WO2015051786A1 - Nockenwellenverstelleinrichtung - Google Patents

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WO2015051786A1
WO2015051786A1 PCT/DE2014/200362 DE2014200362W WO2015051786A1 WO 2015051786 A1 WO2015051786 A1 WO 2015051786A1 DE 2014200362 W DE2014200362 W DE 2014200362W WO 2015051786 A1 WO2015051786 A1 WO 2015051786A1
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pressure
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locking
stator
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Michael Busse
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F01L2001/34463—Locking position intermediate between most retarded and most advanced positions
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    • F01L2001/34466—Locking means between driving and driven members with multiple locking devices

Definitions

  • the invention relates to a camshaft adjusting device with the features of the preamble »of claim 1.
  • Cam flywheel devices are generally used in internal combustion engine valve trains to vary the valve opening and closing times. whereby the fuel consumption of the internal combustion engine and the operating behavior can be generally improved.
  • a practice proven embodiment of the cam indexing device comprises a vane-type adjuster with a stator and a rotor which delimit an annular space which is divided into several working chambers by projections and wings.
  • the working chambers can be acted upon optionally by a pressure medium which is in one Pressure fluid circuit is fed via a pressure medium pump from a pressure medium reservoir in the working chambers on one side of the blades of the rotor and back from the Häkammem on the other side of the wing back into the pressure medium reservoir.
  • the Schwarzkammem whose volume is thereby increased, have a Wirknchtung on. which is the opposite direction of the effective direction of the Häkammem whose volume is reduced.
  • the effective direction means that pressurizing the respective group of working chambers causes the rotor to rotate either clockwise or counterclockwise relative to the stator.
  • the control of the pressure medium flow and thus the Verstelliolo the NockenwellenversteHeinnchturig occurs e.g. by means of a central valve having a complex structure of flow openings and control edges and a valve body which is displaceable in the central valve and closes or releases the flow openings as a function of its position.
  • a problem with such a camshaft adjusting device is that it is not completely filled with pressure medium in a starting phase or even may be run empty, so that the rotor can perform uncontrolled movements relative to the stator due to the alternating moments exerted by the camshaft, which can lead to increased wear and to unwanted noise development.
  • the locking device does not lock the rotor as intended, and the camshaft adjuster must be operated in the subsequent starting phase with unlocked rotor.
  • some internal combustion engines have a very poor starting behavior when the rotor is not locked in the mast position. In the starting phase, the rotor must then be automatically turned into the center locking position and locked.
  • Such automatic rotation and locking of the rotor with respect to the stator is e.g. from DE 10 2008 011 915 A1 and from DE 10 2005 011 916 A1.
  • Both locking devices described therein comprise a plurality of spring-loaded locking pins, which lock in a rotation of the rotor successively provided in the sealing cover or the stator locking grooves and allow each before reaching the center locking position rotation of the rotor in the direction of the center locking position, but a rotation of the Block the rotor in the opposite direction.
  • the locking pins are pressure fluid actuated displaced from the Verrie- gelungskuiissen, so that the rotor can then be used as intended to adjust the rotational angle position of the camshaft relative to the stator twisted.
  • a disadvantage of this solution is it. that the locking of the rotor can be realized only with a plurality of successively locking locking pins can, which leads to higher costs. Furthermore, the Veroegelungsvorgang requires that the locking pins lock functionally successive. If one of the Verriegelungsstif e not locked, the locking process can be interrupted because the rotor is thus not locked in the intermediate position on one side and can turn back. Furthermore, in the known solutions only the center lock of the stator relative to the rotor is proposed, or a lock in one of the two stop positions ( "early" or "late *). Can not therefore Before starting the engine, the optimal relative angle between the stator and the Rotor can be adjusted.
  • the camshaft adjusting device has at least one pressure * memory and a switching valve, wherein the switching valve, the pressure accumulator in dependence on the operating condition of the internal combustion engine in a first Schart too with a pressure accumulator feeding system and in a second Switching position with at least one of the working chambers and the locking device connects
  • the proposed accumulator and the proposed DruckvenM an additional pressure source is provided which allows actuation of the locking device regardless of the pressure built up by the pressure medium pump.
  • the existing pressure medium pump is used to load the pressure accumulator.
  • the switching valve is in operation of the internal combustion engine in a first switching position.
  • the energy stored in the pressure accumulator is made available in order to pressurize at least one working chamber so as to obtain a rotational movement from one of the stop positions ("early” or “late”) into the central locking positrontron.
  • the switching valve be controlled by the pressure medium of the pressure accumulator feeding system.
  • the internal combustion engine drives a pressure medium pump during operation. which can also be used to load the accumulator.
  • Bet eb must therefore be made a fluidic connection between the pressure medium pump and the accumulator via the switching valve.
  • the pressure means counteracts a force acting on the switching valve spring force.
  • the switching valve shifts to a position in which the pressure accumulator is loaded. If the pressure delivered by the pressure medium pump drops due to the switching off of the internal combustion engine, then the spring force no longer counteracts any force due to the pressure medium.
  • the spring relaxes, whereby the switching valve is moved to a position in which the stored energy in the pressure accumulator can be used in at least one working chamber for rotation of the rotor relative to the stator and at the same time Vemegelungsstitt the rotor can be moved from a locking link.
  • the pressure accumulator can be connected to a locking channel of the locking device, into which a locking element of the locking device engages.
  • the pressure accumulator is fluidically connectable with the Vernegelungs- Kulisse. into which the corresponding pivot pin engages.
  • pressure medium acts on the working chambers of the same direction of action, so that the rotor can be moved from one of the stop positions ("early” or “late”) by the energy stored in the pressure accumulator
  • Camshaft adjusting device can be used in full range of motion, ie, that the rotor can be rotated to the stop positions (.Sch “or .Spar), the locking pins in this state must not reach into the Verriegelungskuhsse. Since the switching valve is switched during operation of the internal combustion engine so. that the pressure accumulator is loaded, it is advantageous to pressurize the Verriegeiungskulisse on the pressure medium pump with pressure medium. It is thus ensured that the Veniegelungs reconstructe be pressed in the operation of the internal combustion engine to each 2eit in the rotor and the rotor is therefore freely movable relative to the stator.
  • Werter is proposed that in fluidic connection of the pressure accumulator with the working chamber and the locking device of the return flow of the pressure medium is prevented by at least one check valve.
  • the pressure accumulator acts both at least one working chamber and a locking link with pressure medium. This means that the pressure accumulator must counteract a resistance until the rotor is locked in the center locking position. If the pressure accumulator is not fully charged, for example because of a very short operating time of the combustion chamber. The stored energy may not be enough to reach the center locking position. As a result, the pressure medium flows back in the direction of the pressure accumulator due to the resistance acting against the pressure accumulator. By the intermediate shadow of a non-return valve, eg immediately before or after the scarf valve.
  • an actuator for unlocking the piston of the pressure medium reservoir is provided. and the actuator is electronically connected to a motor control unit. Through the actuator, the rotation of one of the stop positions ("Early” or “Spat”) can be initiated in the center locking position.
  • the actuator is in turn connected to the engine control unit, whereby the control of the actuator by various parameters, in particular by the ⁇ itemperatur is enabled.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a camshaft adjusting device according to the invention with a circuit diagram of a pressure medium circuit in FIG a position between stop position and center position in operating mode:
  • FIG.2 an ac ematic representation of a camshaft adjusting device according to the invention with a circuit diagram of a pressure medium circling run in the stop position "late" shortly before the engine is stopped;
  • FIG. 3 a schematic representation of an inventive camshaft * verstelleinnchtung with a circuit diagram of Druckmitteftcreislaufes in the stop position .S A 'with the internal combustion engine off,
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a camshaft adjustment device according to the invention with a circuit diagram of a pressure medium circuit in the stop position "Spat" before starting the internal combustion engine;
  • FIGS. 1 to 5 show a camshaft adjusting device having a known basic structure with a schematically illustrated rempligelzeltenversteller as a basic component, which can be driven by a not shown crankshaft stator 16 and a rotatably connected to a camshaft, also not shown rotor 17 with a rotor hub 36 and a plurality of radially outwardly extending wings 11.12 and 13 in the top view of the vane-type adjuster can be seen in the development, while schematically below a section of the rotor hub 36 of the rotor 17 with a locking device 33 and lower right schematically a Mehrwege Switching valve 21 is to recognize the Druckmittetstromes.
  • an oil pressure-controlled switching valve 43 and a pressure accumulator 44 is shown for pressure medium. Furthermore, a pressure medium circuit with a plurality of pressure medium lines 1, 2,3,4,5.6.7,8,23,37,38.39,40,41,42,45,46.47,48 and 50 can be seen, which on the multi-way Sound valve 21 optionally fluidly with a pressure medium pump “P” or a pressure medium reservoir “T” are connected, wherein the pressure motor pump "P” the pressure medium after returning to the pressure medium reservoir "T : from the same again promotes in the pressure medium circuit.
  • the stator 16 has a plurality of stator webs which divide a ring space between the stator 16 and the rotor 17 into a plurality of pressure chambers 29, 30 and 31.
  • the pressure chambers 29,30 and 31 in turn are divided by the wings 11:12 and 13 of the rotor 17 in Arbertskammem 24,25.26,27,28 and 32, in which the directing medium lines 1,4,0,7,8 and 40 open.
  • the locking device 33 comprises three locking pins 18, 19 and 49, which serve to lock the rotor 1 relative to the stator 16 in a stator-fixed locking slot 22.
  • the locking link 22 may be e.g. be arranged in a bolted to the stator 16 sealing cover.
  • the locking pins 18.19 are used to lock the stator 16 relative to the rotor 17 in a center locking position, whereas the Verriegeiungs- pin 49, the lock in the stop position "Spar dustt.
  • the stop position "Late is indicated in the illustration by an S and the stop position .graphy” by an F.
