WO2006108494A1

WO2006108494A1 - Vorrichtung zur variablen einstellung der steuerzeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO2006108494A1
Application number: PCT/EP2006/002516
Authority: WO
Inventors: Jürgen Weber
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2006-10-19
Also published as: JP2008536047A; KR20070122213A; CN101160454B; DE102005017435A1; CN101160454A; EP1869296A1; US20090038569A1; US7647905B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit, einem Innenrotor (3) und einem Außenrotor (4), wobei eines der Bauteile drehfest mit der No-ckenwelle (2) verbunden ist und das andere Bauteil in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle steht. Der Außenrotor (4) ist drehbar auf dem Innenrotor (3) gelagert. Weiterhin ist an dem Außenrotor (4) mindestens eine durch Seitenwände (5, 6) und den Innenrotor (3) begrenzte Hydraulikkammer (7) ausgebildet. Der Innenrotor (3) umfasst ein Nabenteil (3b) und mindestens einen Flügel (3a), wobei sich in jede Hydraulikkammer (7) ein Flügel (3a) des Innenrotors (3) erstreckt und diese in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern (10, 11) teilt. An einer dem anderen Bauteil zugewandten Fläche des Innenrotors (3) oder des Außenrotors (4) ist eine Nut (8) ausgebildet, in der eine Dichtleiste (9) angeordnet ist, wobei zwischen einem Nutgrund (12) der Nut (8) und der Dichtleiste (9) ein Federelement (13) angeordnet ist, das die Dichtleiste (9) in Richtung einer gegenüberliegenden Fläche des anderen Bauteils drängt. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das Federelement (13) gleichzeitig als Dichtelement auszuführen.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit, einem Innenrotor und einem Außenrotor, wobei eines der Bauteile drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist und das andere Bauteil in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle steht, wobei der Außenrotor drehbar auf dem Innenrotor gelagert ist und an dem Außenrotor mindestens eine durch Seitenwände und den Innenrotor begrenzte Hydraulikkammer ausgebildet ist, wobei der Innenrotor ein Nabenteil und mindestens einen Flügel aufweist, wobei sich in die Hydraulikkammer ein Flügel des Innenrotors erstreckt und diese in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern unterteilt, wobei an einer dem anderen Bauteil zugewandten Fläche des Innenrotors oder des Außenrotors eine Nut ausgebildet ist, in der eine Dichtleiste angeordnet ist und wobei zwischen einem Nutgrund der Nut und der Dichtleiste ein Federelement angeordnet ist, das die Dichtleiste in Rich- tung einer gegenüberliegenden Fläche des anderen Bauteils drängt.

Hintergrund der Erfindung

Vorrichtungen dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Bei- spielsweise ist in der US 6,484,678 B2 eine Lösung beschrieben, bei der ein Innenrotor über eine Zentralschraube mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine verschraubt ist. Der Außenrotor steht über eine Kette oder über einen Zahnriemen mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung und ist auf dem Innenrotor zu diesem drehbar gelagert. Weiterhin ist der Außenrotor mit in Umfangsrich- tung beabstandeten Backen versehen, die sich von einer radial innenliegenden Umfangsfläche des Außenrotor radial nach innen erstrecken. Die radial innenliegenden Begrenzungsflächen der Backen liegen auf dem Innenrotor auf und dienen somit als Lagerflächen. Weiterhin werden durch die Backen Ausnehmungen am Außenrotor definiert, die durch den Innenrotor und zwei Seitenwände druckdicht verschlossen werden und somit als Hydraulikkammern dienen. Zwischen Innenrotor und Außenrotor kann - gesteuert über eine äußere hydraulische Beaufschlagung - eine Relativdrehbewegung eingeleitet werden. Hierzu ist der Innenrotor als Flügelrad ausgebildet, das aus einem Nabenteil und einstückig mit diesem ausgebildeten Flügeln besteht. Die Flügel schließen sich an die äußere Umfangsfläche des Nabenteils an und erstrecken sich in radialer Richtung nach außen. Ferner greifen jeder Flügel in eine Hydraulikkammer ein und teilt diese in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern. Durch entsprechende Beaufschlagung der jeweiligen Druckkammer kann eine Verstellung des Innenrotors relativ zum Außenrotor zwischen einem „Frühanschlag" bis zu einem „Spätanschlag" erfolgen.

