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Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller und ein Verfahren zum Betrieb eines Nockenwellenverstellers.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen hohen Komfort beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs zu erreichen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 und ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 10 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einem Nockenwellenversteller zur Verstellung einer Phasenlage zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, mit einer Betriebsmittelversorgung, mit zumindest einem Endanschlagelement, das dazu vorgesehen ist, einen Stellbereich des Nockenwellenverstellers zumindest in einer Richtung formschlüssig zu begrenzen und das eine Anschlagfläche aufweist, und mit einer Anschlagdämpfung, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmittelfilm zu einer Dämpfung auf der Anschlagfläche bereitzustellen.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Anschlagdämpfung aktiv ausgebildet ist. Dadurch kann ein Anschlagen am Endanschlag besonders wirkungsvoll gedämpft werden und es kann ein besonders leiser Nockenwellenversteller bereitgestellt werden und es kann ein hoher Komfort beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs erreicht werden. Unter einem „Stellbereich” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Winkelbereich verstanden werden, auf den die Phasenlage einstellbar ist. Unter einem „Betriebsmittel” soll insbesondere ein Fluid, beispielsweise Öl, verstanden werden. Unter einem „Endanschlagelement” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bauteil beispielsweise in Form einer Erhebung, eines Vorsprungs, Höckers oder Stegs verstanden werden, das drehfest mit der Nockenwelle oder der Kurbelwelle verbunden ist. Vorzugsweise weist der Nockenwellenversteller ein Gegenanschlagelement auf und das Endanschlagelement und das Gegenanschlagelement sind dazu vorgesehen, zu einer zumindest einseitigen Begrenzung des Stellbereichs formschlüssig zusammenzuwirken und einen Drehimpuls zu übertragen. Unter einer „Anschlagfläche” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Oberfläche des Endanschlagelements verstanden werden, die bei einem Anschlagen des Nockenwellenverstellers zu einem Stoß, insbesondere zu einer Drehimpulsübertragung vorgesehen ist. Vorzugsweise weist die Anschlagfläche eine Normalenrichtung zumindest im Wesentlichen in oder entgegen einer Drehrichtung der Nockenwelle auf. Unter einem „Betriebsmittelfilm” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine flächige, entlang der Anschlagfläche ausgedehnte, zumindest im Wesentlichen geschlossene Verteilung von Betriebsmitteln verstanden werden, die mit der Anschlagfläche in Kontakt ist. Bevorzugt haftet der Betriebsmittelfilm an der Anschlagfläche, beispielsweise adhäsiv. Vorzugsweise bedeckt der Betriebsmittelfilm für die Anschlagdämpfung zumindest 50%, bevorzugt zumindest 70% und besonders bevorzugt zumindest 90% der Anschlagfläche. Unter einer „aktiven” Anschlagdämpfung soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Anschlagdämpfung verstanden werden, bei der der Betriebsmittelfilm zur Dämpfung gezielt bereitgestellt werden kann, beispielsweise mittels einer Betriebsmittelzuleitung. Insbesondere ist die aktive Anschlagdämpfung dazu vorgesehen, den Betriebsmittelfilm unabhängig von einer Verstelleinheit des Nockenwellenverstellers bereitzustellen. Unter einer „Verstelleinheit” soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment zur Verstellung der Phasenlage zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle bereitzustellen. Unter „gezielt” soll in diesem Zusammenhang insbesondere räumlich und/oder zeitlich gesteuert verstanden werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Anschlagdämpfung eine Betriebsmittelzuleitung auf, die dazu vorgesehen ist, Betriebsmittel von der Betriebsmittelversorgung zu der Anschlagfläche zu leiten. Dadurch kann Betriebsmittel gezielt zu der Anschlagfläche transportiert werden, wodurch eine besonders zuverlässige Anschlagdämpfung erreicht werden kann. Unter einer „Betriebsmittelzuleitung” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Leitung verstanden werden, welche im Bereich der Anschlagfläche eine Austrittsöffnung aufweist. Vorzugsweise umfasst die Betriebsmittelzuleitung eine oder mehrere Bohrungen und/oder Kanäle.