  • the drive camshaft of the camshaft is adjusted to the crankshaft in normal operation, for example in the direction r Fr0h * (F), by applying pressure medium to the working chambers 24, 32 and 27 and thereby increasing their volume, while at the same time the pressure medium from the working chambers 25, 26 and 28 displaced and the volume is reduced.
  • the working chambers 24.25, 26.27, 28 and 32, the volume of which in this adjustment is increased in groups in each case, are referred to in the context of the invention as working chambers 24.25, 26.27, 28 and 32 of a working direction, while the working chambers 24, 25, 26, 27, 28 and 32, whose volume is simultaneously reduced, as working chambers 24, 25, 26, 27, 28 and 32 of the opposite be defined effective direction.
  • the change in volume of the working chambers 24, 25, 26, 27, 28 and 32 then causes the rotor 17 with the blades 11, 12 and 13 to be rotated relative to the stator 16.
  • the volume of the working chambers 25,26 and 28 is increased by a pressurizing agent via the B-port of the multi-way switching valve 21, while the volume of the working chambers 24,32 and 27 at the same time by backflow of the pressure medium over the A port of the multi-way switching valve 21 is reduced.
  • This change in the votum then leads to a rotation of the rotor 17 with respect to the stator 16, which in the wound-off view leads to a displacement of the wings 11, 12 and 13 counter to the direction of the arrow to the left.
  • pressure medium lines 34 and 35 are provided with therein check valves 9 and 10 which allow an overflow of Druckmitteis from the working chamber 25 into the working chamber 24 and from the working chamber 32 into the working chamber 26.
  • the flow of the pressure medium through the pressure medium lines 34 and 35 can also be formed by a respective second switchable valve device, formed by each a spring-loaded sliding valve body 14 and 15 ⁇ blocked or enabled.
  • the valve body 14 and 15 two switch positions, in which the flow is either enabled or disabled.
  • the switchable second valve devices are Uber each a Druckstofflei 'tion 2 and 5 acted upon with pressure medium and are transferred at a Druckstoffbeetzschung by a displacement of the valve body 1 and 15 against the acting spring force from a first to a second Scharr ein, which in Figs. 1 and Fig. 2 can be seen.
  • the flow is blocked by the pressure medium lines 34 and 35, so that the working chambers 24 and 25 and 32 and 26 are considered to be separated from each other, and the Nockenwellenverstelleinnchtung without an upper flow of the pressure medium between the working chambers 24,25,32 and 26 with a correspondingly high adjustment accuracy can be operated.
  • the locking device 33 further comprises a third valve device, formed by two locking pins 18 and 9 in the Rotomabe 36, the locking pins 18 and 19 are designed as spring-loaded valve body with corresponding grooves or holes, which by pressurizing the locking link 22 via the pressure medium line 23 against the acting spring force from a first to a second switching position are displaced. In this case, the locking pins 18 and 19 are in the first switching position when they engage in the locking link 22 and the springs are relaxed.
  • the locking pin 49 is also spring loaded, but does not serve as a valve. By pressurizing the Verriegelungsku- lisse 22 via the pressure medium lines 45 or 50, the locking pin 49 can be moved against the spring force.
  • the bores or grooves in the locking pins 18 and 19 are arranged so that a through-flow of the pressure medium in the first switching position of the locking pin 18 is relieved at unloaded spring between the pressure medium line 1 and the pressure medium line 39 and / or the pressure medium line 6 and 48 can be seen in the positions in the Fkj 3 to Fig. 5.
  • One of these positions shown in FIGS. 3 to 5 is present. when the rotor 7 when starting the internal combustion engine is not locked in the center locking position and either in the direction of the stop position "late” or in the direction of the stop position "early" relative to the stator 16 is rotated.
  • one of the locking pins 18 or 19 does not engage in the locking slot 22 em and is thereby displaced against the spring force in the second switching position.
  • the holes or grooves in the locking pins 18 and 19 are arranged so that the locking pins 18 and 19 in the second Schart too see a flow of the pressure medium between the Druckstofflertungen 6 and 48 and 1 and 39, while the flow through the respectively engaged in the VerriegelungskuMsse 22, located in the first switching position locking pin 18 or 19 is locked.
  • the Druckstofflertitch 6 and 40 or 1 and 4 are fluidly connected to the working chambers 26 and 25 and 24 and 32, which are thereby shorted by the locking pins 18 and 19 located in the second switching position
  • the Druckmrftellettungen 8 and 40 in a teilnng or annular common pressure medium line 38 at the rotor hub 36, which in turn via the B port of the multi-way switching valve 21 fluidly with the pressure medium pump "P * or the Druckstoffreser- reservoir, T is connectable.
  • the partial ring or annular Druckmitmaschine device 38 the working chambers 25 and 28 of a direction of action can be acted upon together with pressure medium or connected to the pressure medium reservoir.
  • the same function is provided by the pressure conveying line 37, via which the working chambers 32 and 27 can be acted upon with pressure medium via the A port of the multiway switching valve 21 or connected to the pressure medium reservoir "T.”
  • the locking forces 18 and 1 separate the pressure communication lines 1 and 39 or 6 and 48 in the locking position, in which they engage in the Verschliegeiungskulisse 22, so that the rotor 1 with acting camshaft switching torque forces over the working chamber 24 or the working chamber 26 in the direction of adjustment JFröh "(F) or .S Georgf (S) can support.
  • a first switchable Ventilemnchtung. formed by a spring-loaded displaceable valve pin 20.
  • the valve pin 20 has the Druckstofflertung 41, for example in the form of a circumferential groove. on, through which the working chambers 27 and 28 of the different directions of action on the side surfaces of the wing 13 can be short-circuited in a first switching position of the third valve device. 2, the camshaft adjustment device is in the stop position "S Georg (S) This is the case, for example, shortly before the engine is stopped, whereby the pressure medium pump” P "still supplies a pressure supply is projected, and thus the stator 16 against the rotor 17 in the stop position w Spa (S) is locked in the stop position "Spa (S) of the locking pin 18 is pushed by a spring force in the locking link 22nd in this process, there is the multi-way switching valve 21 in position 2.
  • Fig. 3 shows the cam weltenverstell Nurette thanks after switching off the internal combustion engine. Due to the decrease in the oil pressure, the switching valve 43 is not more pressurized with pressure medium, whereby eich changes the switching position so that the pressure medium lines 47 and 50 are fluidly connected to each other. Since the locking link 22 for the locking pin 18 is no longer acted upon by pressure medium, this is driven by the spring force in the locking link 22. The rotor 17 is thus locked relative to the stator 16 in the stop position "S GeorgfiS" As long as the internal combustion engine is not in operation, the multi-way switching valve 21 is in position 1. The C-port is thus connected to the pressure medium reservoir T, and the pressure medium to act on the Ventilkorper 14.15 and 1 can flow into the pressure medium reservoir T. The oppositely acting working chambers 24.32 and 27 or 25, 26 and 28 of the pressure chambers are short-circuited in this state via the valve body 14, 15 and via the valve body 20.
  • Fig. 4 the camshaft advance device is shown shortly before the start of the engine.
  • the pressure medium line 47 and 50 can flow from the pressure accumulator 44 pressure fluid in the locking link 22 and thus the locking pin 49 are moved against the spring force acting on it in the rotor 17.
  • the working chamber 24 is connected via the Druckstofflertungen 1.45,47 and 50 with the pressure accumulator 44.
  • the wing 11 is thus acted upon via the working chamber 24 with pressure. which leads to a relative movement of the rotor relative to the stator in the direction .FrtirTfF).
  • the locking pin 18 is in the first Schart ein, which is why the working chambers 32 and 27, which act in the same direction as the working chamber 24, are not acted upon with pressure medium.
  • the backflow of the pressure medium from the working chamber 24 in the pressure accumulator 44 is prevented by a check valve 51 which is arranged between the switching valve 43 and the pressure transmitting line 50.
  • the check valve 51 may also be positioned between the switching valve 43 and the accumulator 44.
  • the rotor 17 can thus be moved in the direction of "friction" with respect to the stator 16 without pressure supply to the pressure medium pump "P", ie before starting the internal combustion engine.
  • telabstrateses from the pressure accumulator 44 takes place in dependence on the ⁇ ttempera- temperature of the internal combustion engine via an actuator 52 on the pressure accumulator, which is controlled by an oror waivecommunication not shown; this situation is shown in Fig. 5.
  • the multi-way switching valve 21 is in position 1. whereby the pressure medium line 23 is connected to the pressure medium reservoir "T.”
  • the locking collar 22 is not pressurized by the pressure medium line 23 in this state, whereby the locking pin 18 and the locking pin
  • the two locking pins 18 and 19 thus provide locking of the rotor 17 in the center locking position relative to the stator 16.
  • the inventive camshaft adjusting device makes it possible to position the rotor 17 with respect to the stator 16 already prior to engine start, depending on the oil temperature in the door locking position or in the stop position "Spa (S)."
  • the embodiment described here is limited to the description starting from the initial state that the rotor 1 abuts against the stator 16 "Spaf (S) is located.
  • the rotor 1 is supported by the proposed circuit practically at the located in the Arbert chamber 24 pressure medium, wherein the volume of the working chamber 24 is increased by the on the non-return valve 9 pulsating inflowing pressure medium ; and the rotor 17 is thereby rotated relative to the stator 16.
  • the check valve 9 thus forms together with the correspondingly blocked or released pressure medium lines 1,4,6,7,8 and 40 a freewheel through which the rotor 17 by utilizing the forces acting on the camshaft alternating torques unilaterally in the direction of the center locking position relative to the stator 16 is rotated is until the locking pin 1 engages in the locking link 22 and until the Verriegeiungsstatt 18 laterally abuts against a stop of the locking link 22 By the engagement of the Vemegelungsloches 19 in the locking-Correction 22 this passes automatically due to the acting spring force in the first switching position , in which the previously released flow connection between the pressure medium lines 48 and 6 is blocked, and the short circuit created over it is canceled.