Eine weitere Ausführungsform derartiger Vorrichtungen ist beispielsweise in der DE 198 08 618 A1 , in der DE 199 51 391 A1 und in der DE 102 53 496 A1 beschrieben. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform sind hier der bzw. die Flügel und das Nabenteil des Innenrotor separat gefertigt. Die Flügel sind in Flügelnuten angeordnet, die an der Außenmantelfläche des Nabenteils ausgebildet sind. Jeweils ein Flügel teilt eine Hydraulikkammer in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern. Durch entsprechende Beaufschlagung des jeweiligen Abschnitts der Hydraulikkammer kann eine Verstellung des Innenrotors relativ zum Außenrotor zwischen einem „Frühanschlag" bis zu einem „Spätanschlag" erfolgen. Alternativ zu dieser Ausführungsform ist es ebenso möglich die Flügelnuten in eine Innenmantelfläche des Außenrotors einzubringen und die Flü- gel dort anzuordnen.

Um sicherzustellen, dass die Flügel radial nach außen an das radial außenliegende Ende der Hydraulikkammer gedrückt werden, um so die beiden Ab- schnitte der Hydraulikkammer mittels des Flügels dicht abzugrenzen, ist es aus der DE 199 63 094 A1 , aus der DE 198 08 619 A1 und aus der DE 199 14 047 A1 bekannt, im Flügelnutgrund der die Flügel tragenden Flügelnuten ein Blattfederelement anzuordnen, das eine radial nach außen gerichtete Kraft auf den Flügel ausübt.

Ein Problem dieser Vorrichtungen ist der Umstand, dass relativ hohe Leckageströme zwischen den Druckkammer einer Hydraulikkammer oder sich gegenüberstehenden Druckkammern benachbarter Hydraulikkammern fließen. Dabei gelangt das Öl von der Druckkammer in der der höherer Druck herrscht über den Spalt zwischen dem Flügel und dem Außenrotor bzw. über den Spalt zwischen Innenrotor und Außenrotor im Bereich der Lagerstellen zu der jeweiligen Druckkammer in der der geringere Druck herrscht.

Eine Verkleinerung der Spalten führt zwar zu geringerer Leckage, bringt aber erhöhte Reibung und erhöhte Fertigungskosten auf Grund von geringeren Toleranzen und damit höheren Fertigungsaufwand mit sich.

Eine Lösung dieses Problem ist in der US 6,484,678 beschrieben. An der radial außen liegenden Fläche der Flügel und im Bereich der Lagerflächen des Außenrotors sind im Wesentlichen in axialer Richtung verlaufende, radiale Nuten ausgebildet. In den Nuten sind Dichtleisten angeordnet, welche mittels Federelementen auf die gegenüberliegende Fläche des jeweils anderen Bauteils ge- presst werden. Die Federelemente stützen sich einerseits am Nutgrund der Nuten und andererseits an der Dichtleiste ab. Somit werden die Spalten zwischen Innenrotor und Außenrotor geschlossen und die Leckage reduziert.

Wenngleich es mit einer solchen Lösung bereits möglich ist, einen guten Wirkungsgrad der Anordnung zu erreichen, stellen Leckageverluste nach wie vor ein Problem derartiger Vorrichtungen dar. Diese Leckage ist unter anderem dadurch bedingt, dass Hydraulikfluid von der einen Druckkammer in die Nut eindringt, die die Dichtleiste trägt, und über den Nutgrund zur anderen Druckkammer gelangt. Speziell bei Anwendungen in denen hohe Reaktionsmomente auf die Nockenwelle wirken führen diese Leckagepfade zu instabilen Phasenlagen zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle.

Das Leckageverhalten ist ein wichtiges Qualitätskriterium einer derartigen Vor- richtung, da hierdurch die Größe, also der Einbauraum und das Gewicht, des Verstellers mit bestimmt wird und dadurch auch auf die Auslegung der Ventile, Ölpumpen etc. Einfluss genommen wird.

Nachteilig ist bei den vorbekannten Lösungen, dass in der Mittenposition der Phasenlage in der Nut eine erhöhte Leckage auftritt; dort steht die Dichtleiste unter einer wechselnden Druckbelastung zwischen den beiden Bereichen der

Hydraulikkammer. Dabei entsteht eine wechselnde Verkippung der Dichtleiste in der Nut, was zu einer erhöhten Leckage führen kann. Insbesondere im Falle einer Vielzahl von Hydraulikkammern und Flügeln summieren sich dabei die Leckageverluste zu einer beträchtlichen Größenordnung.

Zwar kann die Senkung der internen Leckage durch eine engere Tolerierung der Nuten und Dichtieisten bzw. durch höhere Reibbeiwerte im Leckagespalt erreicht werden. Die dabei benötigte Fertigungsgenauigkeit hat jedoch erheb- lieh höhere Herstellkosten zur Folge, weshalb das kein gangbarer Weg ist, um das Leckageverhalten, insbesondere das interne Leckageverhalten, des Verstellers wesentlich zu verbessern. Kostentreibend sind auch zusätzliche Dichtelemente, die darüber hinaus das Gewicht des Verstellers in nachteiliger Weise erhöhen.

