DE102018110770A1 - Nockenwellenversteller - Google Patents

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Karic Branimir
Peter Solfrank
Janghyuck Park
Hong Wook LEE
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nockenwellensystem (1) mit einer Nockenwelle (18) und einem hydraulischen Nockenwellenversteller (2) zur Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors, mit einem Stator (3), welcher synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist, und einem verdrehbar zum Stator (3) angeordneten Rotor (4), welcher synchron mit der Nockenwelle (18) drehbar ist. Dabei sind am Stator (3) mehrere Stege (7) vorgesehen, welche einen Ringraum (8) zwischen dem Stator (3) und dem Rotor (4) in eine Mehrzahl von Druckräumen (9) unterteilen. Der Rotor (4) weist eine Rotornabe (5) und eine Mehrzahl von sich aus der Rotornabe (5) radial nach außen erstreckender Flügel (6) auf, welche die Druckräume (9) in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckmittelkreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel (13) beaufschlagbaren Arbeitskammern (10, 11) mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen. Das Nockenwellensystem (1) umfasst ferner einen Druckmittelspeicher (12) zur Bevorratung des hydraulischen Druckmittels (13), wobei der Druckmittelspeicher (12) über einen ersten Druckmittelkanal (20) mit den ersten Arbeitskammern (10) und über einen zweiten Druckmittelkanal (21) mit den zweiten Arbeitskammern (11) hydraulisch verbindbar ist. Dabei ist am hydraulischen Nockenwellenversteller (2) ein Zentralventil (14) vorgesehen, über welches die Ölversorgung der Arbeitskammern (10, 11) sowie des Druckmittelspeichers (12) steuerbar ist. Ferner umfasst das Nockenwellensystem (1) eine Druckmittelpumpe (15), über welche der hydraulische Nockenwellenversteller (2) mit Druckmittel (13) versorgt wird. Dabei ist vorgesehen, dass stromabwärts der Druckmittelpumpe (15) und stromaufwärts des Zentralventils (14) mindestens eine Drossel (24) angeordnet ist, mit welcher der Druckmittelzufluss und/oder der Druckmitteldruck im Zulauf zum Zentralventil (14) begrenzt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nockenwellensystem mit einer Nockenwelle und einem hydraulischen Nockenwellenversteller zur Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
  • Nockenwellen dienen bei einem Verbrennungsmotor dazu, die Steuerzeiten der Gaswechselventile der Brennräume des Verbrennungsmotors festzulegen und diese Gaswechselventile entsprechend zu öffnen, um ein Gasaustausch in den Brennräumen zu ermöglichen. Starr festgelegte Steuerzeiten für die Gaswechselventile führen jedoch dazu, dass bei der Auslegung stets ein Kompromiss hinsichtlich des maximalen Drehmoments und dessen Lage im nutzbaren Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors eingegangen werden muss.
  • Aus dem Stand der Technik sind daher Nockenwellenversteller bekannt, mit welchen die Steuerzeiten der Gaswechselventile angepasst werden können. Hydraulische Nockenwellenversteller können beispielsweise als Nockenwellenversteller ausgestaltet sein, die nach dem Flügelzellenprinzip arbeiten. Bei derartig arbeitenden Nockenwellenverstellern sind beispielsweise Ausgestaltungen bekannt, in welchen zwei relativ zueinander bewegliche Bauteile als Stator und als Rotor ausgebildet sind, wobei der Stator eine Anzahl von Flügeln aufweist, welche sich von der Drehachse des Stators wegweisend erstrecken. Stator und Rotor sind in solchen Nockenwellenverstellern typischerweise koaxial zueinander positioniert, wobei ein in einem durch den Stator gebildeten Hohlraum befindlicher Rotor gemeinsam mit dem Stator wenigstens zwei Hydraulikkammern ausbildet. In einer solchen Ausgestaltung führt das Füllen von einer der Hydraulikkammern mit einem geeigneten Fluid aufgrund des auf den Flügel des Rotors wirkenden Drucks zu einer Verstellung der Nockenwelle, wodurch es zu einer Veränderung der Öffnungszeiten der Einlass- und/oder Auslassventile des Verbrennungsmotors kommt.
