestimmtheit der Innendurchmesser des als Antriebsrad wirkenden Innenflügelrades gegenüber den jeweils zugeordneten Außendurchmessern des mit der Nockenwelle fest verbundenen Außenflügelrades. Diese geometrische Überbestimmtheit erfordert einen sehr hohen Fertigungsaufwand und ist zudem mit einem hohem Dichtungsaufwand verbunden. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der vorgenannten Lösung besteht darin, daß die für die Abdichtung der benachbarten Druckkammern erforderlichen Dichtflächen am Innendurchmesser des Außenflügelrades deutlich den Verdrehwinkel der beiden Flügelräder zueinander begrenzen. Zudem erhöhen sie gleichzeitig das erforderliche Bauvolumen und bedingen ebenso wie die radial an der Wand des äußeren Dichtdurchmesser des Außenflügelrades angeordneten Dichtflächen am Außendurchmesser des Innenflügelrades zwangsläufig Leckageverluste, die zu einem unbeabsichtigten Druckabfall und damit zu einem Absinken des übertragbaren Drehmomentes bei geringem Wirkungsgrad führen.

Die für den Endlagenanschlag der Flügel des Innenrades am Außendurchmesser des Außenflügelrades vorgesehenen Anschlagsflächen bewirken darüber hinaus im Zusammenwirken mit den starr am Innenflügelrad radial angeordneten Flügeln zwangsläufig unvermeidbare Laufgeräusche während des Betriebszustandes.

Die in der EP 0 821 138 A1 vorgestellte Bauform vermeidet nun die vorgenannte geometrische Überbestimmtheit der Baugruppen dadurch, daß an Stelle der in der DE OS 39 22 962 am Innenflügelrad starr angeordneten radialen Flügel nun separate, radial auf die Welle aufgesteckte Flügel, welche in speziellen, mit Blattfedern versehenen Nuten der Welle des Innenflügelrades geführt werden, angeordnet sind.

Diese in der EP 0 821 138 A1 vorgeschlagene Bauform vermeidet zwar die geometrische Überbestimmtheit der Baugruppen und vergrößert den technisch möglichen Verdrehwinkel der beiden Flügelräder zueinander, bewirkt jedoch aufgrund der erfindungsgemäß lediglich labil in den Nuten geführten, vom Nutgrund her federbelasteten, radial am Innenrotor angeordneten Flügel, neben der bereits im Zusammenhang mit der DE OS 39 22 962 erläuterten Geräuschentwicklung insbesondere wegen der kurzen Verstellzeiten, ein Aufschwimmen der Flügel am Innendurchmesser des Außenflügelrades, der im Dauerbetrieb zu erhöhten Leckageverlusten führt, der neben einem Absinken des übertragbaren Drehmomentes und einen Absinken des Wirkungsgrades, insbesondere in Verbindung mit den im Betriebszustand auftretenden Schwingungen der Flügel zu einem verschleiß- und deformationsbedingten Abklappen der Flügel nach längerer Laufzeit im Dauerbetrieb führen kann, wodurch dann zwangsläufig der Totalausfall der Baueinheit eintritt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Vorrichtung zur stufenlos variablen Nockenwellenverstellung zu entwickeln, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellbar ist, sich insbesondere durch einen minimierten Verschleiß, minimierte Leckageverluste und eine minimierte Geräuschbelastung auszeichnet, zudem eine optimale Kopplung des Innenrades mit dem Außenrad gewährleistet und dabei bei vergleichbarem Bauraum gleichzeitig das übertragbare Drehmoment sowie den möglichen Verdrehwinkel vergrößert und zudem die Betriebssicherheit im Dauerbetrieb und den Wirkungsgrad merklich erhöht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine hydraulische Vorrichtung zur stufenlos variablen Nockenwellenverstellung mit einem über die Kurbelwelle angetriebenen Außenrotor (3) und einem an der Nockenwelle (1) angeordneten Innenrotor (2) mit am Innenrotor (2) angeordneten Flügeln (4) derart gelöst, daß sich zwischen den Flügeln (4) des Innenrotors (2) zylinderschalenförmige Pendelkopfführungen (5) befinden, in denen die Pendelköpfe (6) von Pendeln (7) schwenkbar angeordnet sind, deren Pendelfüße (8) in Pendelfußnuten (9) des Außenrotors (3) radial verschiebbar gelagert sind.