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die A ufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass insbesondere die inter- nen Leckageverluste reduziert werden. Dabei sollen die Herstellkosten des Verstellers jedoch nicht bzw. nicht nennenswert erhöht werden. Weiterhin soll der Versteller durch die vorgesehenen Maßnahmen nicht schwerer werden. Hinsichtlich der Montage des Verstellers sollen sich die vorgeschlagenen Maß- nahmen nicht negativ auswirken. Wichtig ist ferner, dass die vorzuschlagende Lösung wartungsfrei ist, wodurch die Instandhaitungskosten des Verstellers nicht nachteilig beeinflusst werden sollen. Insgesamt soll sich ein höherer Wirkungsgrad des Verstellers ergeben, ohne dass andere Faktoren, wie Gewicht oder Herstellkosten, negativ beeinflusst werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Lösu ng dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement gleichzeitig als Dichtelement ausgeführt ist und einen Fluss von Hydraulikfluid von der einen Seitenfläche der Dichtleiste über den Nutgrund zur anderen Seitenfläche der Dichtleiste zumindest weitgehend verhindert.

Dadurch wird eine dichte Barriere für Hydraulikfluid geschaffen, die sich über die gesamte radiale Erstreckung des Spalts zwischen Nutgrund und radial innenliegender Stirnseite der Dichtleiste erstreckt, wobei die Anzahl der Einzelteile und damit der Montageaufwand nicht erhöht wird.

In einer Konkretisierungen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Nut an einer Lagerfläche des Außenrotors, über die der Außenrotor auf dem Innenrotor gelagert ist, ausgebildet ist und die Dichtleiste und das Federelement in dieser Nut angeordnet sind. Dadurch wird der Leckagestrom zwischen benachbarten Druckkammern benachbarter Hydraulikkammern wirkungsvoll unterbun- den.

Dabei ist der Einsatz der Dichteleisten und der als Dichtelement ausgeführten Federelemente sowohl in Ausführungsformen der Vorrichtung denkbar, in denen der Innenrotor aus einem Nabenteil und separat zum Nabenteil gefertigten Flügeln besteht, als auch in Vorrichtungen, in denen der oder die Flügel eintei- lig mit dem Nabenteil ausgebildet sind.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Flügel einteilig mit dem Nabenteil ausgebildet ist, dass die Nut an einem radial äußeren Bereich des Flügels aus- gebildet ist und dass die Dichtleiste und das Federelement in dieser Nut angeordnet sind. Dadurch werden gegeneinander wirkende Druckkammer einer Hydraulikkammer gegeneinander abgedichtet.

Denkbar sind, natürlich auch Ausfϋhrungsformen in denen sowohl Dichtleisten zwischen den Flügeln und dem Außenrotor als auch zwischen dem Nabenteil des Innenrotors und dem Außenrotor vorgesehen sind, wobei die Dichtleisten mittels Federelementen, die als Dichtelemente ausgebildet sind, an das jeweils gegenüberliegende Bauteil gedrängt werden.

In einer Konkretisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Federelement mindestens zwei Dichtkanten oder -flächen aufweist, die an der radial innenliegenden Stirnseite der Dichtleiste und am Nutgrund dichtend anliegen.

Bevorzugt weist das Federelement in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse des Innenrotors entlang der Achsrichtung einen konstanten Querschnitt auf. Das Federelement kann sich weiterhin in axiale Richtung im wesentlichen über die gesamte Breite der Dichtleiste bzw. des Nutgrunds erstrecken.

Das Federelement liegt mit mindestens einer Dichtkante oder -fläche, vorzugsweise mit beiden Dichtkanten oder -flächen, flächig an der radial innenliegenden Stirnseite der Dichtleiste und/oder am Nutgrund an.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Federelement fest an der radial innenliegenden Stirnseite der Dichtleiste angeordnet sein, d. h. Federelement und Dichtleiste bilden dann eine Baueinheit. Das Federelement kann dabei an der radial innenliegenden Stirnseite der Dichtleiste angeklebt sein. Möglich ist es auch, dass das Federelement an der radial innenliegenden Stirnseite der Dichtleiste anvulkanisiert ist.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Nut in ihrem Nutgrund eine größere Breite aufweist als es der Breite der Nut in dem Bereich entspricht, in dem die Dichtleiste geführt wird. Das Federelement weist dabei bevorzugt mit sei- nem im Nutgrund angeordneten Abschnitt eine der Breite des Nutgrunds ange- passte Breite auf.