  • the principle of the adjustment movement from the stop position "Early (F) is identical to that from the stop position SpaT (S).
  • the locking pin 18 is in the second switching position and thereby establishes a flow connection between the pressure medium lines 1 and 39. so that the Schwarzkammem 24 and 32 are fluidly connected with each other.
  • the locking pin 19 is in the first switching position and thereby blocks a flow of the pressure medium from the working chamber 26 to the working chamber 25, so that the working chamber 26 is decoupled from the pressure medium circuit.
  • the pressure medium flows when alternating torques occur during the starting phase the internal combustion engine from the working chamber 32 via the pressure medium line 34 and the check valve 10 therein into the working chamber 26 and thereby increases its volume, since the outflow of the pressure medium is simultaneously prevented by the blocked pressure medium line 6. At the same time, the pressure medium can not flow from the working chamber 24 into the working chamber 25 due to the orientation of the check valve 9.
  • the working chamber 24 is fluidly connected via the locking pin 18 located in the second switching position with the working chamber 32 of the pressure chamber 30 the same effective direction, so that the pressure fluid from the working chamber 24 via the Pressure medium lines 14 and 39 flow into the working chamber 32 and continue to flow through the check valve 10 kan
  • the rotor 17 is supported in this adjustment via the pressure medium located in the working chamber 26 on the stator 16 from.
  • the multi-way switching valve 21 is in a basic position in which it is spring-loaded.
  • the multi-way switching valve 21 is automatically moved into the basic position, in which the C port is connected to the pressure medium reservoir "T."
  • the C port is connected via the pressure medium line 23 to the locking link 22 and Uber the pressure medium lines 2, 5 and 42 are connected to the valve bodies 14 and 15 and to the valve pin 20, so that the first, second and third valve devices are not acted upon by pressure medium, respectively, unless the rotor 17 is locked in the center locking position before starting the internal combustion engine
  • the rotor 17 is started, it is automatically rotated in the direction of the center locking position in accordance with the above-described principle of operation.
  • the multi-way switching valve 21 is actuated and thereby moved to a position in which the C port and the B-port is acted upon by the Ortickstoffpumpe "P" with pressure medium, and the A-port
  • the valve devices are acted upon together with pressure medium and moved in the second switching position against the acting spring force, as
  • valve bodies 14 and 15 and the valve pin 20 are moved to a position in which the pressure medium can not flow over the wings 11, 12 and 13.
  • the locking pins 18 and 19 are moved to a position in which the pressure medium lines 1 and 39 and 6 and 48 are fluidly connected to each other, so that the working chambers 24 and 32 or 25 and 28 are also fluidly connected to each other.
  • the working chambers 24.25, 26.27, 28 and 32 of different direction of action which are not part of the currently acting freewheel, are short-circuited via one valve pin 20, so that the automatic adjusting movement is not interrupted by the in the working chambers 24.25,26,27,28 and 32 located pressure medium is obstructed.
  • the valve pins 20 are arranged in the wings 13 itself, as this the overflow of the pressure medium can be made possible directly without additional Druckmrtteltertitch.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstelleinrichtung mit - einem Flügelzellenversteller mit einem mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbaren Stator (16) und - einem in dem Stator (16) drehbar gelagerten, mit einer Nockenwelle verbindbaren Rotor (17), wobei - an dem Stator (16) mehrere Stege vorgesehen sind, welche einen Ringraum zwischen dem Stator (16) und dem Rotor (17) in eine Mehrzahl von Druckräumen (29, 30, 31) unterteilen, wobei - der Rotor (17) eine Rotornabe (36) und eine Mehrzahl von sich von der Rotornabe (36) radial nach aussen erstreckenden Flügeln (11, 12, 13) aufweist, welche die Druckräume (29, 30, 31) in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckmittelkreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel beaufschlagbare Arbeitskammern (24, 25, 26, 27, 28, 32) mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen, und - einer Verriegelungseinrichtung (33) zur Verriegelung des Rotors (17) In zumindest einer Verriegelungsposition gegenüber dem Stator (16), wobei - die Nockenwellenverstelleinrichtung zumindest einen Druckspeicher (44) und ein Schaltventil (43) aufweist, wobei - das Schaltventil (43) den Druckspeicher (44) in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine in einer ersten Schaltstellung mit einem den Druckspeicher (44) speisenden System und in einer zweiten Schaltstellung mit zumindest einer der Arbeitskammern (24, 25, 26, 27, 28, 32) und der Verriegelungseinrichtung (33) verbindet:.

Description

Nockenwellenverstelleinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstelleinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriff» von Anspruch 1.
Nockenvvelienvenjtetteinrichtungen werden im Allgemeinen in Ventiltrieben von Brennkraftmaschinen verwendet, um die Ventilöffnungs und Schiieftzeiten zu verandern. wodurch die Verbrauchswerte der Brennkraftmaschine und das Be- triebeverhalten im Allgemeinen verbessert werden können.
Eine in der Praxis bewährte Ausführungsform der Nockenweilenverstelteinrich- tung weist einen Flügelzellenversteller mit einem Stator und einem Rotor auf, welche einen Ringraum begrenzen, der durch Vorsprünge und Flügel in mehre- re Arbeitskammem unterteilt ist Die Arbeitskammern sind wahlweise mit einem Druckmittel beaufschlagbar, welches in einem Druckmittelkreislauf über eine Druckmittelpumpe aus einem Druckmittelreservoir in die Arbeitskammern an einer Seite der Flügel des Rotors zugeführt und aus den Arbeitskammem an der jeweils anderen Seite der Flügel wieder in das Druckmittelreservoir zurück- geführt wird. Die Arbeitskammem, deren Volumen dabei vergrößert wird, weisen eine Wirknchtung auf. welche der Wirkrichtung der Arbeitskammem, deren Volumen verkleinert wird, entgegengesetzt ist. Die Wirkrichtung bedeutet demnach, dass eine Druckmittelbeaufschlagung der jeweiligen Gruppe von Arbeitskammern eine Verdrehung des Rotors entweder im oder gegen den Uhrzeiger- sinn relativ zu dem Stator bewirkt. Die Steuerung des Druckmittelflusses und damit der Verstellbewegung der NockenwellenversteHeinnchturig erfolgt z.B. mittels eines Zentralventils mit einer komplexen Struktur von Durchflussöffnungen und Steuerkanten und einem in dem Zentralventil verschiebbaren Ventilkörper, welcher die Durchflussöffnungen in Abhängigkeit von seiner Stellung verschließt oder freigibt.
Ein Problem bei einer solchen Nockenwellenverstelleinrichtung ist es, dass sie in einer Startphase noch nicht vollständig mit Druckmittel gefüllt ist oder sogar leer gelaufen sein kann, so dass der Rotor aufgrund der von der Nockenwelle ausgeübten Wechselmomente unkontrollierte Bewegungen relativ zu dem Stator ausführen kann, welche zu einem erhöhten Verschleiß und zu einer unerwünschten Geräusc mntwicklung führen können. Zur Vermeidung dieses Prob- lems ist es bekannt, zwischen dem Rotor und dem Stator eine Vemegelungs- einrichtung vorzusehen, welche den Rotor beim Abstellen der Brennkraftmaschine in einer für den Start günstigen Drehwinkelposition gegenüber dem Stator verriegelt. In Ausnahmefällen, wie z.B. beim Abwürgen der Brennkraftmaschine, ist es aber möglich, dass die Verriegelungseinrichtung den Rotor nicht bestimmungsgemäß verriegelt, und der Nockenwellenversteller in der sich anschließenden Startphase mit unverriegeltem Rotor betrieben werden muss. Da manche Brennkraftmaschinen jedoch ein sehr schlechtes Startverhalten haben, wenn der Rotor nicht in der Mrttenposttion verriegelt ist. muss der Rotor dann in der Startphase selbsttätig in die Mittenverriegelungsposrtion verdreht und ver- riegelt werden.
Eine solche selbsttätige Verdrehung und Verriegelung des Rotors gegenüber dem Stator ist z.B. aus der DE 10 2008 011 915 A1 und aus der DE 10 2005 011 916 A1 bekannt. Beide dort beschriebenen Verriegelungseinrichtungen umfassen eine Mehrzahl von federbelasteten Verriegelungsstiften, weiche bei einer Verdrehung des Rotors sukzessiv in an dem Dichtdeckel oder dem Stator vorgesehene Verriegelungskutossen verriegeln und dabei vor dem Erreichen der Mittenverriegelungsposition jeweils eine Verdrehung des Rotors in Richtung der Mittenverriegelungsposition zulassen, aber eine Verdrehung des Rotors in die entgegengesetzte Richtung blockieren. Nach dem Warmlaufen der Brennkraftmaschine und/oder dem vollständigen Befüllen des Nockenweltenverstellers mit Druckmittel werden die Verriegelungsstifte druckmittelbetätigt aus den Verrie- gelungskuiissen verdrängt, so dass der Rotor anschließend bestimmungsgemäß zur Verstellung der Drehwinkellage der Nockenwelle gegenüber dem Sta- tor verdreht werden kann.
Ein Nachteil dieser Lösung ist es. dass die Verriegelung des Rotors nur mit mehreren sukzessiv verriegelnden Verriegelungsstiften verwirklicht werden kann, was zu höheren Kosten führt. Ferner setzt der Veroegelungsvorgang voraus, dass die Verriegelungspins funktionssicher nacheinander verriegeln. Sofern einer der Verriegelungsstif e nicht verriegelt, kann der Verriegelungsvorgang unterbrochen werden, da der Rotor damit nicht in der Zwischenstellung einseitig verriegelt ist und wieder zurückdrehen kann. Ferner wird bei den bereits bekannten Lösungen nur die Mittenverriegelung des Stators gegenüber dem Rotor vorgeschlagen oder eine Verriegelung in einer der beiden Anschlagstellungen («Früh" oder„Spät*). Vor dem Start der Brennkraftmaschine kann somit nicht der optimale Relativwinkel zwischen dem Stator und dem Rotor eingestellt werden.