Dieser schwenkbar im Innenrotor (2) gelagerte zylindrische Pendelkopf (6) gewährleistet dabei einen sehr langen, exakt definierten Dichtspalt mit guter Abdichtung und ermöglicht gleichzeitig einen hohen Verdrehwinkel der Pendel (7). Die Kombination dieser optimalen Lagerung der erfindungsgemäßen Pendel (7) im Innenrotor (2) in Verbindung mit der speziellen kegeligen Gestaltung des zwischen Pendelkopf (6) und Pendelfuß (8) angeordneten Pendelschaftes in Kombination mit der erfindungsgemäßen, radial verschieblichen Lagerung der balligen Pendelfüße (8) in den Pendelfußnuten (9) des Außenrotors (3) gewährleisten durch das Anlegen des Pendelfußes an die Pendelfußnut in Richtung der Zellen mit niedrigerem Druck selbst bei eventuell auftretendem Verschleiß einerseits den Aufbau sehr hoher Drücke bei gleichzeitig minimierten Leckageverlusten. Zudem wird durch die konstruktiv optimal gestaltete, zylinderschalenförmige Lagerung des Pendelkopfes (6) in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lagerung der balligen Pendelfüße (8) in den Pendelfußnuten (9) des Außenrotors (3) der Verschleiß der einander berührenden Baugruppen deutlich minimiert, so daß mittels der erfindungsgemäßen Lösung bei hoher Betriebssicherheit auch die Übertragung hoher Drehmomente bei höchstem Wirkungsgrad gewährleistet werden kann. Der zwischen dem Pendelkopf (6) und dem Pendelfuß (8) angeordnete, kegelige Pendelschaft jedes Pendels (7) gewährleistet neben den bereits erläuterten Vorteilen insbesondere im Zusammenhang mit der für die Drehmomentenübertragung wichtigen statischen und dynamischen Festigkeit der Pendel (7) zudem insbesondere in Verbindung mit der speziellen erfindungsgemäßen Lagerung der Pendel (7) gleichzeitig ein sanftes und insbesondere geräuscharmes Anlegen der Pendel (7) in ihren jeweiligen Endlagenstellungen an die Flügel (4) des Innenrotors (2), da sich beim Anlegen der Pendel (7) an die Flügel (4) des Innenrotors (2) keilförmige "Quetschkammern" bilden, in denen das Öl jeweils von innen nach außen verdrängt werden muß.

Erfindungswesentlich ist auch, daß sich in mindestens einem oder auch in mehreren der Flügel (4) radial angeordnete Plattenführungsnuten (10) befinden, in denen Verriegelungsplatten (11) mit Rastnasen verschiebbar (12) angeordnet sind, wobei auf die Verriegelungsplatten (11) in Federsitzbohrungen (13) angeordnete Federelemente (14) einwirken und die Verriegelungsplatten (11) mit ihrer/ihren Rastnase/n (12) in im Außenrotor (3) angeordneten Rastnut/en (16) in einer vom Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine vorgegebenen Vorzugsstellung arretiert werden können. Dabei sind erfindungsgemäß zwischen der Rastnut (16) und der daneben angeordneten Pendelfußnut (9) am Gehäuseinnendurchmesser (15) des Außenrotors (3) Radialnuten (17) angeordnet.

Kennzeichnend ist weiterhin, daß auf den den Rastnuten (16) zugewandten Seiten der Flügel (4) Ölführungen (20) angeordnet sind, die bis in die am Flügelende angeordnete Flankenschräge (18) der Flügelflanke (19) verlaufen, und diese Ölführungen (20) über Ringkanalbohrungen (21) mit einem Ringkanal (22) in Verbindung stehen, der über Umfangsbohrungen (23) und/oder Öldurchtrittsöffnungen (34) mit der in der Nockenwelle (1) angeordneten Druckleitung (24) verbunden ist.