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Betriebsmittelzuleitung einen Kanal umfasst, der von dem Endanschlagelement ausgebildet wird. Dadurch kann eine besonders kompakte Anschlagdämpfung bereitgestellt werden und vorhandener Bauraum besonders vorteilhaft genutzt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Anschlagfläche eine Öffnung des Kanals der Betriebsmittelzuleitung aufweist. Dadurch kann die Anschlagdämpfung den Betriebsmittelfilm zur Dämpfung besonders schnell bereitstellen und es kann eine besonders reaktionsschnelle Anschlagdämpfung bereitgestellt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Nockenwellenversteller zumindest eine Gegenanschlagfläche auf, die dazu vorgesehen ist, zusammen mit der Anschlagfläche zumindest zeitweise den Betriebsmittelfilm einzuschließen. Dadurch kann eine besonders wirkungsvolle Anschlagdämpfung bereitgestellt werden. Unter einer Gegenanschlagfläche soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Fläche verstanden werden, die zu einem Stoß mit der Anschlagfläche vorgesehen ist und die zumindest zu einem Stoßzeitpunkt der Anschlagfläche zugewandt und parallel zu der Anschlagfläche ausgerichtet ist. Unter „einschließen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Betriebsmittelfilm zumindest zu einem Stoßzeitpunkt räumlich zwischen der Anschlagfläche und der Gegenanschlagfläche ein Polster ausbildet, welches durch den Stoß zumindest teilweise verdrängt wird und den Stoß dämpft.
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In vorteilhafter Weise umfasst die Anschlagdämpfung zumindest eine hydraulische Steuereinheit, die dazu vorgesehen ist, die Betriebsmittelversorgung zumindest zeitweise von der Anschlagfläche zu trennen. Dadurch können eine schaltbare Anschlagdämpfung und ein besonders flexibel steuerbarer Nockenwellenversteller bereitgestellt werden. Unter einer hydraulischen Steuereinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen Fluidstrom zu begrenzen oder zu unterbrechen und einen Fluiddruck aufzunehmen. Vorzugsweise ist die hydraulische Steuereinheit als ein Ventil und besonders bevorzugt als ein ansteuerbares Ventil ausgebildet.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die hydraulische Steuereinheit als ein Überdruckventil ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders einfache Anschlagdämpfung bereitgestellt werden, die in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine einen Betriebsmittelfilm bereitstellen kann.
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In vorteilhafter Weise umfasst der Nockenwellenversteller eine Steuer- und/oder Regeleinheit, die zu einer Steuerung der hydraulischen Steuereinheit vorgesehen ist. Dadurch kann ein besonders flexibel steuerbarer Nockenwellenversteller bereitgestellt werden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem ”Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Nockenwellenversteller zumindest eine weitere Betriebsmittelzuleitung zur Verstellung einer Phasenlage aufweist, die zumindest teilweise unabhängig von der Betriebsmittelzuleitung für die Anschlagdämpfung ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders flexible und zuverlässige Anschlagdämpfung erreicht werden.
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Ferner wird ein Verfahren zum Betrieb eines Nockenwellenverstellers zur Verstellung einer Phasenlage zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, in dem ein Stellbereich des Nockenwellenverstellers durch zumindest ein Endanschlagelement begrenzt wird, wobei eine Anschlagdämpfung zumindest zeitweise einen Betriebsmittelfilm auf einer Anschlagfläche des Endanschlagelements bereitstellt, insbesondere ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers, wobei die Anschlagdämpfung den Betriebsmittelfilm aktiv bereitstellt. Dadurch kann ein besonders leiser Nockenwellenversteller bereitgestellt werden und ein hoher Komfort beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs erreicht werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den 1 bis 3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 einen Nockenwellenhersteller in einem Teilschnitt, senkrecht zu einer Drehachse des Nockenwellenverstellers,
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Nockenwellenverstellers in einem Teilschnitt und
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel des Nockenwellenverstellers in einem schematischen Schnitt entlang der Drehachse des Nockenwellenverstellers.