Aufgabe der Erfindung «st es daher, eine Nockertwellenveretelteinrichtung mit einer weiter verbesserten Verriegetbarkeit bereitzustellen. Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Nockenweltenveretelteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelost Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen. Gemäß den Grundgedanken der Erfindung wird zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, dass die Nockenwellenverstelleinrichtung zumindest einen Druck* Speicher und ein Schaltventil aufweist, wobei das Schaltventil den Druckspeicher in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine in einer ersten Schartstellung mit einem den Druckspeicher speisenden System und in einer zweiten Schaltstellung mit zumindest einer der Arbeitskammern und der Verriegelungseinrichtung verbindet Durch den vorgeschlagenen Druckspeicher und das vorgesehene SchaltvenM wird eine zusätzliche Druckquelle geschaffen, welche eine Betätigung der Verriegelungseinrichtung unabhängig von dem von der Druckmittelpumpe aufgebauten Druck ermöglicht. Dabei ist es beson- ders vorteilhaft, dass die bereits vorhandene Druckmittelpumpe genutzt wird, um den Druckspeicher zu laden. Hierzu befindet sich das Schaltventil im Betrieb der Brennkraftmaschine in einer ersten Schaltstellung. Je nach örtempe- ratur kann es vorteilhaft sem, den Rotor entweder in einer der beiden An- Schlagstellungen („Früh" oder„Spät*) oder in einer Mittenverriegelungsposition zu arretieren Oa die Arretierung bereits während des Anlassvorgangs erfolgt sein sollte, kann die von der Brennkraftmaschine angetriebene Druckmittel* pumpe nicht zur Druckmittelbeaufschlagung genutzt werden. Es wird daher das Schaltventil in eine zweite Schaustellung bewegt, wodurch die im Druckspeicher gespeicherte Energie zur Verfügung gestellt wird, um zumindest eine Arbeitekammer mit Druckmittel zu beaufschlagen, um so eine Drehbewegung aus einer der Anschlagstellungen („Früh" oder .Spät") in die Mittenveniegelungspo- srtron zu erzielen. In dieser Position kann der Rotor dann in bekannter Weise arretiert werden. Die Vorteile der vorgeschlagenen Lösung liegen darin, dass der Rotor vor Start der Brennkraftmaschine in drei Positionen verriegelt werden kann: in den beiden Anschlagstellungen („Früh" bzw „Spät" ) und in der Mittenverriegelungsposition. Durch die Anpassung des Relativwinkels zwischen dem Stator und dem Rotor und damit zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwel- le vor dem Start der Brennkraftmaschine, kann ein verbessertes Startverhalten erzielt werden.
Femer wird vorgeschlagen, dass das Schaltventil durch das Druckmittel des den Druckspeicher speisenden Systems gesteuert wird. Die Brennkraftmaschi- ne treibt im Betrieb eine Druckmittelpumpe an. die auch dazu genutzt werden kann, den Druckspeicher zu laden. Im Bet eb muss daher zwischen der Druckmittelpumpe und dem Druckspeicher über das Schaltventil eine strömungstechnische Verbindung hergestellt werden. Um das Schartventil in die dafür vorgesehene Position zu bewegen, ist es besonders vorteilhaft, das durch die Druckmittelpumpe beaufschlagte Druckmittel auf das Schaltventil wirken zu lassen, so dass das Druckmittel einer auf das Schaltventil wirkenden Federkraft entgegen wirkt. Das Schaltventil verschiebt sich so in eine Position, in welcher der Druckspeicher geladen wird. Fallt der von der Druckmittelpumpe gelieferte Druck durch das Abschalten der Brennkraftmaschine ab, so wirkt der Federkraft keine Kraft durch das Druckmittel mehr entgegen. Die Feder entspannt sich, wodurch das Schaltventil in eine Position gefahren wird, in der die im Druckspeicher gespeicherte Energie in zumindest einer Arbeitskammer zur Rotation des Rotors gegenüber dem Stator genutzt werden kann und gleichzeitig der Vemegelungsstitt des Rotors aus einer Verriegelungskulisse bewegt werden kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Druckspeicher mit einer Verriegelungsku- lisse der Verriegelungseinrichtung verbindbar Ist, in die ein Vemegelungsstrfl der Verriegeiungseinrichtung eingreift. Zum Lösen dieser Verriegelung ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn der Druckspeicher mit der Vernegelungs- kulisse strömungstechnisch verbindbar ist. in die der entsprechende Vernege- lungsstift eingreift. Durch die Druckmittelbeaufschlagung der Verriegelungsku- lisse wird der Verriegelungsstift entgegen einer Federkraft in den Rotor gedrückt, so dass die Verriegelung gelost wird. Wirkt gleichzeitig, wie bereits vor- ab beschrieben, Druckmittel auf die Arbeitskammern der gleichen Wirkrichtung, so kann der Rotor durch die im Druckspeicher gespeicherte Energie aus einer der Anschlagstellungen („Früh" oder„Spät) bewegt werden. Damrt während des Betriebs der Brennkraftmaschine die Nockenwellenverstelleinrichtung in vollem Bewegungsumfang genutzt werden kann, d.h., dass der Rotor bis an die Anschlagstellungen (.Früh" oder .Spar ) rotiert werden kann, dürfen die Verrie- gelungsstifte in diesem Zustand nicht in die Verriegelungskuhsse greifen. Da das Schaltventil bei Betrieb der Brennkraftmaschine so geschaltet ist. dass der Druckspeicher geladen wird, ist es vorteilhaft, die Verriegeiungskulisse über die Druckmittelpumpe mit Druckmittel zu beaufschlagen. Es wird somit gewährleistet, dass die Veniegelungsstifte im Betrieb der Brennkraftmaschine zu jeder 2eit in den Rotor gedrückt werden und der Rotor damit gegenüber dem Stator frei beweglich ist.
Werter wird vorgeschlagen, dass bei strömungstechnischer Verbindung des Druckspeichers mit der Arbeitskammer und der Verriegelungseinrichtung der Rückfluss des Druckmittels durch mindestens ein Rückschlagventil verhindert wird. Der Druckspeicher beaufschlagt sowohl zumindest eine Arbeitskammer und eine Verriegelungskulisse mit Druckmittel. Das bedeutet, dass der Druckspeicher einem Widerstand entgegenwirken muss, bis der Rotor in der Mittenverriegelungsposition arretiert ist Ist der Druckspeicher nicht vollständig geladen, beispielsweise aufgrund einer nur sehr kurzen Betriebszeit der Brenn- kraftmaschine, so reicht unter Umständen die gespeicherte Energie nicht, um die Mittenverriegelungsposition zu erreichen. Infolgedessen strömt aufgrund des gegen den Druckspeicher wirkenden Widerstandes das Druckmittel in Richtung des Druckspeichers zurück. Durch das Zwischenschatten eines Rück- schlagventite, z B unmittelbar vor oder nach dem Schalrventil. kann ein Rück- flu&s des Druckmittels vermieden werden. Es ergibt sich daraus der Vorteil, dass sich der Rotor nicht mehr in eine der Anschlagstellungen („Früh" oder «Spa ) zurückbewegen kann, sondern zwischen der Anschlagstetlung und der Mittenverriegelungsposition verbleibt. Durch die erfindungsgemaße slrömungs- technische Verschattung der Arbeitskammern kann aus dieser Position allein unter Ausnutzung der wirkenden Nockenwellenwechselmomente die restliche Rotation des Rotors in die Mittenverriegeiungsposition umgesetzt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein Aktuator zum Entriegeln des Kolbens des Druckmittelspeichers vorgesehen ist. und der Aktuator elektronisch mit einem Motorsteuergerdt verbunden ist. Durch den Aktuator kann die Rotation aus einer der Anschlagstellungen („Früh" oder ..Spat") in die Mittenverriegelungsposition eingeleitet werden. Der Aktuator ist wiederum mit dem Motorsteuergerät verbunden, wodurch die Steuerung des Aktuators durch ver- schiedene Parameter, insbesondere durch die Öitemperatur, ermöglicht wird.
Weiter wird vorgeschlagen, dass bei einer Relativbewegung zwischen dem Stator und dem Rotor durch die Beaufschlagung einer Arbeitskammer mit Druckmittel über den Druckspeicher die entgegengesetzt wirkenden Arbeits* Kammern eines Druckraums strömungstechnisch kurzgeschlossen sind. Durch die Rotation des Rotors durch die Druckmittelbeaufschlagung über den Druckspeicher entsteht in den entgegengesetzt wirkenden Arbeitskammern ein Überdruck, aus dem ein Widerstandsmoment resultiert Durch das Kurzschließen der entgegengesetzt wirkenden Arbeitskammern eines Druckraums kann das Druckmittel von der Arbeitskammer höheren Drucks in die Arbeitskammer niedrigeren Drucks strömen, wodurch das Widerstandsmoment reduziert wird. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zumindest zwischen den strömungstechniechen Verbindungen zweier Arbeitskammern eines Druckraums, der Uber den Druckspeicher mit Druckmittel beaufschlagt wird, zumindest ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Es wird damit verhindert, dass bei Druckmrttelbeaufschlagung der Arbertskammern über den Druckspeicher das Druckmittel über die stromungstechnische Kurzschlussverbindung in die entgegengesetzt wirkenden Arbeitskammern strömt, womit ein Druckausgleich der entgegengesetzt wirkenden Arbertskammern stattfinden würde. Das Rückschlagventil verhindert diesen Druckausgleich, weshalb die Flügel von einer Seite mit einem höheren Druck beaufschlagt werden und damit eine Rotation des Rotors gegenüber dem Stator ermöglicht wird.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die stromungstechnische Verbindung der beiden Arbeitskammern eines Druckraums durch einen Ventilkörper oder einen Ventilstift unterbrochen werden kann. Damit wird das Überströmen des Druckmitteis von der einen Arbeitskammer in die Arbeitskammer der entgegengesetzten Wirkrichtung eines Druckraums verhindert. Das aus dem Stand der Technik bekannte Funktionsprinzip der Nockenwellenverstelleinrichtung kann somit während des normalen Betriebs unverändert genutzt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zum Verdrehen des Rotors aus einer der Anschlagstellungen („Früh" oder„SpäT) die Arbeitskammer über den Druckspeicher mit Druckmittel beaufschlagt wird, die in der jeweiligen Anschlagstellung das kleinere Volumen aufweist. So kann sichergestellt werden, dass der Rotor aus seiner jeweiligen Anschlagstellung („Früh" oder„Spa ) bewegt werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels naher erläutert. Dabei sind in den Figuren im Einzelnen zu erkennen.