Aufgrund dieser speziellen erfindungsgemäßen Anordnung kann die beispielsweise bei Motorstillstand arretierte, erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung der Einlaßnockenwelle nach dem Anlassen des Motors wieder entarretiert werden. Baut sich über die Öldurchtrittsöffnungen (34), die Umfangsbohrungen (23), den Ringkanal (22), die Ringkanalbohrungen (21) und die Ölführungen (20) in den von der Flankenschräge (18) des Flügels (4) und dem benachbarten Pendel (7) gebildeten Keilspalt (25) und gleichzeitig in den Radialnuten (17) des Außenrotors (3) wie auch in den diesen benachbarten Rastnuten (16) ein Öldruck auf, wirkt dieser Öldruck auf die abgerundeten Rastnasen (12) der Verriegelungsplatten (11) und hebt diese entgegen der Federkraft der Federelemente (14) aus der Rastnut (16) ab. Gleichzeitig erstrebt der Druck im Keilspalt (25) ein Verdrehen des Rotors. Infolge der Wechselmomentenbelastung der Nockenwelle wird nun das Herauslaufen des Innenrotors (2) aus seiner Arretierung unterstützt.

Nach dem Verlassen der Arretierungsstellung liegt dann die federelementbelastete Verriegelungsplatte (11) linienförmig am Gehäuseinnendurchmesser (15) an und gewährleistet so gleichzeitig eine optimale Abdichtung der benachbarten, zwischen Flügel (4) und den Pendeln (7) angeordneten Druckkammern.

Erfindungswesentlich ist auch, daß auf den den Radialnuten (17) abgewandten Seiten der Flügel (4) eine bis in die am Flügelende angeordnete Flankenschräge (18) der Flügelflanke (19) verlaufende Ölnut (26) angeordnet ist, die über Tangentialölführungen (27) und jeweils in die benachbarten Federsitzbohrungen (12) hineinreichenden Axialbohrungen (28) sowie über axial mit den vorgenannten Federsitzbohrungen (12) fluchtenden, den Innenrotor (2) radial durchdringenden Radialbohrungen (29) mit einer zentrisch innerhalb des Innenrotors (2) angeordneten Ringölführung (30) verbunden sind, wobei diese Ringölführung (30) in einen längs der zentrischen Gewindebohrung (31) der Nockenwelle (1) verlaufenden Axialkanal (32) mündet.

Beim Herausdrehen des Rotors aus seiner Arretierungsstellung fließt über diese Ölführungen nun das unter geringerem Öldruck stehende, auf der gegenüberliegenden Seite der Flügel (4) befindliche Öl ab.

Vom jeweiligen Betriebszustand des Verbrennungsmotors abhängig wird über den Axialkanal (32), die Ringölführung (30), die Radialbohrung (29), die Federsitzbohrung (13), die Axialbohrung (28), die Tangentialölführung (27) und die Ölnut (26) auf dieser Seite zwischen den Flügel (4) und den benachbarten Pendeln ein Öldruck aufgebaut, mittels dem der Innenrotor (2) auch bis in seine Arretierungslage wieder zurück gedreht werden kann.

Beim Einrasten der federbelasteten Verriegelungsplatten (11) muß stets das Öl aus der Rastnut (16) verdrängt werden. Dadurch rasten die federbelasteten Verriegelungsplatten (11) sanft und nahezu geräuschlos in den zugeordneten Rastnuten (16) ein.

Im Betriebszustand steuert dabei das Motormanagement kontinuierlich die Druckdifferenz zwischen dem Axialkanal (32) und dem Ringkanal (22), so daß die Pendel (7) hydraulisch eingespannt, eine sehr exakte, stufenlose, variable Nockenwellenverstellung bei höchstem Wirkungsgrad bewirken.