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Die 1 zeigt einen Nockenwellenversteller 10a eines Ventiltriebs zur Verstellung einer Phasenlage zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine. Der Nockenwellenversteller 10a umfasst einen Stator zu einer antriebstechnischen Kopplung an die Kurbelwelle sowie einen Rotor, der dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment zu einem Antrieb der Nockenwelle auszuleiten. Der Nockenwellenversteller 10a und die Nockenwelle weisen eine gemeinsame Drehachse auf. Die Nockenwelle weist zu einer Betätigung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine Nocken auf, die dazu vorgesehen sind, mit federbelasteten Nockenfolgern zusammenzuwirken.
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Der Nockenwellenversteller 10a umfasst eine Betriebsmittelversorgung, die dazu vorgesehen ist, ein Betriebsmittel insbesondere zu einer Anschlagdämpfung, zu einer Kühlung und zu einer Schmierung vorzuhalten und bereitzustellen. Das Betriebsmittel ist als ein Öl ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Nockenwellenversteller 10a als ein elektromechanischer Nockenwellenversteller 10a ausgebildet. Es ist jedoch grundsätzlich denkbar, dass der Nockenwellenversteller 10a für ein anderes Wirkprinzip vorgesehen ist.
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Der Nockenwellenversteller 10a weist einen Stellbereich auf, der die von dem Nockenwellenversteller 10a einstellbaren Phasenlagen umfasst. Der Nockenwellenversteller 10a weist ein Endanschlagelement 13a und ein Gegenanschlagelement 23a auf, die dazu vorgesehen sind, zusammenzuwirken und den Stellbereich des Nockenwellenverstellers 10a formschlüssig zu begrenzen. Das Endanschlagelement 13a ist an dem Rotor angeordnet und drehfest mit dem Rotor verbunden. Das Gegenanschlagelement 23a ist an dem Stator angeordnet und drehfest mit dem Stator verbunden. Das Endanschlagelement 13a weist eine Anschlagfläche 14a auf und das Gegenanschlagelement 23a weist eine Gegenanschlagfläche 19a auf. Die Anschlagfläche 14a und die Gegenanschlagfläche 19a sind dazu vorgesehen, zeitweise unmittelbar oder über einen Betriebsmittelfilm in Kontakt zu sein und bei einem Stoß einen Drehimpuls zu übertragen. Die Gegenanschlagfläche 19a ist dazu vorgesehen, zusammen mit der Anschlagfläche 14a zumindest zeitweise den Betriebsmittelfilm einzuschließen und einen Druck auf den Betriebsmittelfilm auszuüben. Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Nockenwellenversteller 10 eine Mehrzahl von Endanschlagelementen 13a und Gegenanschlagelementen 23a aufweist, die dazu vorgesehen sind, paarweise zu einer Begrenzung des Stellbereichs zusammenzuwirken.
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Der Nockenwellenversteller 10a umfasst eine Anschlagdämpfung 15a, die dazu vorgesehen ist, zeitweise einen Betriebsmittelfilm zu einer Dämpfung auf der Anschlagfläche 14a bereitzustellen. Die Anschlagdämpfung 15a ist aktiv ausgebildet. Die Anschlagdämpfung 15a weist eine Betriebsmittelzuleitung 16a auf, die dazu vorgesehen ist, Betriebsmittel von der Betriebsmittelversorgung zu der Anschlagfläche 14a zu leiten, wodurch das Betriebsmittel einen Betriebsmittelfilm auf der Anschlagfläche 14a zu einer Dämpfung von Stößen der Anschlagfläche 14a mit der Gegenanschlagfläche 19a ausbildet.