Das Federelement kann in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse des Innen- rotors beispielsweise eine T-förmige, eine Doppel-T-förmige oder eine Z- förmige Gestalt aufweisen. Ebenso denkbar ist eine im Schnitt senkrecht zur Drehachse des Rotors kreis-, ellipsen- oder rechteckförmige Gestalt.

Das Federelement kann aus Metall, insbesondere aus Federstahl, bestehen. Alternativ ist als Material auch Kunststoff, beispielsweise ein Silikon-Elastomer, möglich. Das Metall kann mit einem Beschichtungsmaterial zumindest teilweise beschichtet bzw. von diesem ummantelt sein. Dabei kommt als Beschichtungsmaterial vorzugsweise ein thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoff oder ein Elastomer zum Einsatz.

Das Federelement kann einteilig ausgebildet oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein.

Durch die vorgeschlagene Lösung ergeben sich verschiedene Vorteile:

Interne Leckageverluste im Versteller werden erheblich herabgesetzt. Der Le- ckage-Ölfluss von der einen Flügeiseite über den Nutgrund zur anderen Flügelseite und zwischen angrenzenden Druckkammer benachbarter Hydraulikkammern wird weitgehend eliminiert. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Verstel- lers erhöht. Insbesondere wird ein Leckageverlust in der Mittenposition der Dichtleisten in seiner Nut signifikant vermindert; dieser Verlust kann bis zu 90% herabgesetzt werden.

Durch den Erfindungsvorschlag erfolgt dies in fertigungstechnisch sehr einfa- eher Weise, so dass keine nennenswerten Zusatzkosten durch die Umsetzung der Erfindung entstehen. Im Gegenteil kann es zu Kostensenkungen kommen, wenn auf andere Maßnahmen zur Verminderung der Leckage verzichtet wird. Namentlich ist es möglich, auf eine sehr enge Tolerierungen des Innenrotors und des Außenrotors bzw. der Dichtleiste und der diese aufnehmenden Nuten zu verzichten, da durch die vorgeschlagenen Maßnahmen auch bei größerer Toleranz Dichtigkeit sichergestellt ist.

Die Montage des Verstellers und namentlich die Einbringung des erfindungsgemäßen mit Dichtkanten oder -flächen ausgestatteten Federelements ist in sehr einfacher und damit kostengünstiger Weise möglich. Dabei kann es zu Vereinfachungen bei der Montage des Verstellers kommen; die Zuführung des vorgeschlagenen Federelements in die Nut kann einfacher erfolgen, als es bei vorbekannten Lösungen der Fall ist.

Eine Wartung der erfindungsgemäßen Elemente ist nicht erforderlich, so dass auch insofern keine höheren Kosten fällig. sind. Die vorgeschlagene Lösung arbeitet auch ohne jegliche Wartungsmaßnahmen absolut zuverlässig.

Das Gewicht des Verstellers wird - im Vergleich mit vorbekannten Lösungen - praktisch nicht erhöht. Es kann sogar vermindert werden, wenn durch die Erfindung auf aufwändigere und schwerere Lösungen, wie beispielsweise zusätzlich zu den Federelementen Dichtelemente vorzusehen, verzichtet wird.

Die gesamten Abmessungen des Verstellers werden durch den Erfindungsvorschlag nicht verändert, so dass der Bauraum des Verstellers unverändert bleibt. Eine Umsetzung der vorgeschlagenen Lösung in Serienprodukte ist problemlos möglich.

Kurze Beschreibung der Figuren

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 nur sehr schematisch eine Brennkraftmaschine, Fig. 1a einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang der Linie C-D gemäß Fig. 1b, dargestellt ohne Nebenaggregate,

Fig. 1b einen Längsschnitt der Vorrichtung aus Figur 1a entlang der Linie A-B,

Fig. 2a einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang der Linie E-F gemäß Fig. 2b, dargestellt ohne Nebenaggregate,

Fig. 2b einen Längsschnitt der Vorrichtung aus Figur 2a entlang der Linie G-H,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus Fig. 1a bzw. 2a nämlich einer Dichtleiste in der diese aufnehmenden Nut,

Fig. 4 eine zu Fig. 3 alternative Ausführungsform,

Fig. 5 eine weitere zu Fig. 3 alternative Ausführungsform,

Fig. 6 eine weitere zu Fig. 3 alternative Ausführungsform,

Fig. 7 eine weitere zu Fig. 3 alternative Ausführungsform und

Fig. 8 eine weitere zu Fig. 3 alternative Ausführungsform.