  • Um die Phasenverstellgeschwindigkeit eines solchen hydraulischen Nockenwellenverstellers zu erhöhen sowie gleichzeitig den Druckmitteldurchsatz und somit die benötigte Pumpenleistung der Druckmittelpumpe zu reduzieren, sind sogenannte „Smart-Phaser“ bekannt, welche ein hydraulisches Speichervolumen aufweisen. Dabei können die hydraulischen Arbeitskammern aus diesem Speichervolumen gefüllt werden, sofern bei hohen Verstellgeschwindigkeiten die Pumpleistung der Druckmittelpumpe nicht ausreichend ist und ein Unterdruck in der Arbeitskammer entsteht. Hierdurch kann verhindert werden, dass Luft in die Arbeitskammern eingesaugt wird und die Funktion des hydraulischen Nockenwellenverstellers durch ein kompressibles Medium in den Arbeitskammern gestört wird.
  • Aus der DE 10 2009 042 202 A1 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller mit einem Volumenspeicher bekannt, wobei der hydraulische Nockenwellenversteller in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors verbunden ist. Der hydraulische Nockenwellenversteller weist zumindest eine Frühverstellkammer und zumindest eine Spätverstellkammer auf, denen über eine Druckmittelleitung Druckmittel zugeführt werden kann. Dabei kann eine Phasenlage des hydraulischen Nockenwellenverstellers in Richtung frühere Steuerzeiten durch Druckmittelzufuhr in die Frühverstellkammer bei gleichzeitiger Druckmittelabfuhr aus der Spätverstellkammer verstellt werden. Dem Volumenspeicher kann während des Betriebs des Verbrennungsmotors Druckmittel zugeführt werden. Der Druckmittelspeicher ist über Druckmittelkanäle sowohl mit der Frühverstellkammer als auch Spätverstellkammer verbunden, wobei in jedem dieser Druckmittelkanäle ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches einen Druckmittelfluss von der jeweiligen Arbeitskammer zum Volumenspeicher unterbindet und einen umgekehrten Druckmittelfluss aus dem Volumenspeicher in die jeweilige Arbeitskammer zulässt.
  • Nachteilig bei einem solchen System ist jedoch, dass Betriebssituationen auftreten können, in denen der Öldruck in dem Teil des Ölkreislaufs, welcher eine Druckmittelpumpe, insbesondere die Ölpumpe für den Ölkreislauf des Verbrennungsmotors, mit dem hydraulischen Nockenwellenversteller verbindet, mindestens auf einem definierten Niveau liegen muss, um die Schmierölversorgung anderer Motorteile sicherzustellen. Diese Betriebssituationen verhindern es, dass die Vorteile des Smart-Phasers in vollem Umfang genutzt werden können, da in diesen Betriebssituationen mehr Druckmittel in den Smart-Phaser gepumpt wird als für die Funktion des hydraulischen Nockenwellenverstellers notwendig ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Nockenwellenversteller, welcher als Smart-Phaser mit einem Speichervolumen für das Druckmittel ausgeführt ist, weiter zu verbessern. Dabei soll insbesondere die hydraulische Ansteuerung der Arbeitskammern des Smart-Phasers verbessert und der Druckmitteldurchsatz durch den hydraulischen Nockenwellenversteller reduziert werden, um die Energieeffizienz zu erhöhen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Nockenwellensystem mit einer Nockenwelle und einem hydraulischen Nockenwellenversteller zur Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors gelöst. Der hydraulische Nockenwellenversteller weist einen Stator, welcher synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist und einem verdrehbar zum Stator angeordneten Rotor, welcher synchron mit der Nockenwelle drehbar ist, auf. Dabei sind am Stator mehrere Stege vorgesehen, welche einen Ringraum zwischen dem Stator und dem Rotor in eine Mehrzahl von Druckräumen unterteilen. Der Rotor weist eine Rotornabe und eine Mehrzahl von sich aus der Rotornabe radial nach außen erstreckender Flügel auf, welche die Druckräume in zwei Gruppen von jeweils mit einem, in einem Druckmittelkreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitskammern mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen. Das Nockenwellensystem umfasst ferner einen Druckmittelspeicher zur Bevorratung des hydraulischen Druckmittels, wobei der Druckmittelspeicher über einen ersten Druckmittelkanal mit den ersten Arbeitskammern und über einen zweiten Druckmittelkanal mit den zweiten Arbeitskammern hydraulisch verbindbar ist. Dabei ist am hydraulischen Nockenwellenversteller ein Zentralventil vorgesehen, über welches die Ölversorgung der Arbeitskammern sowie des Druckmittelspeichers steuerbar ist. Ferner umfasst das Nockenwellensystem eine Druckmittelpumpe, über welche der hydraulische Nockenwellenversteller mit Druckmittel versorgt wird. Dabei ist vorgesehen, dass in Strömungsrichtung des Druckmittels stromabwärts der Druckmittelpumpe und stromaufwärts des Zentralventils mindestens eine Drossel angeordnet ist, mit welcher der Druckmittelzufluss und/oder der Druckmitteldruck im Zulauf zum Zentralventil begrenzt wird. Durch eine solche Drossel können die Vorteile eines hydraulischen Nockenwellenverstellers mit Druckmittelspeicher, welcher auch als Smart-Phaser bezeichnet wird, optimal genutzt werden. Dabei können hohe Verstellgeschwindigkeiten in der Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle bei geringem Druckmitteldurchsatz realisiert werden. Der Hauptvorteil eines Smart-Phasers ist die gegenüber konventionellen Nockenwellenverstellern größere Verstellgeschwindigkeit bei geringem Druckmitteldurchsatz, da die Befüllung der Arbeitskammer durch die Druckmittelpumpe zusätzlich aus dem Druckmittelspeicher erfolgen kann. Die angebotene Druckmittelmenge ist abhängig von der Motordrehzahl des Verbrennungsmotors und ist gekoppelt mit dem Öldruck, welcher durch die eingebaute Druckmittelpumpe und deren Steuerung definiert ist. Besonders vorteilhaft ist eine Betriebssituation des Smart-Phasers, in welchem die Verstellung des Rotors durch das Moment der Nockenwellen (cam torque actuated = cta) erfolgt. Ist die dem Zentralventil zugeführte Ölmenge des Smart-Phasers zu hoch, so erfolgt die Verstellung des Rotors (wie bei Nockenwellenverstellern ohne Druckmittelspeicher) über den Öldruck in den Arbeitskammern (oil pressure actuated = opa). Ziel ist es, die Verstellung über den Öldruck zu minimieren und die Verstellung über die Schleppmomente der Nockenwelle möglichst oft zu nutzen, wodurch der Ölbedarf für den hydraulischen Nockenwellenversteller minimiert wird.
  • Da die dem hydraulischen Nockenwellenversteller zugeführte Ölmenge, wie beschrieben, von der Motordrehzahl und dem Druck der Druckmittelpumpe abhängig ist, können Betriebssituationen auftreten, in denen die Ölversorgung anderer Motorbauteile eine derart hohe Ölmenge oder Öldruck erfordern, dass die Vorteile des Smart-Phasers nur dann hinreichend genutzt werden können, sofern der Druckmittelzufluss zum Zentralventil begrenzt wird. Dies wird durch die erfindungsgemäße Drosselung über die Drossel im Zulauf zum Zentralventil erreicht.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Nockenwellensystems möglich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drossel in Form eines Drosselspalts ausgebildet ist. Durch einen Drosselspalt kann die Druckmittelzufuhr zum Zentralventil auf konstruktive, einfache und kostengünstig umsetzbare Art und Weise begrenzt werden. Zudem benötigt ein Drosselspalt keine zusätzlichen Bauteile, welche ansonsten im Zulauf zwischen der Druckmittelpumpe und dem Zentralventil fixiert werden müssten.
  • Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Drossel als Drosselbohrung ausgebildet ist. Durch eine Drosselbohrung kann der Zulaufquerschnitt zum Zentralventil reduziert und somit die Druckmittelmenge sowie der Druckmitteldruck begrenzt werden. Zudem kann durch den Durchmesser der Drosselbohrung auf einfache Art und Weise der Strömungsquerschnitt festgelegt werden.