Fig.1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Nockenwellen- verstelleinrichtung mit einem Schaltplan eines Druckmittelkreislaufes in einer Position zwischen Anschlagstellung und Mittenvemegelungspositi- on im 8etriebszustand:
Fig.2. eine ac ematische Darstellung einer erfindungsgemaßen Nockenwellen- verstelleinrichtung mit einem Schaltplan eines Druckmittelkreidlaufes in der AnschlagsteJking .Spät" kurz vor Motorstillstand;
Fig,3. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemaßen Nockenwellen* verstelleinnchtung mit einem Schaltplan eines Druckmitteftcreislaufes in der Anschlagstellung .S ä ' bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine,
Fig, 4: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Nockenwellen- verstelleinnchtung mit einem Schaltplan eines Druckmittelkreislaufes in der Anschlagstellung„Spat" vor Start der Brennkraftmaschine; und
Fig. 5: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Nockenwel- lenverstelleinhchtung mit einem Schaltplan eines Druckmittelkreislaufes in der Mittenverriegelungsposition vor Start der Brennkraftmaschine. In den Fig 1 bis Fig. 5 ist eine NockenwellenversteUeinrichtung mit einem bekannten Grundaufbau mit einem schematisch dargestellten Flügelzeltenversteller als Grundbauteil zu erkennen, welcher einen von einer nicht dargestellten Kurbelwelle antreibbaren Stator 16 und einen drehfest mit einer ebenfalls nicht dargestellten Nockenwelle verbindbaren Rotor 17 mit einer Rotornabe 36 und mehreren sich davon radial auswärts erstreckenden Flügeln 11.12 und 13 um- fasst In der oberen Darstellung ist der Flügelzellenversteller in der Abwicklung zu erkennen, während darunter schematisch ein Ausschnitt der Rotornabe 36 des Rotors 17 mit einer Verriegelungseinrichtung 33 und rechts unten schematisch ein Mehrwege-Schaltventil 21 zur Steuerung des Druckmittetstromes zu erkennen ist. Links unten ist ein öldruckgesteuertes Schaltventil 43 und ein Druckspeicher 44 für Druckmittel abgebildet. Ferner ist ein Druckmittelkreislauf mit einer Vielzahl von Druckmittelleitungen 1 ,2,3,4,5.6.7,8,23,37.38.39,40,41,42,45.46.47,48 und 50 zu erkennen, welche über das Mehrwege-Schallventil 21 wahlweise strömungstechnisch mit einer Druckmittelpumpe„P" oder einem Druckmittelreservoir„T" verbindbar sind, wo- bei die Druckmrttelpumpe„P" das Druckmittel nach dem Zurückführen in das Druckmittelreservoir„T: aus demselben wieder in den Druckmittelkreislauf zufördert.
Der Stator 16 weist eine Mehrzahl von Statorstegen auf, welche einen Ring- räum zwischen dem Stator 16 und dem Rotor 17 in mehrere Oruckraume 29,30 und 31 unterteilen. Die Druckräume 29,30 und 31 wiederum sind durch die Flügel 11:12 und 13 des Rotors 17 in Arbertskammem 24,25.26,27,28 und 32 unterteilt, in welche die Oruckmittelleitungen 1,4,0,7,8 und 40 münden. Die Verriegelungseinrichtung 33 umfasst drei Verriegelungsstifte 18,19 und 49, welche zur Verriegelung des Rotors 1 gegenüber dem Stator 16 in einer statorfesten Verriegelungskulisse 22 dienen. Die Verriegelungskulisse 22 kann z.B. in einem mit dem Stator 16 verschraubten Dichtdeckel angeordnet sein. Die Verriegelungsstifte 18.19 dienen zur Verriegelung des Stators 16 gegenüber dem Rotor 17 in einer Mittenverriegelungsposition, wohingegen der Verriegeiungs- stift 49 die Verriegelung in der Anschlagstellung„Spar ertaubt. Die Anschlagstellung„Spät ist in der Darstellung durch ein S und die Anschlagstellung .Früh" durch ein F gekennzeichnet.
Grundsatzlich wird der Drenwmkel der Nockenwelle zu der Kurbelwelle im Normalbetrieb z.B. in Richtung rFr0h*(F) dadurch verstellt, indem die Arbeitskammern 24,32 und 27 mit Druckmittel beaufschlagt werden und dadurch ihr Volumen vergrößern, während gleichzeitig das Druckmittel aus den Arbeitskammern 25,26 und 28 verdrängt und das Volumen verringert wird. Die Arbeitskammern 24.25,26.27.28 und 32, deren Volumen bei dieser Verstell ewe- gung jeweils gruppenweise vergrößert wird, werden im Sinne der Erfindung als Arbeitskammern 24.25,26.27,28 und 32 einer Wirkrichtung bezeichnet, während die Arbeitskammern 24,25.26.27,28 und 32. deren Volumen gleichzeitig verkleinert wird, als Arbeitskammern 24,25.26,27,28 und 32 der entgegenge- setzten Wirkrichtung bezeichnet werden. Die Volumenänderung der Arbeits- kammern 24,25,26,27.28 und 32 führt dann dazu, dasa der Rotor 17 mit den Flügeln 11,12 und 13 gegenüber dem Stator 16 verdreht wird. In der oberen Darstellung der Fig. 2 wird das Volumen der Arbeitskammern 25,26 und 28 durch eine Druckmittelbeaufschlagung über den B-Port des Mehrwege- Schaltventils 21 vergrößert, während das Volumen der Arbeitskammern 24,32 und 27 gleichzeitig durch Zurückströmen des Druckmittels über den A-Port des Mehrwege-Schaltventils 21 verkleinert wird. Diese Votumenänderung führt dann zu einer Verdrehung des Rotors 17 gegenüber dem Stator 16, was m der ab- gewickelten Darstellung zu einer Verschiebung der Flügel 11,12 und 13 entgegen der Pfeilrichtung nach links führt. Ist die Nockenwellenverstelleinrichtung in einer der Anschlagstellung„Späf(S) verriegelt, so befinden sich sowohl der Verriegelungsstift 49 in der Verriegelungskulisse 22 und auch einer der Verne- gelungsstifte 18 oder 9 in der Verriegelungskulisse 22. Der Zustand einer Ver- riegelung in der Anschlagstellung „Spaf(S) ist in Fig. 3 dargestellt. Durch Druckmtttelbeaufschlagung der Verriegelungskulisse 22. in der sich der Verne- gelungsstift 49 befindet, über die Druckmittelleitung 45 bzw. Druckmittelleitung 50 Kann die Nockenwellenvefstelleinrichtung aus der Anschlagstellung .Spa (S) entriegelt werden. Damit die Verstellung des Rotors 17 gegenüber dem Stator 16 ausgehend von der Mittenverriegelungsposition möglich ist, wird die Verriegelungskulisse 22 über die Druckmittelleitungen 23 von dem C Port des Mehrwege-Schaltventils 21 über die Druckmittelpumpe P mit Druckmittel beaufschlagt. Durch die Druckmittelbeaufschlagung der Verriegelungskulisse 22 werden die Vemegelungsstifte 8 und 19 aus der Verriegelungskulisse 22 herausgedrängt, so dass der Rotor 17 anschließend gegenüber dem Stator 16 frei drehen kann.
In den Flügeln 11 und 12 sind jeweils Druckmittelleitungen 34 und 35 mit darin angeordneten Rückschlagventilen 9 und 10 vorgesehen, welche ein Überströ- men des Druckmitteis aus der ArbeHskammer 25 in die Arbeitskammer 24 und aus der Arbeitskammer 32 in die Arbeitskammer 26 ermöglichen. Der Durch- fluss des Druckmittels durch die Druckmittelleitungen 34 und 35 kann ferner durch jeweils eine zweite schaltbare Ventileinrichtung, gebildet durch jeweils einen federbelasteten verschiebbaren Ventilkörper 14 und 15< blockiert oder ermöglicht werden. Dazu weisen die Ventilkörper 14 und 15 zwei Schartstellungen auf, in denen der Durchfluss entweder freigegeben oder gesperrt ist. Die schaltbaren zweiten Ventileinrichtungen sind Uber jeweils eine Druckmittellei' tung 2 und 5 mit Druckmittel beaufschlagbar und werden bei einer Druckmittelbeaufschlagung durch eine Verschiebung der Ventilkörper 1 und 15 gegen die wirkende Federkraft von einer ersten in eine zweite Scharrstellung überführt, welche in den Fig. 1 und Fig. 2 zu erkennen ist. In der zweiten Schaltstellung ist der Durchfluss durch die Druckmittelteitungen 34 und 35 gesperrt, so dass die Arbeitskammern 24 und 25 bzw. 32 und 26 als voneinander getrennt anzusehen sind, und die Nockenwellenverstelleinnchtung ohne ein Oberstromen des Druckmittels zwischen den Arbeitskammern 24,25.32 und 26 mit einer entsprechend hohen Verstellgenauigkeit betrieben werden kann. Die Verriegelungseinrichtung 33 umfasst femer eine dritte Ventileinrichtung, gebildet durch zwei Verriegelungsstifte 18 und 9 in der Rotomabe 36, Die Verriegelungsstifte 18 und 19 sind als federbelastete Ventilkörper mit entsprechenden Nuten oder Bohrungen ausgebildet, welche durch eine Druckbeaufschlagung der Verriegelungskulisse 22 Uber die Druckmittelleitung 23 entgegen der wirkenden Federkraft aus einer ersten in eine zweite Schaltstellung verschiebbar sind. Dabei befinden sich die Verriegelungsstifte 18 und 19 in der ersten Schaltstellung, wenn sie in die Verriegelungskulisse 22 eingreifen und die Federn entspannt sind. Der Verriegelungsstift 49 ist ebenfalls federbelastet, dient jedoch nicht als Ventil. Durch Druckbeaufschlagung der Verriegelungsku- lisse 22 über die Druckmittelleitungen 45 oder 50 läset sich der Verriegelungsstift 49 entgegen der Federkraft bewegen.