Ausführliche Beschreibung der Figuren

In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 100 skizziert, wobei ein auf einer Kurbelwelle 101 sitzender Kolben 102 in einem Zylinder 103 angedeutet ist. Die Kurbelwelle 101 steht in der dargestellten Ausführungsform über je einen Zugmit- teltrieb 104 bzw. 105 mit einer Einlassnockenwelle 106 bzw. Auslassnockenwelle 107 in Verbindung, wobei eine erste und eine zweite Vorrichtung 1 für eine Relativdrehung zwischen Kurbelwelle 101 und Nockenwellen 106, 107 sorgen können. Nocken 108, 109 der Nockenwellen 106, 107 betätigen ein Einlassgaswechseiventil 110 bzw. das Auslassgaswechselventil 111.

In den Figuren 1a und 1b ist teilweise nur schematisch eine Vorrichtung 1 zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist einen Innenrotor 3 und einen Außenrotor 4 auf, die relativ zueinander mittels einer nicht dargestellten hydraulischen Verstellmechanik zwischen zwei Endposition eingestellt werden können. Exemplarisch wird auf die DE 101 35 146 A1 hingewiesen, wo die übliche Wirkungsweise einer derartigen Vorrichtung erläutert ist.

Über eine nicht dargestellte Kette wird eine Wirkverbindung zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einem als Kettenrad ausgeführtes Antriebsrad 20 hergestellt, das drehfest mit dem Außenrotor 4 verbunden ist und dessen Körper gleichzeitig eine erste Seitenwand 5 bildet. Die nicht dargestellte Verstellmechanik stellt eine relative Drehstellung zwischen Außenrotor 4 und Innenrotor 3 her. Der Innenrotor 3 ist über eine Zentralschraube 21 drehfest mit einer Nockenwelle 2 der Brennkraftmaschine verschraubt. Der Versteller 1 rotiert um die Drehachse 19.

Der Außenrotor 4 weist im Ausführungsbeispiel vier eingearbeitete Ausneh- mungen 7a auf, die durch Backen 7b voneinander getrennt werden und Hydraulikkammern 7 bilden. Diese werden - s. Fig. 1 b - einerseits durch die bereits genannte Seitenwand 5 und andererseits durch eine zweite Seitenwand 6 begrenzt.

In ein Nabenteil 3b des Innenrotors 3 sind im Ausführungsbeispiel vier Flügelnuten 8a eingearbeitet, die sich vorliegend radial und entlang der axialen Richtung a erstrecken. In jede Flügelnut 8a ist ein Flügel 3a eingesteckt. Der Flügel 3a erstreckt sich in seinem montierten Zustand radial bis an die äußere radiale Begrenzung der Hydraulikkammer 7. Dadurch wird die Hydraulikkammer 7 in zwei Druckkammern 10 und 11 unterteilt, die jeweils - was nicht näher dargestellt ist - mit Hydraulikleitungen in Verbindung stehen, über die Hydraulikfluid in die Druckkammern 10, 11 eingeleitet werden kann. In axiale Richtung a be- trachtet, erstreckt sich der Flügel 3a über eine Breite b, die der Breite des Außenrotor 4 entspricht (s. Fig. 1b).

Damit der Flügel 3a dicht an der äußeren radialen Begrenzungsfläche der Hydraulikkammer 7 anliegt, ist im Bereich des Flügelnutgrundes 12a ein Blattfeder- element 13a angeordnet, wie es im Stand der Technik bekannt ist.

Der Außenrotor 4 ist mittels an den Backen 7b ausgebildeten Lagerflächen 24 drehbar zum Innenrotor 3 auf diesem gelagert. Um Leckageverluste zwischen benachbarten Druckkammern 10, 11 angrenzender Hydraulikkammern 7 durch Ölfluss entlang eines Spalts im Bereich der Lagerflächen 24 zu verhindern, ist an dem Außenrotor 4 im Bereich der Lagerflächen 24 jeweils eine Nut 8 ausgebildet in der eine Dichtleiste 9 angeordnet ist. Die Dichtleiste 9 wird mittels eines Federelements 13 in Richtung des Innenrotor 3 gedrängt. Dabei ist das Federelement 13 innerhalb der Nut 8 angeordnet und stützt sich zum einen an einem Nutgrund 12 der Nut 8 und zum anderen an der Dichtleiste 9 ab. Um Leckageströme über den Nutgrund 12 von der einen Druckkammer 10, 11 zu der anderen Druckkammer 10, 11 zu verhindern, ist das Federelement 13 als Dicht-Federelement ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel ist das Federelement 13 mit zwei Dichtkanten oder Dichtflächen 14 und 15 ausgestattet. Die Dicht- kanten oder -flächen 14, 15 liegen zum einen an der radial innenliegenden Stirnseite 16 der Dichtleiste 9 und zum anderen am Nutgrund 12 dichtend an und verhindern so einen Fluss von Hydraulikfluid von der einen Seitenfläche 17, 18 der Dichtleiste 9 über den Nutgrund 12 zur anderen Seitenfläche 17, 18 der Dichtleiste 9.