  • Bevorzugt ist dabei, wenn die Drosselbohrung in einem, vorzugsweise rotationssymmetrischen, Drosselkörper ausgebildet ist. Ein Drosselkörper kann einfach und kostengünstig hergestellt und im Zulauf angeordnet werden. Dabei kann ein rotationssymmetrischer Drosselkörper einfach in eine bestehende Bohrung eingelegt werden, um den Druckmitteldurchfluss zu begrenzen. Ein solcher Drosselkörper kann kostengünstig als Drehteil oder Stanzteil ausgeführt werden, wodurch nur geringe Fertigungskosten für die Drossel entstehen.
  • Alternativ kann auch eine bereits vorhandene Bohrung im Zulauf als Stufenbohrung ausgeführt werden, wobei die Stufe mit dem engsten Strömungsquerschnitt die Druckmittelmenge begrenzt und somit als Drossel wirkt.
  • Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Drosselkörper als Drosselblech ausgebildet ist. Ein Drosselblech kann einfach und kostengünstig als Stanzteil oder Tiefziehteil hergestellt werden. Insbesondere kann ein Drosselblech in Form einer Lochblende mit einem zentrischen Loch ausgeführt werden, welches den Strömungsquerschnitt eines bestehenden Zulaufkanals punktuell reduziert und somit zur den Durchfluss begrenzten Stelle wird. Ein solches Drosselblech kann aufgrund seiner geringen Ausdehnung in Strömungsrichtung an beliebigen Stellen im Zulauf angeordnet werden, wodurch der Konstrukteur zusätzliche Freiheiten bei der Auslegung des Nockenwellensystems erhält.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Nockenwellensystems ist vorgesehen, dass in der Nockenwelle mindestens eine Versorgungsbohrung ausgebildet ist, welche die Druckmittelpumpe hydraulisch mit dem Zentralventil verbindet. Durch eine Versorgungsbohrung in der Nockenwelle kann auf einfache und funktionssichere Weise eine Druckmittelversorgung von der Druckmittelpumpe, insbesondere einer Ölpumpe des Verbrennungsmotors, zum Zentralventil des hydraulischen Nockenwellenverstellers realisiert werden.
  • Bevorzugt ist dabei, wenn in der Nockenwelle eine erste Versorgungsbohrung und eine zweite Versorgungsbohrung ausgebildet sind, wobei die erste Versorgungsbohrung senkrecht zu der zweiten Versorgungsbohrung verläuft. Durch zwei senkrecht zueinander verlaufende Versorgungsbohrungen kann auf konstruktiv einfache Art und Weise eine funktionssichere Druckmittelzufuhr zum Zentralventil des hydraulischen Nockenwellenverstellers sichergestellt werden. Dabei verläuft die erste Versorgungsbohrung vorzugsweise senkrecht zur Mittelachse der Nockenwelle und die zweite Versorgungsbohrung vorzugsweise konzentrisch zur Mittelachse der Nockenwelle.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drossel als Einlegedrossel im Zulauf zum Zentralventil angeordnet ist. Durch eine Einlegedrossel kann auf besonders einfache Art und Weise eine Drossel in ein bereits bestehendes Nockenwellensystem integriert werden. Da die Einlegedrossel, insbesondere als Drosselblech mit einer Drosselbohrung, klein und kompakt ausgeführt werden kann, ist die Einlegedrossel in ein bestehendes Nockenwellensystem integrierbar oder bei einem bestehenden Nockenwellensystem nachrüstbar, ohne zusätzlichen Bauraum zu benötigten oder andere Bauteile geometrisch anpassen zu müssen.
  • Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Einlegedrossel in einer der Versorgungsbohrungen in der Nockenwelle angeordnet ist. Durch eine Einlegedrossel in einer der Versorgungsbohrungen kann die Drossel bauraumoptimiert in das Nockenwellensystem integriert werden, sodass die vorhandenen Abmessungen beibehalten werden können. Die Einlegedrossel kann kraftschlüssig in einer der Versorgungsbohrungen aufgenommen, insbesondere in eine der Versorgungsbohrungen eingepresst, werden. Alternativ kann die Einlegedrossel formschlüssig in einer der Versorgungsbohrungen aufgenommen werden und sich insbesondere an einem Absatz der Versorgungsbohrungen, insbesondere an einer Stufenbohrung oder einer Bohrungsverschneidung, abstützen, um eine positionssichere Aufnahme der Drossel zu ermöglichen.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Drossel an dem Zentralventil befestigt und diesem unmittelbar vorgeschaltet ist. Dadurch kann das Zentralventil mit der Drossel als Baugruppe ausgeführt werden, wodurch sich die Montage des Nockenwellensystems vereinfacht. Dabei kann sich die Drossel, insbesondere als Drosselblech mit einer Bohrung, an dem Ventilkörper des Zentralventils abstützen. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die Drossel aufgrund des Drucks im Zulauf von der Druckmittelpumpe zum Zentralventil und insbesondere aufgrund von Druckpulsationen löst. Somit wird der gedrosselte Druckmittelzulauf zum Zentralventil sichergestellt.
  • Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel und den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
    • 1 ein erfindungsgemäßes Nockenwellensystem mit einem hydraulischen Nockenwellenversteller, einer Druckmittelpumpe und einer Nockenwelle;
    • 2 eine Darstellung eines hydraulischen Nockenwellenverstellers eines solchen Nockenwellensystems;
    • 3 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers, wobei zwischen einer Zulaufbohrung in der Nockenwelle und dem Zentralventil des hydraulischen Nockenwellenverstellers eine Drossel angeordnet ist; und
    • 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Zulaufs zum Zentralventil, wobei die Drossel als Drosselspalt ausgebildet ist.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßes Nockenwellensystem 1 mit einem hydraulischen Nockenwellenversteller 2, einer Druckmittelpumpe 15 und einer Nockenwelle 18 dargestellt. Der hydraulische Nockenwellenversteller 2 weist einen Stator 3 und einen Rotor 4 auf. Der Rotor 4 hat eine zentrische Öffnung 19, in welcher ein Zentralventil 14 angeordnet ist. Das Zentralventil 14 ist über einen Aktuator 31, insbesondere einen Aktuator mit einem elektromagnetischen Schaltventil, schaltbar. Der Rotor 4 ist dabei mit der Nockenwelle 18 drehfest verbunden und gegenüber dem Stator 3 verdrehbar. Dabei wird das Zentralventil 14 als Steuerventil in der zentrischen Öffnung 19 des Rotors 4 verschoben, um eine Druckmittelversorgung der in 2 dargestellten Arbeitskammern 10, 11 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 2 anzusteuern. Die Druckmittelversorgung erfolgt dabei über die Druckmittelpumpe 15 aus einem Vorratsbehälter 16. Dabei wird das Druckmittel 13, insbesondere ein Öl, durch einen Zulauf 23 in die Nockenwelle 18 gepumpt, welcher eine erste Versorgungsbohrung 28 umfasst, welche senkrecht zur Oberfläche der Nockenwelle 18 verläuft und über eine zweite Versorgungsbohrung 29 dem Zentralventil 14 zugeführt ist. Über die entsprechenden Öffnungen 33, 34, 35 im Zentralventil 14 können dann in 1 nicht dargestellte Ölzufuhrkanäle im Rotor 4 mit dem Druckmittel 13 versorgt werden. Dabei können sowohl der in 2 dargestellte Druckmittelspeicher 12 als auch die Arbeitskammern 10, 11 befüllt werden. Durch eine Betätigung des Aktuators 31 kann das Zentralventil 14 entlang einer Mittelachse 32 verschoben werden und somit die Ölzufuhrkanäle öffnen oder verschließen. Im Zulauf 23 ist in Strömungsrichtung eines Druckmittels 13 durch den Zulauf 23 stromabwärts der Druckmittelpumpe 15 und stromaufwärts des Zentralventils 14 mindestens eine Drossel 24 angeordnet, um den Druckmittelzufluss zum Zentralventil 14 zu begrenzen.