Die Bohrungen oder Nuten in den Verriegelungsstiften 18 und 19 sind so angeordnet, dass eine Durchstromung des Druckmittels in der ersten Schaltstellung des Verriegelungsstiftes 18 bei entlasteter Feder zwischen der Druckmittelleitung 1 und der Druckmittelleitung 39 und/oder der Druckmittelleitung 6 und 48 gesperrt ist., wie in den Stellungen in den Fkj 3 bis Fig. 5 zu erkennen ist. Eine dieser in den F«g 3 bis Fig. 5 gezeigten Stellungen liegt vor. wenn der Rotor 7 beim Anlassen der Brennkraftmaschine nicht in der Mittenverriegelungsposition verriegelt ist und entweder in Richtung der Anschlagstellung„Spät" oder in Richtung der Anschlagstellung„Früh" gegenüber dem Stator 16 verdreht ist. In beiden Stellungen des Rotors 16 greift einer der Verriegelungsstifte 18 oder 19 nicht in die Verriegelungskulisse 22 em und ist dadurch gegen die Federkraft in die zweite Schaltstellung verschoben. Die Bohrungen oder Nuten in den Ver- negelungsstiften 18 und 19 sind so angeordnet, dass die Verriegelungsstifte 18 und 19 in der zweiten Schartstellung einen Durchfluss des Druckmittels zwi- sehen den Druckmittellertungen 6 und 48 bzw. 1 und 39 ermöglichen, während der Durchfluss durch den jeweils in die VerriegelungskuMsse 22 eingreifenden, in der ersten Schaltstellung befindlichen Verriegelungsstift 18 oder 19 gesperrt ist. Die Druckmittellertungen 6 und 40 bzw. 1 und 4 sind strömungstechnisch an die Arbeitskammern 26 und 25 bzw. 24 und 32 angeschlossen, welche dadurch durch die in der zweiten Schaltstellung befindlichen Verriegelungsstifte 18 und 19 kurzgeschlossen sind Dabei munden die Druckmrftellettungen 8 und 40 in eine teilnng- oder ringförmige gemeinsame Druckmittelleitung 38 an der Rotor- nabe 36, welche wiederum über den B-Port des Mehrwege-Schaltventils 21 strömungstechnisch mit der Druckmittelpumpe„P* oder dem Druckmittelreser- voir ,T verbindbar ist. Durch die teilring- oder ringförmige Druckmitteile tung 38 können die Arbeitskammern 25 und 28 einer Wirkrichtung gemeinsam mit Druckmittel beaufschlagt oder an das Druckmittelreservoir angeschlossen werden. Selbige Funktion hat die Druckmitlelleitung 37, über welche die Ar- beitskammem 32 und 27 über den A-Port des Mehrwege-Schaltventils 21 mit Druckmittel beaufschlagbar oder an das Druckmittelreservoir„T" anschheßbar sind. Die Verriegelungsstrfte 18 und 1 trennen jeweils die Druckmitteileitungen 1 und 39 bzw. 6 und 48 in der Verriegelungsstellung, in welcher sie in die Ver- riegeiungskulisse 22 eingreifen, so dass sich der Rotor 1 bei wirkenden No- ckenwellenwechselmomenten hydraulisch über die Arbeitskammer 24 oder die Arbeitskammer 26 in Richtung der Verstellrichtung JFröh"(F) oder .Späf(S) abstützen kann. Ferner befindet sich in den Flügeln 13, in denen kein Rückschlagventil 9 oder 10 vorgesehen ist. jeweils eine erste schaltbare Ventilemnchtung. gebildet durch einen federbelastete verschiebbaren Ventilstift 20. Der Ventilstift 20 weist die Druckmittellertung 41, z.B. in Form einer umlaufenden Nut. auf, durch welche die Arbeitskammern 27 und 28 der unterschiedlichen Wirkrichtungen an den Seitenflächen des Flügels 13 in einer ersten Schaltstellung der dritten Ventileinrichtung kurzgeschlossen werden können. In Fig. 2 befindet sich die Nockenwellenverstelleinnchtung in Anschlagstellung „Spä (S) Dies ist z.B. kurz vor Motorstillstand der Fall, womit die Druckmittelpumpe„P" noch eine Druckversorgung liefert. Es ist 2u erkennen, dass der Ver- riegelungsstrft 49 in die Verriegeiungskulisse 22 ragt und damit der Stator 16 gegenüber dem Rotor 17 in der Anschlagstellung wSpa (S) verriegelt ist In der Anschlagstellung„Spa (S) wird der Verriegelungsstift 18 durch eine Federkraft in die Verriegelungskulisse 22 geschoben. Bei diesem Vorgang befindet sich das Mehrwege-Schaltventil 21 in Position 2. womit der A-Port mit dem Druckmittelreservoir„T" verbunden ist. Die Verriegelungskulisse 22 wird hingegen durch die Druckmittelpumpe„P" über die Druckmittelleitung 23 mit Druckmittel beaufschlagt, wenn sich das Mehrwege-Schaltventil 21 in Position 2 befindet, wodurch sich die Verriegelungsstifte 18 und 19 nicht in der ersten Schaltstellung befinden Über das Ventil des Verriegelungsstiftes 18 kann somit das Druckmittel aus der Verriegelungskulisse 22 für den Verriegelungsstift 49 über die Druckmittelleitungen 45J.39 und 37 und über den A-Port in das Druckmit- telreservoir„V abfließen. In diesem Zustand wird ein SchaRventil 43 entgegen der wirkenden Federkraft über die Druckmittelleitung 46 mit Druck beaufschlagt. In dieser Schalterstellung werden durch das Schaltventil 43 die Druckmittelleitungen 46 und 47 miteinander strömungstechnisch verbunden. Von der Druckmittelpumpe„p- kann somit Druckmittel in einen Druckspeicher 44 stro- men: der Druckspeicher 44 wird damit .geladen".
Fig. 3 zeigt die Nocken weltenverstelleinrichtung nach Abschalten der Brennkraftmaschine. Durch das Absinken des Öldrucks wird das Schaltventil 43 nicht mehr mit Druckmittel beaufschlagt, wodurch eich die Schaltstellung so ändert, dass die Druckmittelleitungen 47 und 50 strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Da auch die Verriegelungskulisse 22 für den Verriegelungsstift 18 nicht mehr mit Druckmittel beaufschlagt wird, wird dieser durch die Federkraft in die Verriegelungskulisse 22 gefahren. Der Rotor 17 ist damit gegenüber dem Stator 16 in der Anschlagstellung„SpäfiS) arretiert Solange sich die Brennkraftmaschine nicht in Betrieb befindet, ist das Mehrwege-Schaltventil 21 in Position 1. Der C-Port ist somit mit dem Druckmittelreservoir T verbunden, und das Druckmittel zur Beaufschlagung der Ventilkorper 14.15 und 1 kann in das Druckmittelreservoir T abfließen. Die entgegengesetzt wirkenden Arbeitskammern 24.32 und 27 bzw. 25,26 und 28 der Druckräume werden in diesem Zustand über die Ventilkorper 14,15 und über den Venttlstrft 20 kurzgeschlossen.
In Fig. 4 wird die Nockenweltenverstelteinrtchtung kurz vor dem Start der Brennkraftmaschine gezeigt. Durch die stromungstechnische Verbindung der Druckmittelleitung 47 und 50 kann aus dem Druckspeicher 44 Druckmittel in die Verriegelungskulisse 22 strömen und damit der Verriegelungsstift 49 entgegen der auf ihn wirkenden Federkraft in den Rotor 17 bewegt werden. Zugleich ist die Arbeitskammer 24 über die Druckmittellertungen 1.45,47 und 50 mit dem Druckspeicher 44 verbunden. Der Flügel 11 ist somit über die Arbeitskammer 24 mit Druck beaufschlagbar. was zu einer Relativbewegung des Rotors gegenüber dem Stator in Richtung .FrtirTfF) fuhrt. Der Verriegelungsstift 18 befindet sich in der ersten Schartstellung, weshalb die Arbeitskammern 32 und 27, die in die gleiche Richtung wirken wie die Arbeitskammer 24, nicht mit Druck- mittel beaufschlagt werden. Das Rückfließen des Druckmittels aus der Arbeitskammer 24 in den Druckspeicher 44 wird durch ein Ruckschlagventil 51, das zwischen dem Schaltventil 43 und der Druckmitteileitung 50 angeordnet ist, verhindert. Alternativ kann das Rückschlagventil 51 auch zwischen dem Schaltventil 43 und dem Druckspeicher 44 positioniert werden.
Erfindungsgemöß kann so ohne Druckversorgung der Druckmittelpumpe„P", d.h. vor dem Starten der Brennkraftmaschine., der Rotor 17 gegenüber dem Stator 16 in Richtung„FrürfiF) bewegt werden. Die Steuerung des Druckmit- telabflusses aus dem Druckspeicher 44 erfolgt in Abhängigkeit der Öttempera- tur der Brennkraftmaschine über einen Aktuator 52 am Druckspeicher, wobei dieser von einem nicht gezeigten oforsteuergerät gesteuert wird; dieser Sachverhalt ist in Fig. 5 dargestellt.