In Abhängigkeit ihrer Öldruckbelastung werden dabei die Pendel (7) mit dem Pendelfuß (8) gegen die jeweils zugeordnete Flanke der Pendelfußnuten (9) gepreßt, so daß dadurch eine optimale Abdichtung der jeweils benachbarten Druckkammern bewirkt und gleichzeitig der Leckagestrom minimiert wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Lösung besteht nun darin, daß auf einem mit einer zentrischen Durchgangsbohrung (33) und mehreren parallel zur Durchgangsbohrung (33) verlaufenden, über den Umfang verteilt angeordneten Öldurchtrittsöffnungen (34) versehenen Adapter (35) die Antriebseinheit (36), der Innenrotor (2) und der Außenrotor (3) mit dem Gehäuse (37) aufgesetzt sind. Frontseitig wird dabei der Innenrotor (2) und der Außenrotor (3) mittels eines mit Befestigungsschrauben (38) gegenüber der Antriebseinheit verspannten Deckels (39) abgedichtet. Von diesem Adapter (35) ist, auf der gegenüberliegenden Seite um die Ringölführung (30) beabstandet, mittig im Innenrotor (2) eine Zentrierhülse (40) angeordnet. Mittels einer Spannschraube (41) wird, vorteilhafterweise in Verbindung mit einer kraftschlüssigen Schraubensicherung (42), dann die gesamte Baugruppe in der Gewindebohrung (31) der Nockenwelle (1) verspannt.

Nachfolgend soll nun die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit 4 Figuren näher erläutert werden.

Dabei zeigen:

Fig. 1: die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt;

Fig. 2: die Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in arretierter Stellung im Schnitt bei A-A gemäß Fig. 1;

Fig. 3: eine Detailansicht aus Fig. 2;

Fig. 4: die Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in nichtarretierter Stellung (Schwimmstellung) im Schnitt bei A-A gemäß Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt im Schnitt die erfindungsgemäße Vorrichtung. Auf einem mit einer zentrischen Durchgangsbohrung 33 und mehreren parallel zur Durchgangsbohrung 33 parallel verlaufenden, über den Umfang verteilt angeordneten Öldurchtrittsöffnungen 34 versehenen Adapter 35 sind die Antriebseinheit 36, der Innenrotor 2 und der Außenrotor 3 mit dem Gehäuse 37 aufgesetzt. Frontseitig wird der Innenrotor 2 und der Außenrotor 3 mittels eines mit Befestigungsschrauben 38 gegenüber der Antriebseinheit verspannten Deckel 39 abgedichtet. Um die Ringölführung 30 vom Adapter 35 beabstandet ist mittig im Innenrotor 2 eine Zentrierhülse 40 angeordnet.

Mittels einer Spannschraube 41 wird die gesamte Baugruppe in Verbindung mit einer kraftschlüssigen Schraubensicherung 42 in der Gewindebohrung 31 der Nockenwelle 1 verspannt.

In der Fig. 2 ist nun die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Vorderansicht, im Schnitt bei A-A gemäß Fig. 1, in arretierter Stellung dargestellt.

In dem über die Kurbelwelle angetriebenen Außenrotor 3 ist ein auf der Nockenwelle angeordneter, mit Flügeln 4 versehener Innenrotor 2 angeordnet. Zwischen den Flügeln 4 des Innenrotors 2 befinden sich zylinderschalenförmige Pendelkopfführungen 5.

In diesen Pendelkopfführungen 5 sind die Pendelköpfe 6 von Pendeln 7 schwenkbar angeordnet, deren Pendelfüße 8 in Pendelfußnuten 9 des Außenrotors 3 radial verschiebbar gelagert sind.

Der schwenkbar im Innenrotor 2 gelagerte zylindrische Pendelkopf 6 gewährleistet dabei einen sehr langen, exakt definierten Dichtspalt und gewährleistet gleichzeitig zudem einen hohen Verdrehwinkel der Pendel 7. Diese Kombination einer optimalen Lagerung der erfindungsgemäßen Pendel 7 im Innenrotor 2 in Verbindung mit der kegeligen Gestaltung des zwischen Pendelfuß 6 und Pendelkopf 8 angeordneten Pendelschaftes wie auch der erfindungsgemäßen, radial verschieblichen Lagerung der balligen Pendelfüße 8 in den Pendelfußnuten 9 des Außenrotors 3, gewährleisten neben sehr hohen, zulässigen Betriebsdrücken auch gleichzeitig minimierte Leckageverluste. Die konstruktiv optimal gestaltete, zylinderschalenförmige Lagerung des Pendelkopfes 6 minimiert in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lagerung der balligen Pendelfüße 8 in den Pendelfußnuten 9 des Außenrotors 3 darüber hinaus deutlich den Verschleiß der einander berührenden Baugruppen und ermöglicht so bei hoher Betriebssicherheit selbst die Übertragung hoher Drehmomente mit höchstem Wirkungsgrad.