  • In 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Nockenwellenverstellers 2 eines erfindungsgemäßen Nockenwellensystems 1 zum Verstellen der Ventilsteuerzeiten eines Verbrennungsmotors dargestellt. Der in 2 schematisch dargestellte hydraulische Nockenwellenversteller 2 ist in bekannter Weise als Flügelzellenversteller ausgebildet und umfasst einen von einer nicht dargestellten Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors antreibbaren Stator 3 und einen drehfest mit einer in 1 dargestellten Nockenwelle 18 verbindbaren Rotor 4. Der Rotor 4 weist eine Rotornabe 5 auf, aus der sich in radialer Richtung mehrere Flügel 6 erstrecken. Der Stator 3 weist eine Mehrzahl von Stegen 7 auf, welche einen Ringraum 8 zwischen dem Stator 3 und dem Rotor 4 in mehrere Druckräume 9 unterteilen. Die Druckräume 9 werden durch die Flügel 6 des Rotors 4 jeweils in eine erste Gruppe von Arbeitskammern 10 und eine zweite Gruppe von Arbeitskammern 11 unterteilt. Der hydraulische Nockenwellenversteller 2 weist einen Druckmittelspeicher 12 für ein Druckmittel 13 zur Betätigung des hydraulischen Nockenwellenverstellers 2 auf, welcher, wie in 2 dargestellt, in einem Deckel zum Verschluss des Stators 3 oder in den Stegen 7 des Stators 3 ausgebildet ist. Der Rotor 4 weist eine zentrische Öffnung 19 auf, in welche ein Zentralventil 14 zur Ansteuerung der Druckmittelversorgung der Arbeitskammern 10, 11 eingeschoben werden kann. Der Druckmittelspeicher 12 ist hydraulisch über die Druckmittelkanäle 20, 21 mit den Arbeitskammern 10, 11 verbunden. Dabei sind am Deckel des Stators 3 oder in den Stegen 7 des Stators 3 Rückschlagventile 22 angeordnet, um bei einem Unterdruck in einer der Arbeitskammern 10, 11 ein Nachströmen des Druckmittels 13 aus dem Druckmittelspeicher 12 zu ermöglichen. Die Füllung des Druckmittelspeichers 12 erfolgt über das aus den Arbeitskammern 10, 11 ablaufendem Druckmittel 13, sodass keine zusätzliche Versorgungsleitung aus dem Zentralventil 14 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 2 notwendig ist.
  • In 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Drossel 24 im Zulauf 23 zwischen der Druckmittelpumpe 15 und dem Zentralventil 14 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 2 dargestellt. Die Drossel 24 ist als Drosselkörper 27 in Form eines Drosselblechs 30 ausgebildet, wobei in das Drosselblech 30 mindestens eine Drosselbohrung 26 eingebracht ist, welche den Zufluss von Druckmittel zum Zentralventil 14 begrenzt. Dabei ist das Drosselblech 30 als Einlegedrossel in der zweiten Versorgungsbohrung 29 angeordnet, welche konzentrisch zur Mittelachse 32 der Nockenwelle 18 verläuft und somit dem Zentralventil 14 unmittelbar vorgeschaltet ist. Das Drosselblech 30 ist vorzugsweise in die zweite Versorgungsbohrung 29 eingepresst, kann aber auch formschlüssig in der zweiten Versorgungsbohrung 29 gehalten werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass sich das Drosselblech 30 am Ventilkörper des Zentralventils 14, insbesondere an einer Zentralschraube, abstützt.