Das Mehrwege-Schaltventil 21 befindet sich dabei in Position 1. womit die Druckmittelleitung 23 mit dem Druckrnittelreservoir„T" verbunden ist. Die Verriegelungskultsse 22 ist in diesem Zustand nicht durch die Druckmittelleitung 23 mit Druckmittel beaufschlagt, wodurch der Verriegelungsstift 18 und der Verrie- gelungsstift 19 durch die wirkende Federkraft in die Verriegelungskulisse 22 gedrückt wird. Die beiden Verriegelungsstifte 18 und 19 sorgen so für eine Arretierung des Rotors 17 gegenüber dem Stator 16 in der Mittenverriegelungsposition. Durch die erfindungsgemaße Nockenwellenverstelieinrichtung wird es ermöglicht, den Rotor 17 gegenüber dem Stator 16 bereits vor Motorstart in Abhängigkeit der Öltemperatur in der Mrttenverriegelungsposition oder in der Anschlagstellung„Spa (S) zu arretieren. Das hier beschriebene Ausführungs- beispiel beschränkt sich auf die Beschreibung ausgehend von dem Ausgangszustand, dass sich der Rotor 1 gegenüber dem Stator 16 in Anschlagstellung „Spaf (S) befindet. Analog hierzu lässt sich das identische Funktionsprinzip ausgehend von der Anschlagstellung„Früh"{F) anwenden, weshalb das Funktionsprinzip der Nockenwellenverstelleinric tung ausgehend von einer Anschlagstellung„Frürr(F) zu dem Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung ausdrücklich hinzuzurechnen ist. Zusatzlich zu dem vorab beschriebenen Mechanismus kann der Rotor 17 aus Richtung der Anschlagstellung„Spa (S) in Richtung der Mittenverriegelungsposition in Pfeilrichtung verdreht werden, indem die auf die Nockenwelle wirkenden Wechselmomente (CTA Camshaft Torque Actuated) dazu genutzt werden, dass das Druckmittel aus der Arbeitskammer 25 durch die Druckmittellei- tung 35, über das Rückschlagventil 9, in die Arbeitskammer 24 einströmen kann. Da die anderen Arbeitskammern 27 und 28, welche durch die Flügel 13 mit jeweils einem Ventilstift 20 voneinander getrennt sind, in dieser Stellung des Ventilstiftes 20 über die Druckmittelleitung 1 kurzgeschlossen sind, kann das Druckmittel zwischen diesen Arbeltskammem 27 und 28 überströmen. Da das Druckmittel ferner aufgrund der verriegelten Stellung des Verriegelungsstiftes 18 nicht aus der Arbeitskammer 24 abfließen kann und auch nicht über das Rückschlagventil 9 in die Arbeitskammer 25 zurückfließen kann, kann der Rotor 17 gleichzeitig nicht in Richtung der Anschlagstellung„SpaT(S) zurückdrehen. Ferner ist die Arbeitskammer 25, aus der das Druckmittel über das Rückschlagventil 9 abströmt, über die Druckmittelleitung 40 und dem in der entriegelten Stellung angeordneten Verriegeiungsstift 19 mit der Arbeitskammer 26 derselben Wirkhchtung, welche ebenfalls durch einen Flügel 12 mit einem Rückschlagventil 10 von einer Arbeitskammer 32 der entgegengesetzten Wirkrichtung getrennt ist. strömungstechnisch verbunden, so dass das Druckmittel aus dieser Arbeitskammer 26 in die Arberlekammer 25 und schließlich über das Rückschlagventil 9 in die Arbeitskammer 24 bzw. aus der Arbeitskammer 25 über die Druckmittelleitungen 3,40 und 8 in die Arbeitskammer 28 und von dort aus über die Druckmittelleitung 41 in die Arbeitskammer 27 abströmen kann.
Der Rotor 1 stützt sich durch die vorgeschlagene Schaltung praktisch an dem in der Arbertskammer 24 befindlichen Druckmittel ab, wobei das Volumen der Arbeitskammer 24 durch das über das Rückschlagventil 9 pulsierend zuströ- mende Druckmittel vergrößert wird; und der Rotor 17 dadurch gegenüber dem Stator 16 verdreht wird. Das Rückschlagventil 9 bildet damit zusammen mit den entsprechend gesperrten oder freigegebenen Druckmittelleitungen 1,4.6,7,8 und 40 einen Freilauf, durch den der Rotor 17 unter Ausnutzung der auf die Nockenwelle einwirkenden Wechselmomente einseitig in Richtung der Mitten- Verriegelungsposition gegenüber dem Stator 16 verdreht wird, bis der Verriegelungsstift 1 in die Verriegelungskulisse 22 eingreift bzw. bis der Verriegeiungsstift 18 seitlich an einem Anschlag der Verriegelungskulisse 22 zu Anlage gelangt Durch das Eingreifen des Vemegelungsstiftes 19 in die Verriegelungs- korrtur 22 gelangt dieser automatisch aufgrund der wirkenden Federkraft in die erste Schaltstellung. in der die vorher freigegebene Strömungsverbindung zwischen den Druckmittelleitungen 48 und 6 gesperrt wird, und der darüber geschaffene Kurzschluss aufgehoben ist. Dadurch wird eine weitere Drehbewegung des Rotors 17 gegenüber dem Stator 16 verhindert« und der Rotor 17 ist in der MrttenverriegelungsposHion verriegelt Für die Funktionsfähigkerl des Freilaufs ist es dabei von besonderer Bedeutung, dass die Arbeitskammern 25 und 26 der Druckräume 2Θ und 30 mit dem sich während der Verstelibewegung von der Anschlagstellung in die Mittenverriegelungsposition verkleinernden Volumen über die Nut oder die Bohrung in dem Verriegelungsstift 19 strömungstechnisch verbunden sind, damit das Druckmittel aus der Arbeitskammer 26 abströmen kann und die Verstellbewegung nicht behindert.
Das Prinzip der Verstellbewegung aus der Anschlagstellung„Früh (F) ist dabei identisch mit der aus der Anschlagstellung SpaT(S) In diesem Fall befindet sich der Verriegelungsstift 18 in der zweiten Schaltstellung und stellt dadurch eine Stromungsverbindung zwischen den Druckmittelleitungen 1 und 39 her. so dass die Arbeitskammem 24 und 32 strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Ferner befindet sich der Verriegelungsstift 19 in der ersten Schaltstel- lung und sperrt dadurch einen Durchfluss des Druckmittels von der Arbeitskammer 26 zu der Arbeitskammer 25, so dass die Arbeitskammer 26 von dem Druckmittelkreislauf entkoppelt ist Das Druckmittel strömt in diesem Fall bei auftretenden Wechselmomenten wahrend der Startphase der Brennkraftmaschine aus der Arbeitskammer 32 über die Druckmittelleitung 34 und das darin befindliche Rückschlagventil 10 in die Arbeitskammer 26 und vergrößert dadurch dessen Volumen, da der Abfluss des Druckmittels gleichzeitig durch die gesperrte Druckmittelleitung 6 verhindert wird. Gleichzeitig kann das Druckmittel aufgrund der Ausrichtung des Rückschlagventils 9 nicht aus der Arbeitskammer 24 in die Arbeitskammer 25 überströmen. Damit das in der Arbeits- kammer 24 befindliche Druckmittel die Verstelibewegung nicht behindert, ist die Arbeitskammer 24 strömungstechnisch Uber den in der zweiten Schaltstellung befindlichen Verriegelungsstift 18 mit der Arbeitskammer 32 des Druckraumes 30 derselben Wirkrichtung verbunden, so dass das Druckmittel aus der Arbeitskammer 24 über die Druckmittelleitungen 14 und 39 in die Arbeitskammer 32 einströmen und über das Rückschlagventil 10 weiterströmen kan Der Rotor 17 stützt sich bei dieser Verstellbewegung über das in der Arbeitskammer 26 befindliche Druckmittel an dem Stator 16 ab. Bei der in den Fig. 5 dargestellten Verstellbewegung befindet sich das Mehrwege-Schaltventil 21 in einer Grundstellung, in welche es federbelastet ist. Das Mehrwege-Schaltventil 21 wird dadurch beim Abstellen der Brennkraftmaschine selbsttätig in die Grundstellung bewegt, in der der C-Port an das Druckmittelre- servoir„T" angeschlossen ist. Der C-Port »st über die Druckmittelleitung 23 an die Verriegelungskulisse 22 und Uber die Druckmittelleitungen 2,5 und 42 an die Ventilkörper 14 und 15 und an den Ventilstift 20 angeschlossen, so dass die erste, zweite und dritte Ventileinrichtung jeweils nicht mit Druckmittel beaufschlagt werden. Sofern der Rotor 17 vor dem Start der Brennkraftmaschine nicht in der Mittenverriegelungsposition verriegelt ist. wird der Rotor 17 beim Anlassen selbsttätig nach dem oben beschriebenen Wirkprinzip in Richtung der Mittenverriegelungsposition verdreht. Zum aktiven gesteuerten Verdrehen des Rotors 17 wird das Mehrwege-Schaltventil 21 betätigt und dadurch in e»ne Stellung verschoben, in der der C-Port und der B-Port über die Ortickmittelpumpe „P" mit Druckmittel beaufschlagt wird, und der A-Port an das Druckmittelreservoir„T angeschlossen ist Dadurch werden die Ventileinrichtungen gemeinsam mit Druckmittel beaufschlagt und in die zweite Schaltstellung gegen die wirkende Federkraft verschoben, wie in der Fig. 2 zu erkennen ist. Dadurch werden die Ventilkörper 14 und 15 und der Ventilstift 20 in eine Stellung bewegt, in der das Druckmittel nicht über die Flügel 11 ,12 und 13 überströmen kann. Gleichzeitig werden die Verriegelungsstifte 18 und 19 in eine Stellung verschoben, in der die Druckmittelleitungen 1 und 39 bzw. 6 und 48 strömungstechnisch miteinander verbunden sind, so dass die Arbeitskammern 24 und 32 bzw. 25 und 28 ebenfalls strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Zur Verstellung des Rotors 17 in der gezeigten Stellung in Richtung der Anschlagstellung ,Spät"(S) werden die Arbeitskammem 25 und 28 über die gemeinsame Druckmittelleitung 38 und die davon abzweigenden Druckmittelleitungen 8 und 40 mit Druckmittel beaufschlagt, wahrend das Druckmittel aus den Arbeitskammem 27 und 32 Uber die Druckmittelleitungen 7 und 4 und über die gemeinsame Druckmittelleitung 37 über den A-Port zurück in das DruckmHtelreservoir„T" strömt. Da die Arbeitskammem 24 und 26 gleichzeitig über die Verriegelungsstifte 18 und 19 strömungstechnisch mit den Arbeitskammern 32 und 25 ver- bunden sind, wird das Druckmittel auch in die Arbeitskammer 26 eingeleitet und aus der Arbeitskammer 24 abgeführt.