Zudem gewährleistet der zwischen Pendelkopf 6 und Pendelfuß 8 angeordnete kegelige Pendelschaft der Pendel 7 die für die Drehmomentenübertragung wichtige statische und dynamische Festigkeit.

In Verbindung mit der vorgenannten erfindungsgemäßen Lagerung der Pendel 7 gewährleistet deren Gestaltung auch gleichzeitig ein sanftes und insbesondere geräuscharmes Anlegen dieser Pendel in ihren Endlagenstellungen an die Flügel 4 des Innenrotors 2.

Dabei werden beim Anlegen der Pendel 7 an die Flügel 4 des Innenrotors 2 keilförmige "Quetschkammern" gebildet, in denen eine Verdrängung des Öls von innen nach außen stattfindet.

In den Flügeln 4 befinden sich radial angeordnete Plattenführungsnuten 10, in denen radial verschiebbar Verriegelungsplatten 11 mit Rastnasen 12 angeordnet sind, auf die in Federsitzbohrungen 13 angeordnete Federelemente 14 einwirken, wobei die Verriegelungsplatten 11 mit ihren Rastnasen 12 in den im Außenrotor 3 angeordneten Rastnuten 16 arretiert werden können. Zwischen den Rastnuten 16 und den direkt benachbarten Pendelfußnuten 9 sind am Gehäuseinnendurchmesser 15 des Außenrotors 3 Radialnuten 17 angeordnet. Auf der den Rastnuten 16 zugewandten Seite der Flügel 4 sind Ölführungen 20 angeordnet, die bis in die am Flügelende angeordnete Flankenschräge 18 der Flügelflanke 19 verlaufen. Diese Ölführungen 20 stehen über Ringkanalbohrungen 21 mit einem Ringkanal 22 in Verbindung, der wie in der Fig. 1 dargestellt, über Umfangsbohrungen 23 und Öldurchtrittsöffnungen 34 mit der in der Nockenwelle 1 angeordneten Druckleitung 24 in Verbindung steht.

Die Fig. 3 zeigt nun aus der Fig. 2 eine Detailansicht. Aus dieser beispielsweise bei Motorstillstand arretierten, in den Fig. 2 und 3 dargestellten Stellung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung der Einlaßnockenwelle können nach dem Anlassen des Motors die Rastnasen 12 der Verriegelungsplatten 11 aus den zugeordneten Rastnuten 16 des Außenrotors 3 heraus entriegelt werden. Dazu wird über die in Fig. 1 dargestellten Öldurchtrittsöffnungen 34, die Umfangsbohrungen 23, den ebenfalls in der Fig. 3 dargestellten Ringkanal 22, die Ringkanalbohrungen 21 sowie über die Ölführungen 20 in dem jeweils von der Flankenschräge 18 der Flügel 4 und dem benachbarten Pendel 7 gebildeten Keilspalt 25 wie auch in den Radialnuten 17 des Außenrotors 3 sowie den diesen benachbarten Rastnuten 16 ein Öldruck aufgebaut. Dieser Öldruck wirkt auf die abgerundete Rastnase 12 der Verriegelungsplatte 11 und drückt diese entgegen der Federkraft der Federelemente 14 aus der Rastnut 16 heraus. Gleichzeitig bewirkt der Druck im Keilspalt 25 ein Verdrehen des Rotors. Insbesondere durch die Wechselmomentenbelastung der Nockenwelle wird dann das Herauslaufen des Innenrotors 2 aus seiner Arretierung unterstützt.

In der Fig. 4 ist die Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, im Schnitt bei A-A gemäß Fig. 1, nun in der nichtarretierten Stellung, der Schwimmstellung dargestellt. Nach dem zuvor beschriebenen Verlassen der Arretierungsstellung liegt nun die federelementbelastete Verriegelungsplatte 11 linienförmig am Gehäuseinnendurchmesser 15 an und gewährleistet so eine optimale Abdichtung der zwischen den Flügeln 4 und den Pendeln 7 angeordneten Druckkammern.