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Die Betriebsmittelzuleitung 16a umfasst einen Kanal 17a, der von dem Endanschlagelement 13a ausgebildet wird. Der Kanal 17a ist in ein Material des Endanschlagelements 13a eingebracht. Der Kanal 17a ist teilweise als eine Bohrung ausgebildet. Die erste Anschlagfläche 14a weist eine Öffnung 18a des Kanals 17a auf. Die Öffnung 18 ist dazu vorgesehen, Betriebsmittel auf die Anschlagfläche 14a zu leiten. Die Öffnung 18a ist als ein Loch in der Anschlagfläche 14a ausgebildet. Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Kanal von dem Gegenanschlagelement 23a ausgebildet wird und die Gegenanschlagfläche 19a eine Öffnung des Kanals aufweist oder dass das Gegenanschlagelement einen weiteren Kanal der Betriebsmittelzuführung ausbildet.
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Die Anschlagdämpfung 15a weist eine hydraulische Steuereinheit auf, die dazu vorgesehen ist, die Betriebsmittelzuleitung 16a zumindest zeitweise von der Betriebsmittelversorgung zu trennen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die hydraulische Steuereinheit als ein Ventil ausgebildet. Die hydraulische Steuereinheit ist zwischen der Betriebsmittelversorgung und der Betriebsmittelzuleitung 16a angeordnet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die hydraulische Steuereinheit als ein Teil der Betriebsmittelzuleitung 16a ausgebildet ist. Die Betriebsmittelversorgung ist dazu vorgesehen, das Betriebsmittel unter Druck bereitzustellen. Die hydraulische Steuereinheit weist eine Durchlassstellung und eine Schließstellung auf. In der Durchlassstellung kann Betriebsmittel von der Betriebsmittelversorgung durch die hydraulische Steuereinheit zu der Anschlagfläche 14a strömen. In der Schließstellung trennt die hydraulische Steuereinheit die Betriebsmittelversorgung von der Anschlagfläche 14. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die hydraulische Steuereinheit entfällt, und die Anschlagfläche 14a ständig mit der Betriebsmittelversorgung verbunden ist.
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Der Nockenwellenversteller 10a umfasst eine nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit, die zu einer Steuerung der hydraulischen Steuereinheit vorgesehen ist. Die Steuer- und Regeleinheit ist mit der hydraulische Steuereinheit zu einer Signalübermittlung verbunden und dazu vorgesehen, die hydraulische Steuereinheit von der Schließstellung in die Durchlassstellung oder in umgekehrter Richtung zu verstellen, und dadurch einen Betriebsmittelfluss durch die hydraulische Steuereinheit zu steuern.
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In einem Betriebszustand des Nockenwellenverstellers 10a stellt die Anschlagdämpfung 15a den Betriebsmittelfilm aktiv bereit. Bei einem Start der Brennkraftmaschine versetzt ein Starter die Kurbelwelle in eine Drehbewegung, die auf den Stator des Nockenwellenverstellers 10a übertragen wird. Durch eine Trägheit der Nockenwelle wird der Rotor gegenüber dem Stator nach spät verstellt, bis die Anschlagfläche 14a mit der Gegenanschlagfläche 19 in Kontakt kommt. Das Endanschlagelement 13a des Rotors stößt an das Gegenanschlagelement 23a des Stators an und prallt ab. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Brennkraftmaschine vier Arbeitszylinder auf. Die Nockenfolger üben eine Kraft auf die Nocken der Nockenwelle aus. Die Nocken übersetzen die Kraft in ein Drehmoment, das für eine Umdrehung der Nockenwelle acht Vorzeichenwechsel aufweist. Dadurch und durch die periodischen Stöße des Endanschlagelements 13a mit dem Gegenanschlagelement 23a wird der Rotor gegenüber dem Stator in eine unkontrollierte Schwingung versetzt. Die Anschlagdämpfung 15a stellt über die Betriebsmittelzuleitung 16a einen Betriebsmittelfilm auf der Anschlagfläche 14 bereit, wodurch die Stöße des Endanschlagelements 13a mit dem Gegenanschlagelement 23a gedämpft werden und eine kinetische Energie gegenüber ungedämpften Stößen vermindert wird. Die Anschlagdämpfung 15a verkleinert eine Amplitude der Schwingung des Rotors und die unkontrollierte Schwingung geht in eine kontrollierte Schwingung über, die einen regelmäßigen Verlauf aufweist mit einer im Wesentlichen einheitlichen Amplitude und mit einer im Wesentlichen einheitlichen Frequenz für jeden Zyklus.