  • In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Drossel 24 im Zulauf 23 zum Zentralventil 14 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Drossel 24 als Drosselspalt 25 ausgebildet, welcher den Durchfluss von dem Zulauf 23 in der Nockenwelle 18 zum Zentralventil 14 begrenzt. Die Breite des Drosselspalts 25 ist derart ausgestaltet, dass der Drosselspalt 25 den engsten Strömungsquerschnitt in dem Zulauf 23 von der Druckmittelpumpe 15 zum hydraulischen Nockenwellenversteller 2 darstellt. Somit kann die dem Zentralventil 14 zugeführte Menge an Druckmittel 13 begrenzt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Nockenwellensystem
    2
    Hydraulischer Nockenwellenversteller
    3
    Stator
    4
    Rotor
    5
    Rotornabe
    6
    Flügel
    7
    Steg
    8
    Ringraum
    9
    Druckraum
    10
    Erste Arbeitskammer
    11
    Zweite Arbeitskammer
    12
    Druckmittelspeicher
    13
    Druckmittel
    14
    Zentralventil
    15
    Druckmittelpumpe
    16
    Vorratsbehälter
    17
    Antriebsverzahnung
    18
    Nockenwelle
    19
    Zentrische Öffnung
    20
    Erster Druckmittelkanal
    21
    Zweiter Druckmittelkanal
    22
    Rückschlagventil
    23
    Zulaufbohrung
    24
    Drossel
    25
    Drosselspalt
    26
    Drosselbohrung
    27
    Drosselkörper
    28
    Erste Versorgungsbohrung
    29
    Zweite Versorgungsbohrung
    30
    Drosselblech
    31
    Aktuator
    32
    Mittelachse
    33
    Öffnung im Zentralventil
    34
    Öffnung im Zentralventil
    35
    Öffnung im Zentralventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009042202 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Nockenwellensystem (1) mit einer Nockenwelle (18) und einem hydraulischen Nockenwellenversteller (2) zur Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors, mit - einem Stator (3), welcher synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist, und einem verdrehbar zum Stator (3) angeordneten Rotor (4), welcher synchron mit der Nockenwelle (18) drehbar ist, wobei - an dem Stator (3) mehrere Stege (7) vorgesehen sind, welche einen Ringraum (8) zwischen dem Stator (3) und dem Rotor (4) in eine Mehrzahl von Druckräumen (9) unterteilen, wobei - der Rotor (4) eine Rotornabe (5) und eine Mehrzahl von sich aus der Rotornabe (5) radial nach außen erstreckender Flügel (6) aufweist, welche die Druckräume (9) in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckmittelkreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel (13) beaufschlagbaren Arbeitskammern (10, 11) mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen, - einem Druckmittelspeicher (12) zur Bevorratung des hydraulischen Druckmittels (13), wobei der Druckmittelspeicher (12) über einen ersten Druckmittelkanal (20) mit den ersten Arbeitskammern (10) und über einen zweiten Druckmittelkanal (21) mit den zweiten Arbeitskammern (11) hydraulisch verbindbar ist, und wobei - an dem hydraulischen Nockenwellenversteller (2) ein Zentralventil (14) vorgesehen ist, über welches die Ölversorgung der Arbeitskammern (10, 11) sowie des Druckmittelspeichers (12) steuerbar ist, und - einer Druckmittelpumpe (15), über welche der hydraulische Nockenwellenversteller (2) mit Druckmittel (13) versorgt wird; dadurch gekennzeichnet, dass - stromabwärts der Druckmittelpumpe (15) und stromaufwärts des Zentralventils (14) mindestens eine Drossel (24) angeordnet ist, mit welcher der Druckmittelzufluss und/oder der Druckmitteldruck im Zulauf (23) zum Zentralventil (14) begrenzt wird.
  2. Nockenwellensystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (24) in Form eines Drosselspalts (25) ausgebildet ist.
  3. Nockenwellensystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (24) als Drosselbohrung (26) ausgebildet ist.
  4. Nockenwellensystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselbohrung (26) in einem rotationssymmetrischen Drosselkörper (27) ausgebildet ist.
  5. Nockenwellensystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der rotationssymmetrische Drosselkörper (27) als Drosselblech ausgebildet ist.
  6. Nockenwellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nockenwelle (1) mindestens eine Versorgungsbohrung (28, 29) ausgebildet ist, welche die Druckmittelpumpe (15) hydraulisch mit dem Zentralventil (14) verbindet.
  7. Nockenwellensystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nockenwelle (1) eine erste Versorgungsbohrung (28) und eine zweite Versorgungsbohrung (29) ausgebildet sind, wobei die erste Versorgungsbohrung (28) senkrecht zu der zweiten Versorgungsbohrung (29) verläuft.
  8. Nockenwellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (24) als Einlegdrossel in dem Zulauf (23) zum Zentralventil (14) angeordnet ist.
  9. Nockenwellensystem (1) nach Anspruch 6 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegdrossel in einer der Versorgungsbohrungen (28, 29) in der Nockenwelle (18) angeordnet ist.
  10. Nockenwellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (24) am Zentralventil (14) befestigt und diesem unmittelbar vorgeschaltet ist.
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