Auf den den Radialnuten 17 abgewandten Seiten der Flügel 4 ist eine bis in die am Flügelende angeordnete Flankenschräge 18 der Flügelflanke 19 verlaufende Ölnut 26 angeordnet. Diese sind über Tangentialölführungen 27 und die, wie in der Fig. 1 dargestellt, jeweils in die benachbarten Federsitzbohrungen 12 hineinreichenden Axialbohrungen 28 sowie über axial mit den Federsitzbohrungen 12 fluchtenden, den Innenrotor 2 radial durchdringenden Radialbohrungen 29 mit einer zentrisch innerhalb des Innenrotors 2 angeordneten Ringölführung 30 verbunden. Diese Ringölführung 30 mündet in einen längs der zentrischen Gewindebohrung 31 der Nockenwelle 1 verlaufenden Axialkanal 32.

Beim Entarretieren des Rotors fließt über diese Ölführungen das auf der anderen Seite der Flügel befindliche Öl ab.

Vom jeweiligen Betriebszustand des Verbrennungsmotors abhängig wird über den Axialkanal 32, die Ringölführung 30, die Radialbohrung 29, die Federsitzbohrung 13, die Axialbohrung 28 und die Tangentialölführung 27 über die Ölnut 26 in diese von den Flügeln 4 und den benachbarten Pendeln 7 gebildeten Kammern ein Öldruck aufgebaut, wobei in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand der Innenrotor 2 dadurch bis in seine Arretierungslage gedreht werden kann.

Beim Einrasten müssen nun die federbelasteten Verriegelungsplatten 11 das Öl aus der Rastnut 16 verdrängen und rasten dadurch stets sanft und nahezu geräuschlos in den ihnen zugeordneten Rastnuten 16 ein.

Zwischen den beiden Positionen des Entriegelns und des Verriegelns steuert das Motormanagement betriebszustandsabhängig kontinuierlich die Druckdifferenz zwischen dem Axialkanal und dem Ringkanal, wobei die hydraulisch eingespannten Pendel 7 dabei eine stufenlose variable Nockenwellenverstellung bewirken.

In Abhängigkeit ihrer jeweiligen Öldruckbelastung werden die Pendelfüße 8 der Pendel 7 gegen die jeweils lastabhängig zugeordneten, einander gegenüberliegenden Flanken der Pendelfußnuten 9 gepreßt. Dieses betriebsbedingte, kammerdruckproportionale Anpressen der Pendel an die Flanken Pendelfußnuten 9 bewirkt eine optimale Abdichtung der benachbarten Druckkammern und minimiert gleichzeitig den Leckagestrom.

Mit der vorliegenden, erfindungsgemäßen Lösung ist es gelungen, eine stufenlos variable Nockenwellenverstellung zu entwickeln, welche fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellbar ist, sich insbesondere durch einen minimierten Verschleiß, minimierte Leckageverluste und eine minimierte Geräuschbelastung auszeichnet, zudem eine optimale Kopplung des Innenrades mit dem Außenrad gewährleistet und dabei bei vergleichbarem Bauraum gleichzeitig das übertragbare Drehmoment sowie den möglichen Verdrehwinkel vergrößert und gleichzeitig die Betriebssicherheit im Dauerbetrieb und den Wirkungsgrad merklich erhöht.

Bezugszeichenzusammenstellung

1

Nockenwelle

2

Innenrotor

3

Außenrotor

4

Flügel

5

Pendelkopfführung

6

Pendelkopf

7

Pendel

8

Pendelfuß

9

Pendelfußnuten

10

Plattenführungsnuten

11

Verriegelungsplatte

12

Rastnasen

13

Federsitzbohrung

14

Federelement

15

Gehäuseinnendurchmesser

16

Rastnuten

17

Radialnut

18

Flankenschräge

19

Flügelflanke

20

Ölführung

21

Ringkanalbohrung

22

Ringkanal

23

Umfangsbohrung

24

Ölbohrung

25

Keilspalt

26

Ölnut

27

Tangentialölführung

28

Axialbohrung

29

Radialbohrung

30

Ringölführung

37

Gewindebohrung

32

Axialkanal

33

Durchgangsbohrung

34

Öldurchtrittsöffnungen

35

Adapter

36

Antriebseinheit

37

Gehäuse

38

Befestigungsschraube

39

Deckel

40

Zentrierhülse

41

Spannschraube

42

Schraubensicherung

Claims (3)