In einem Schnitt senkrecht zur Drehachse 19 hat das Federelement 13 entlang der Achsrichtung a einen konstanten Querschnitt. Die axiale Erstreckung des Federelements 13 und der Dichtleiste entspricht der Breite b des Außenrotors 4.

Die Figuren 2a und 2b zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen Vorrichtung 1. Wie in der ersten Ausführungsform aus den Figuren 1 a und 1 b sind an der radial innenliegenden Begrenzungsfläche des Außenrotors 4 Ausnehmungen 7a ausgebildet, welche durch radial nach innen ragende Backen 7b voneinander getrennt sind. Die Ausnehmungen 7a werden von Seitenwänden 5, 6 und dem Innenrotor 3 druckdicht verschlossen und bilden somit Hydraulikkammern 7. In jede der Hydraulikkammem 7 ragt jeweils ein Flügel 3a des Innenrotors 3, wodurch die Hydraulikkammer 7 in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern 10, 11 geteilt wird. Durch selektive Beaufschlagung einer Gruppe der Druckkammern 10, 11 oder, beider Gruppen kann die Phasenlage des Innenrotors 3 zum Außenrotor 4 verändert oder gehalten werden. Im Un- terschied zur ersten Ausführungsform, welche in den Figuren 1a und 1b dargestellt ist, sind hier das Nabenteil 3b und die Flügel 3a einteilig ausgeführt.

Um Leckageströme zwischen den Druckkammern 10, 11 einer Hydraulikkammer 7 gering zu halten, ist in jeden Flügel 3a an deren radial außenliegenden, am Außenrotor 4 anliegenden Fläche eine radial und im Wesentlichen axial verlaufende Nut 8 ausgebildet, in der eine Dichtleiste 9 angeordnet ist. Die Dichtleisten 9 werden mittels jeweils eines Federelements 13, welches im Nutgrund 12 der Nut 8 angeordnet ist, in Richtung des Außenrotors 4 gedrängt. Das Federelement 13 ist in diesem Fall ebenfalls als Dicht-Federelement aus- geführt, wodurch Leckageströme von einer Seitenfläche 17, 18 der Dichtleiste 9 zu deren anderen Seitenfläche 17, 18 über den Nutgrund 12 wirkungsvoll unterbunden werden.

Ebenso kann vorgesehen sein, wie in den Figuren 2a und 2b dargestellt, im Bereich der Lagerfläche 24 der Backen 7b des Außenrotors 4 jeweils eine oder gegebenenfalls mehrere Nuten 8 vorzusehen, in denen Dichtleisten 9 angeordnet sind, die von einem Federelement 13 in Richtung des Innenrotors 3 gedrängt werden. Diese Federelemente 13 sind vorteilhafterweise ebenfalls als Dicht-Federelemente ausgeführt, wodurch der Leckagestrom zwischen benachbarten Druckkammern 10, 11 benachbarter Hydraulikkammem 7 über den Nutgrund 12 der Nuten 8 unterbunden wird. Ebenso denkbar wäre es die Dichtleiste 9 in Nuten anzuordnen, welche in den Innenrotor 3 eingebracht sind. Da- bei ist darauf zu achten, dass sich die Dichtleiste 9 in jeder Stellung des Innenrotors 3 zum Außenrotor 4 in Umfangsrichtung im Bereich der Lagerfläche 24 befindet. Auch in dieser Ausführungsform ist die Verwendung eines Dicht- Federelements vorteilhaft, die die Dichtleiste 9 in Richtung des Außenrotors 4 drängt.

Die Federelemente 13 in der in den Figuren 2a und 2b dargestellten Ausführungsform können identisch zu denen der ersten Ausführungsform (Figuren 1a und 1b) ausgeführt sein.

Die Figuren 2a und 2b zeigen zusätzlich zu dem als Kettenrad ausgeführten Antriebsrad 20 eine Stirnradverzahnung, über die eine zweite Nockenwelle angetrieben werden kann. Diese Ausführung findet beispielsweise in dohc- Motoren Anwendung, in denen für die Einlass- und die Auslassventile separate, benachbart angeordnete Nockenwellen vorgesehen sind.