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In den 2 und 3 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 1 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 2 und 3 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1, verwiesen werden.
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Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Nockenwellenverstellers 10b eines Ventiltriebs zur Verstellung einer Phasenlage zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine. Der Nockenwellenversteller 10b umfasst analog zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel einen Stator und einen Rotor.
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Der Nockenwellenversteller 10b umfasst ferner eine Betriebsmittelversorgung, die dazu vorgesehen ist, ein Betriebsmittel zu einer Anschlagdämpfung vorzuhalten und unter Druck bereitzustellen. Der Nockenwellenversteller 10b weist einen Stellbereich auf, der die von dem Nockenwellenversteller 10b einstellbaren Phasenlagen umfasst. Der Nockenwellenversteller 10b weist ein Endanschlagelement 13b und ein Gegenanschlagelement 23b auf, die dazu vorgesehen sind, zusammenzuwirken und den Stellbereich des Nockenwellenverstellers 10b zu begrenzen. Das Endanschlagelement 13b weist eine Anschlagfläche 14b auf und das Gegenanschlagelement 23b weist eine Gegenanschlagfläche 19b auf. Die Anschlagfläche 14b und die Gegenanschlagfläche 19b sind dazu vorgesehen, zeitweise unmittelbar oder über einen Betriebsmittelfilm in Kontakt zu sein und bei einem Stoß einen Drehimpuls zu übertragen. Das Endanschlagelement 13b ist an dem Rotor angeordnet und drehfest mit dem Rotor verbunden. Das Gegenanschlagelement 23b ist an dem Stator angeordnet und drehfest mit dem Stator verbunden.
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Der Nockenwellenversteller 10b umfasst eine Anschlagdämpfung 15b, die dazu vorgesehen ist, zeitweise einen Betriebsmittelfilm auf der Anschlagfläche 14b bereitzustellen. Die Anschlagdämpfung 15b ist aktiv ausgebildet. Die Anschlagdämpfung 15b weist eine Betriebsmittelzuleitung 16b auf, die dazu vorgesehen ist, Betriebsmittel von der Betriebsmittelversorgung zu der Anschlagfläche 14b zu leiten, wodurch das Betriebsmittel einen Betriebsmittelfilm auf der Anschlagfläche 14b zu einer Dämpfung von Stößen der Anschlagfläche 14b mit der Gegenanschlagfläche 19b ausbildet.
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Die Betriebsmittelzuleitung 16b umfasst einen Kanal 17b, der von dem Endanschlagelement 13b ausgebildet wird. Der Kanal 17b ist in ein Material des Endanschlagelements 13b eingebracht. Der Kanal 17b ist teilweise als eine Bohrung ausgebildet. Die Anschlagfläche 14b weist eine Öffnung 18b des Kanals 17b auf. Die Öffnung 18b ist dazu vorgesehen, Betriebsmittel auf die Anschlagfläche 14b zu leiten. Die Öffnung 18b ist als ein Loch in der Anschlagfläche 14b ausgebildet.