1. Hydraulische Vorrichtung zur stufenlos variablen Nockenwellenverstellung einem an der Nockenwelle (1) angeordneten, mit Flügeln (4) versehenen Innenrotor (2) und einem über die Kurbelwelle angetriebenen Außenrotor (3), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Flügeln (4) des Innenrotors (2) zylinderschalenförmige Pendelkopfführungen (5) angeordnet sind, in denen die Pendelköpfe (6) von Pendeln (7) schwenkbar gelagert sind, deren Pendelfüße (8) in Pendelfußnuten (9) des Außenrotors (3) gelagert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in mindestens einem oder auch in mehreren der Flügel (4) radial angeordnete Plattenführungsnuten (10) befinden, in denen verschiebbar Verriegelungsplatten (11) mit Rastnasen (12) angeordnet sind, auf die in Federsitzbohrungen (13) angeordnete Federelemente (14) einwirken, wobei die Verriegelungsplatten (11) mit ihrer/ihren Rastnase/n (12) in im Außenrotor (3) angeordneten Rastnut/en (16) arretiert werden können, und zwischen der Rastnut (16) und der benachbarten Pendelfußnut (9) am Gehäuseinnendurchmesser (15) des Außenrotors (3) Radialnuten (17) angeordnet sind, wobei auf den den Rastnuten (16) zugewandten Seiten der Flügel (4) Ölführungen (20) angeordnet sind, die bis in die am Flügelende angeordnete Flankenschräge (18) der Flügelflanke (19) verlaufen, und diese Ölführungen (20) über Ringkanalbohrungen (21) mit einem Ringkanal (22) in Verbindung stehen, der über Umfangsbohrungen (23) und/oder Öldurchtrittsöffnungen (34) mit der in der Nockenwelle (1) angeordneten Druckleitung (24) in Verbindung steht und auf der den Radialnuten (17) abgewandten Seiten der Flügel (4) eine bis in die am Flügelende angeordnete Flankenschräge (18) der Flügelflanke (19) verlaufende Ölnut (26) angeordnet ist, die über Tangentialölführungen (27) und die jeweils in die benachbarten Federsitzbohrungen (12) hineinreichenden Axialbohrungen (28) sowie über axial mit den vorgenannten Federsitzbohrungen (12) fluchtenden, den Innenrotor (2) radial durchdringenden Radialbohrungen (29) mit einer zentrisch innerhalb des Innenrotors (2) angeordneten Ringölführung (30) in Verbindung stehen, wobei diese Ringölführung (30) in einen längs der zentrischen Gewindebohrung (31) der Nockenwelle (1) verlaufenden Axialkanal (32) mündet.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem mit einer zentrischen Durchgangsbohrung (33) und mehreren zur Durchgangsbohrung (33) parallel verlaufenden, über den Umfang verteilt angeordneten Öldurchtrittsöffnungen (34) versehenen Adapter (35), auf dem die Antriebseinheit (36), der Innenrotor (2) und der Außenrotor (3) mit Gehäuse (37) angeordnet sind, wobei frontseitig der Innenrotor (2) und der Außenrotor (3) mittels eines mit Befestigungsschrauben (38) gegenüber der Antriebseinheit verspannten Deckels (39) abgedichtet sind, und sich mittig im Innenrotor (2), dem Adapter (35) um die Ringölführung (30) beabstandet gegenüberliegend die Zentrierhülse (40) befindet, wobei die gesamte Baugruppe mittels einer, sowohl in der Zentrierhülse (40) wie auch im Adapter (35) zentrisch angeordneten Spannschraube (41), vorzugsweise in Verbindung mit einer kraftschlüssigen Schraubensicherung (42), in der Gewindebohrung (31) der Nockenwelle (1) verspannt ist.