Weiterhin ist die Vorrichtung 1 mit einem Verriegelungsmechanismus 25 versehen. Dieser besteht aus einem Verriegelungskolben 26 und einer Feder 27, welche in einer axial verlaufenden Aufnahme 28 des Innenrotors angeordnet sind. Die Feder 27 drängt den Verriegelungskolben 26 in Richtung der ersten Seitenwand 5. Bei ungenügender Versorgung der Vorrichtung 1 mit Hydraulikmittel greift der Verriegelungskolben 26 bei einer bestimmtem relativen Stellung des Innenrotors 3 zum Außenrotor 4 in eine an dem ersten Seitendeckel 5 ausgebildete Aussparung 29 ein, wodurch die Phasenlage des Innenrotors 3 zum Außenrotor 4 festgelegt wird. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird der dem ersten Seitendeckel 5 zugewandten Stirnseite des Verriegelungskolbens 26 Hydraulikmittel zugeführt, wodurch dieser komplett gegen die Kraft der Feder 27 in die die Aufnahme 28 gedrängt wird und damit die Verriegelung des Innenrotors 3 zum Außenrotor 4 aufgehoben ist. Details des Federelements 13 ergeben sich aus den Figuren 3 bis 8. Hier sind verschiedene Ausgestaltungen des Federelements 13 und namentlich seiner Dichtkanten bzw. Dichtflächen 14 und 15 skizziert. Die Darstellungen zeigen eine Dichtleiste 9 und das zugehörige Federelement 13, welche in einem Flügel 3a der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 1 angeordnet sind. Analog können die Bauteile aber auch an der Lagerfläche 24 zwischen dem Innenrotor 3 und dem Außenrotor 4 beider Ausführungsformen der Vorrichtung 1 vorgesehen sein. Die Größe des Spalts zwischen der Flügeloberseite und dem Außen- rotor 4 ist stark übertrieben dargestellt.

Das Federelement 13 kann im Schnitt verschiedene Formen aufweisen, von denen in den Figuren verschiedene Möglichkeiten dargestellt sind. Das Element 13 kann im Querschnitt eine l-Form oder Doppel-T-Form aufweisen (Fig. 3 und Fig. 4). Genauso ist eine Z-Form möglich (Fig. 5). In allen Fällen liegen die Dichtkanten bzw. Dichtflächen 14 und 15 flächig einmal an der radial innenliegenden Stirnseite 16 der Dichtleiste 9 und einmal am Nutgrund 12 an, so dass zuverlässig ein Ölfluss an diesen Stellen verhindert ist.

Um das Federelement 13 sicher in der Nut zu verankern, sehen die Ausführungsvarianten gemäß Fig. 6 bis 8 vor, dass die Nut 8 im Bereich des Nutgrundes 12 verbreitert ist. Wie am besten aus Fig. 9 zu sehen ist, weist die Nut 8 im Bereich des Nutgrundes 12 eine Nutgrundbreite bβ auf, die größer ist als die Nutbreite b_F in dem Bereich, in dem die Dichtleiste 9 gehalten wird.

In den Figuren 6 bis 8 sind wieder verschiedene Querschnittsformen des Federelements 13 skizziert, nämlich eine I-Form bzw. Doppel-T-Form (Fig. 6 und 7) und eine Z-Form (Fig. 8). Wie zu sehen ist, ist die Form des Federelements 13 und namentlich seiner Dichtkante bzw. Dichtfläche 15 der Form des verbrei- terten Nutgrundes 12 angepasst. Die Nut 8 erstreckt sich im Ausführungsbeispiel in axiale Richtung a; es kann aber auch vorgesehen werden, dass die Nut 8 schräg zur axialen Richtung verläuft.

Das Federelement 13 kann - wie im Ausführungsbeispiel - als separates Element verwendet werden, das bei der Montage mit der Dichtleiste 9 gepaart wird. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass das Federelement 13 mit der Dichtleiste 9 verbunden wird, beispielsweise durch Verkleben oder durch Anvulkanisieren.

Das Federelement 13 kann aus mehreren einzelnen Teilen bestehen, die in geeigneter Weise miteinander verbunden sind, z. B. durch Vulkanisation, durch Verklebung, durch Schweißung oder Lötung usw. Es kann aus metallischem oder nichtmetallischem Werkstoff bestehen oder aus einer Kombination solcher Materialien. Als metallischer Werkstoff kommt beispielsweise Federstahl oder auch Sinterwerkstoff in Frage. Das Federelement 13 kann eine Beschichtung bzw. Ummantelung mit Dichtmaterial aufweisen. Ebenso denkbar ist ein Federelement 13 aus einem elastischen Kunststoff, wie beispielsweise einem Silikon- Elastomer.

Das Federelement 13 kann als kontinuierliches Profil gefertigt werden, von dem Stücke mit der Breite b der Dichtleiste 9 bzw. des Nutgrundes abgeschnitten werden.