Dabei ist es für die Erfindung ferner von besonderer Bedeutung, dass die Ar* beitskammern 24.25,26.27.28 und 32 unterschiedlicher Wirkrichtung, welche nicht Teil des gerade wirkenden Freilaufs sind, über jeweils einen Ventilstift 20 kurzgeschlossen werden, damit die selbsttätige Verstellbewegung nicht durch das in den Arbeitskammern 24.25,26,27,28 und 32 befindliche Druckmittel behindert wird. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, dass die Ventilstifte 20 in den Flügeln 13 selbst angeordnet sind, da dadurch das Überströmen des Druckmittels unmittelbar ohne zusatzliche Druckmrtteltertungen ermöglicht werden kann.
Bezugszelehenlfete
I Druckmittelleitung
2 Druckmittelleitung
3 Druckmittelleitung
4 Druckmittelleitung
5 Druckmittelleitung
6 Druckmittelleitung
7 Druckmittelleitung
8 Druckmittelleitung
9 Rückschlagventil
10 Rückschlagventil
11 Flügel
12 Flügel
13 Flügel
14 Ventilkörper
15 Ventilkörper
16 Stator
17 Rotor
18 Verriegelungsstift
19 Verriegelungsstift
20 Ventilstift
21 Mehrwege-Schaltventil
22 Verriegelungskulisse
23 Druckmittelleitung
24 Arbeitskammer
25 Arbeitskammer
26 Arbeitekammer
27 Arbeitskammer
28 Arbeitskammer
29 Druckraum
30 Druckraum 31 Druckraum
32 Arbeitskammer
33 Ver egelungseinrichtung
34 Druckmittelleitung 35 Druckmittelleitung
36 Rotornabe
37 Druckmittelleitung
38 Druckmittelleitung
39 Druckmittelleitung 40 Druckmitteltertung
41 Druckmittelleitung
42 Druckmittelleitung
43 Schaltventil
44 Druckspeicher
45 Druckmittelleitung
46 Druckmittelleitung
47 Druckmittelleitung
48 Druckmittelleitung
49 Verriegelungsstift 50 Druckmittelleitung
51 Rückschlagventil
52 Aktuator

Claims

Patentansprüche
Nockenwellenverstelleinrichtung mit
-einem Flügelzellenversteller mit
-einem mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbaren Stator (16) und
-einem in dem Stator (16) drehbar gelagerten, mit einer Nockenwelle verbindbaren Rotor (17), wobei
-an dem Stator (16) mehrere Stege vorgesehen sind, welche einen Ringraum zwischen dem Stator (16) und dem Rotor (17) in eine Mehrzahl von Druckräumen (29,30,31) unterteilen, wobei
-der Rotor (17) eine Rotornabe (36) und eine Mehrzahl von sich von der Rotornabe (36) radial nach außen erstreckenden Flügeln (11.12,13) aufweist, welche die Druckraume (29.30,31) in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckmittelkreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel beaufschlagbare Arbeitskammern (24.25,26,27,28.32) mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen, und
-einer Verriegelungseinrichtung (33) zur Verriegelung des Rotors (17) in zumindest einer Verriegelungsposition gegenüber dem Stator (16). dadurch gekennzeichnet, dass
-die Nockenwellenverstelleinhchtung zumindest einen Druckspeicher (44) und ein Schaltventil (43) aufweist, wobei
-das Schaltventil (43) den Druckspeicher (44) in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine in einer ersten Schaltstellung mit einem den Druckspeicher (44) speisenden System und in einer zweiten Schaltstellung mit zumindest einer der Arbeitskammern (24,25,26,27.28.32) und der Verriegelungseinrichtung (33) verbindet.
Nockenwellenverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass -das Schaltventil (43) durch das Druckmittel des den Druckspeicher (44) speisenden Systems gesteuert wird.
3. Nockenwellenverstelteinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das*
-der Druckspeicher (44) mit einer Verriegelungskulisse (22) der Verriege- lungseinrichtung (33) verbindbar ist. in die ein Verriegelungsstift (49) der Verriegelungseinrichtung (33) eingreift.
4. Nockenwellenverstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-bei strömungstechnischer Verbindung des Druckspeichers (44) mit der Arbeitskammer (24) und der Verriegeiungseinrichtung (22) der Ruckfluss des Druckmittels durch mindestens ein Rückschlagventil (51) verhindert wird.
5 Nockenwellenverstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-ein Aktuator (52) zum Entriegeln des Kolbens des Druckmittelspeichers (44) vorgesehen ist. und
-der Aktuator (52) elektronisch mit einem Motorsteuergerdt verbunden ist.
6. Nocke wellenverstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-bei einer Relativbe egung zwischen dem Stator (16) und dem Rotor (17) durch die Beaufschlagung der Arbeitekammer (32) mit Druckmittel über den Druckspeicher (44) die entgegengesetzt wirkenden Arbeits- kammem (24,25.26.27,28,32) eines Druckraums (29,30,31) strömungstechnisch kurzgeschlossen sind Nockenwellenverstelleinrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekenn- zeichnet, dass
-zumindest zwischen den strdmungstechnischen Verbindungen zweier Arbertekammeim (24,25.26,27,28,32) eines Druckraums (29,30,31), der über den Druckspeicher (44) mit Druckmittel beaufschlagt wird, dest ein Rückschlagventil (9.10) vorgesehen ist
Nockenwellenverstelteinrichtung nach Anspruch 6 und 7. dadurch gekennzeichnet, dass
-die stromungstechnische Verbindung der Arbeitskammem (24,25,26,27,28,32) eines Druckraums durch einen Ventilkörper (14,15) oder einen Ventilsttft (20) unterbrochen werden kann.
Nockenwellenverstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-zum Verdrehen des Rotors (17) aus einer der Anschlagstellungen („F üh* oder„Spat) die Arbeitskammer (24,25,26.27.28,32) über den Druckspeicher mit Druckmittel beaufschlagt wird, die in der jeweiligen Anschlagstellung das kleinere Volumen aufweist.
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4858572A (en) * 1987-09-30 1989-08-22 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Device for adjusting an angular phase difference between two elements
EP0758047A1 (de) * 1995-08-09 1997-02-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Verfahren zum Betreiben einer hydraulisch gesteuerten/geregelten Nockenwellen-Verstellvorrichtung für Brennkraftmaschinen
EP0806550A1 (de) * 1996-03-28 1997-11-12 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Ventilzeitsteuerungsvorrichtung
US20030015155A1 (en) * 2000-12-04 2003-01-23 Turner Christopher Wayne Hydraulic valve actuation systems and methods
US20030121486A1 (en) * 2001-12-05 2003-07-03 Osamu Komazawa Valve timing control device
DE102005011916A1 (de) 2004-03-18 2005-10-27 Mediatek Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung des Gleichspannungs-Offset eines Digital/Analog-Wandlers
DE102007056683A1 (de) * 2007-11-24 2009-05-28 Schaeffler Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
DE102007056685A1 (de) * 2007-11-24 2009-05-28 Schaeffler Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
DE102008011915A1 (de) 2008-02-29 2009-09-03 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller mit Verriegelungseinrichtung
WO2011032805A1 (de) * 2009-09-18 2011-03-24 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur variablen einstellung der steuerzeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine
DE102012210795B3 (de) * 2012-06-26 2013-09-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Druckspeicher

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4147435B2 (ja) * 1998-01-30 2008-09-10 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
DE102008011916A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller mit Rasterverriegelungseinrichtung
JP2011236781A (ja) * 2010-05-07 2011-11-24 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4858572A (en) * 1987-09-30 1989-08-22 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Device for adjusting an angular phase difference between two elements
EP0758047A1 (de) * 1995-08-09 1997-02-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Verfahren zum Betreiben einer hydraulisch gesteuerten/geregelten Nockenwellen-Verstellvorrichtung für Brennkraftmaschinen
EP0806550A1 (de) * 1996-03-28 1997-11-12 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Ventilzeitsteuerungsvorrichtung
US20030015155A1 (en) * 2000-12-04 2003-01-23 Turner Christopher Wayne Hydraulic valve actuation systems and methods
US20030121486A1 (en) * 2001-12-05 2003-07-03 Osamu Komazawa Valve timing control device
DE102005011916A1 (de) 2004-03-18 2005-10-27 Mediatek Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung des Gleichspannungs-Offset eines Digital/Analog-Wandlers
DE102007056683A1 (de) * 2007-11-24 2009-05-28 Schaeffler Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
DE102007056685A1 (de) * 2007-11-24 2009-05-28 Schaeffler Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
DE102008011915A1 (de) 2008-02-29 2009-09-03 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller mit Verriegelungseinrichtung
WO2011032805A1 (de) * 2009-09-18 2011-03-24 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur variablen einstellung der steuerzeiten von gaswechselventilen einer brennkraftmaschine
DE102012210795B3 (de) * 2012-06-26 2013-09-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Druckspeicher

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