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Die Anschlagdämpfung 15b weist eine hydraulische Steuereinheit 20b auf, die dazu vorgesehen ist, die Betriebsmittelzuleitung 16b zumindest zeitweise von der Betriebsmittelversorgung zu trennen. Im Unterschied zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ist die hydraulische Steuereinheit 20b als ein Überdruckventil ausgebildet. Die hydraulische Steuereinheit 20b weist eine Eingangsseite und eine Ausgangseite auf. Die hydraulische Steuereinheit 20b weist ferner eine Durchlassstellung und eine Schließstellung auf und ist dazu vorgesehen, von der Schließstellung in die Durchlassstellung zu wechseln, wenn ein Fluiddruck an der Eingangsseite einen Ansprechdruck erreicht oder überschreitet. In der Durchlassstellung kann Betriebsmittel von der Betriebsmittelversorgung durch die hydraulische Steuereinheit 20b zu der Anschlagfläche 14b strömen. In der Schließstellung trennt die hydraulische Steuereinheit 20b die Anschlagfläche 14b von der Betriebsmittelversorgung. Die hydraulische Steuereinheit 20b ist dazu vorgesehen, die Anschlagfläche 14b in Abhängigkeit von einem Druck des Betriebsmittels in der Betriebsmittelversorgung mit der Betriebsmittelversorgung zu verbinden. Die hydraulische Steuereinheit 20b ist als ein Teil der Betriebsmittelzuleitung 16b ausgebildet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die hydraulische Steuereinheit 20b zwischen der Betriebsmittelversorgung und der Betriebsmittelzuleitung 16b angeordnet ist.
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In einem Betriebszustand des Nockenwellenverstellers 10b stellt die Anschlagdämpfung 15b den Betriebsmittelfilm aktiv bereit. Vor einem Start und während eines Starts der Brennkraftmaschine ist ein von der Betriebsmittelversorgung bereitgestellter Druck gering. Für einen Start der Brennkraftmaschine versetzt ein Starter die Kurbelwelle in eine Drehbewegung, die auf den Stator des Nockenwellenverstellers 10b übertragen wird. Durch eine Trägheit der Nockenwelle wird der Rotor gegenüber dem Stator nach spät verstellt, bis die erste Anschlagfläche 14b mit der Gegenanschlagfläche 19b in Kontakt kommt. Das Endanschlagelement 13b des Rotors prallt von dem Gegenanschlagelement 23b des Stators ab. Die Nockenfolger üben eine Kraft auf die Nocken der Nockenwelle aus. Die Nocken übersetzen die Kraft in ein Drehmoment, das Vorzeichenwechsel aufweist. Dadurch und durch die periodischen Stöße des Endanschlagelements 13b mit dem Gegenanschlagelement 23b wird der Rotor gegenüber dem Stator in eine unkontrollierte Schwingung versetzt. Der von der Betriebsmittelversorgung bereitgestellte Druck erhöht sich, bis er einen Wert eines Ansprechdrucks der als Überdruckventil ausgebildeten hydraulischen Steuereinheit 20b der Anschlagdämpfung 15b erreicht. Die hydraulische Steuereinheit 20b wechselt in die Durchlassstellung, wodurch Betriebsmittel durch die hydraulische Steuereinheit 20b auf die Anschlagfläche 14b strömt und einen Betriebsmittelfilm ausbildet. Der Betriebsmittelfilm dämpft die Stöße des Endanschlagelements 13b mit dem Gegenanschlagelement 23b. Eine Amplitude der Schwingung des Rotors verkleinert sich und die Schwingung weist einen regelmäßigen Verlauf mit einer im Wesentlichen einheitlichen Amplitude und mit einer im Wesentlichen einheitlichen Frequenz für jeden Zyklus auf.
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Die 3 zeigt in einer schematischen Darstelltung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Nockenwellenverstellers 10c eines Ventiltriebs zur Verstellung einer Phasenlage zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle 11c einer Brennkraftmaschine. Der Nockenwellenversteller 10c umfasst analog zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel einen Stator und einen Rotor.