Das Federelement 13 kann unter Nutzung bekannter Fertigungsverfahren hergestellt und in seine gewünschte Form gebracht werden, beispielsweise durch Urformen (Gießen), durch spanloses Umformen, durch spanende Herstellung sowie durch sonstige Verfahren wie Verkleben, Beschichten, Verschmelzen, etc. Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Nockenwelle

3 Innenrotor

3a Flügel

3b Nabenteil

4 Außenrotor

5 erste Seitenwand

6 zweite Seitenwand

7 Hydraulikkammer

7a Ausnehmung

7b Backe

8 Nut

8a Flügelnut

9 Dichtleiste

10 erste Druckkammer

11 zweite Druckkammer

12 Nutgrund

12a Flügelnutgrund

13 Federelement

13a Blattfederelement

14 Dichtkante oder -fläche

15 Dichtkante oder -fläche

16 radial innenliegende Stirnseite

17 erste Seitenfläche

18 zweite Seitenfläche

19 Drehachse

20 Antriebsrad

21 Zentralschraube

24 Lagerfläche

25 Verriegiungsmechanismus

26 Verriegelungskolben 7 Feder 8 Aufnahme

29 Aussparung

100 Brennkraftmaschine

101 Kurbelwelle

102 Kolben

103 Zylinder

104 Zugmitteltrieb

105 Zugmitteltrieb

106 Einlassnockenwelle

107 Auslassnockenwelle

108 Nocken

109 Nocken

110 Einlassgaswechselventil

111 Auslassgaswechselventil

a axiale Richtung b Breite des Flügels bzw. des Nutgrunds b_G Nutgrundbreite b_F Nutbreite

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselven- tilen einer Brennkraftmaschine mit,

- einem Innenrotor (3) und einem Außenrotor (4), wobei eines der Bauteile drehfest mit der Nockenwelle (2) verbunden ist und das andere Bauteil in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle steht,

- wobei der Außenrotor (4) drehbar auf dem Innenrotor (3) gelagert ist und - an dem Außenrotor (4) mindestens eine durch Seitenwände (5, 6) und den Innenrotor (3) begrenzte Hydraulikkammer (7) ausgebildet ist,

- wobei der Innenrotor (3) ein Nabenteil (3b) und mindestens einen Flügel . (3a) aufweist,

- wobei sich in jede Hydraulikkammer (7) ein Flügel (3a) des Innenrotors (3) erstreckt und diese in zwei gegeneinander wirkende Druckkammern (10, 11) teilt,

- wobei an einer dem anderen Bauteil zugewandten Fläche des Innenrotors (3) oder des Außenrotors (4) eine Nut (8) ausgebildet ist,

- in der eine Dichtleiste (9) angeordnet ist und wobei zwischen einem Nut- grund (12) der Nut (8) und der Dichtleiste (9) ein Federelement (13) angeordnet ist, das die Dichtleiste (9) in Richtung einer gegenüberliegenden Fläche des anderen Bauteils drängt, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Federelement (13) gleichzeitig als Dichtelement ausgeführt ist und einen Fluss von Hydraulikfluid von der einen Seitenfläche (17) der Dichtleiste (9) über den Nutgrund (12) zur anderen Seitenfläche (18) der Dichtleiste (9) zumindest weitgehend verhindert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (3a) einteilig mit dem Nabenteil (3b) ausgebildet ist, dass die Nut (8) an ei- nem radial äußeren Bereich des Flügels (9a) ausgebildet ist und dass die Dichtleiste (9) und das Federelement (13) in dieser Nut (8) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (8) an einer Lagerfläche (24) des Außenrotors (4), über die der Außenrotor (4) auf dem Innenrotor (3) gelagert ist, ausgebildet ist und die Dichtleiste (9) und das Federelement (13) in dieser Nut (8) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (13) mindestens zwei Dichtkanten oder -flächen (14, 15) aufweist, die an der radial innenliegenden Stirnseite (16) der Dichtleiste (9) und am Nutgrund (12) dichtend anliegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (13) mit mindestens einer Dichtkante oder -fläche (14, 15), vorzugsweise mit beiden Dichtkanten oder -flächen (14, 15), flächig an einer radial innenliegenden Stirnseite (16) der Dichtleiste (9) und/oder am Nut- grund (12) anliegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (13) fest an der radial innenliegenden Stirnseite (16) der Dichtleiste (9) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (13) aus Metall besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Feder- element (13) aus Kunststoff besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Silikon-Elastomer ist.

10.Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall mit einem Beschichtungsmaterial zumindest teilweise beschichtet bzw. von diesem ummantelt ist.

11.Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Be- schichtungsmaterial ein Elastomer ist.