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Der Nockenwellenversteller 10c umfasst ferner eine Betriebsmittelversorgung 12c, die dazu vorgesehen ist, ein Betriebsmittel zu einer Anschlagdämpfung vorzuhalten und unter Druck bereitzustellen. Der Nockenwellenversteller 10c weist einen Stellbereich auf, der die von dem Nockenwellenversteller 10c einstellbaren Phasenlagen umfasst. Der Nockenwellenversteller 10c weist ein Endanschlagelement 13c und ein Gegenanschlagelement 23c auf, die dazu vorgesehen sind, zusammenzuwirken und den Stellbereich des Nockenwellenverstellers 10c formschlüssig zu begrenzen. Das Endanschlagelement 13c weist eine Anschlagfläche 14c auf und das Gegenanschlagelement 23c weist eine Gegenanschlagfläche 19c auf. Die Anschlagfläche 14c und die Gegenanschlagfläche 19c sind dazu vorgesehen, zeitweise unmittelbar oder über einen Betriebsmittelfilm in Kontakt zu sein und bei einem Stoß einen Drehimpuls zu übertragen. Die Gegenanschlagfläche 19c ist dazu vorgesehen, zusammen mit der Anschlagfläche 14c zumindest zeitweise den Betriebsmittelfilm einzuschließen. Das Endanschlagelement 13c ist an dem Rotor angeordnet und drehfest mit dem Rotor verbunden. Das Gegenanschlagelement 23c ist an dem Stator angeordnet und drehfest mit dem Stator verbunden.
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Der Nockenwellenversteller 10c umfasst eine Anschlagdämpfung 15c, die dazu vorgesehen ist, zeitweise einen Betriebsmittelfilm auf der Anschlagfläche 14c bereitzustellen. Die Anschlagdämpfung 15c ist aktiv ausgebildet. Die Anschlagdämpfung 15c weist eine Betriebsmittelzuleitung 16c auf, die dazu vorgesehen ist, Betriebsmittel von der Betriebsmittelversorgung 12c zu der Anschlagfläche 14c zu leiten, wodurch das Betriebsmittel einen Betriebsmittelfilm auf der Anschlagfläche 14c zu einer Dämpfung von Stößen der Anschlagfläche 14c mit der Gegenanschlagfläche 19c ausbildet.
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Die Betriebsmittelzuleitung 16c umfasst einen Kanal 17c, der von dem Endanschlagelement 13c ausgebildet wird. Der Kanal 17c ist in ein Material des Endanschlagelements 13c eingebracht. Der Kanal 17c ist teilweise als eine Bohrung ausgebildet. Die Anschlagfläche 14c weist eine Öffnung des Kanals 17c auf. Die Öffnung ist dazu vorgesehen, Betriebsmittel auf die Anschlagfläche 14c zu leiten. Die Öffnung ist als ein Loch in der Anschlagfläche 14c ausgebildet.
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Im Unterschied zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ist der Nockenwellenversteller 10c als ein hydraulischer Nockenwellenversteller 10c ausgebildet und weist eine hydraulische Verstelleinheit 24c auf. Der Nockenwellenversteller 10c umfasst zur Verstellung einer Phasenlage eine weitere Betriebsmittelzuleitung 21c, die unabhängig von der Betriebsmittelzuleitung 16c für die Anschlagdämpfung 15c ausgebildet ist. Die weitere Betriebsmittelzuleitung 21c ist dazu vorgesehen, Betriebsmittel zu der hydraulischen Verstelleinheit 24c zu leiten. Der Nockenwellenversteller 10c umfasst ferner ein Steuerventil 25c, das dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmittelfluss durch die weitere Betriebsmittelzuleitung 21c zu steuern. Ein Betriebsmittelfluss durch die Betriebsmittelzuleitung 16c der Anschlagdämpfung 15c ist zumindest im Wesentlichen unabhängig von einem Betriebsmittelfluss durch die weitere Betriebsmittelzuleitung 21c und er ist unabhängig von einer Schaltstellung des Steuerventils 25c.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Nockenwellenversteller
- 11
- Nockenwelle
- 12
- Betriebsmittelversorgung
- 13
- Endanschlagelement
- 14
- Anschlagfläche
- 15
- Anschlagdämpfung
- 16
- Betriebsmittelzuleitung
- 17
- Kanal
- 18
- Öffnung
- 19
- Gegenanschlagfläche
- 20
- Steuereinheit
- 21
- Betriebsmittelzuleitung
- 22
- Drehachse
- 23
- Gegenanschlagelement
- 24
- Verstelleinheit
- 25
- Steuerventil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008058110 A1 [0002]
