DE102018118098A1 - Hydraulischer Nockenwellenversteller mit variabel abschaltbarer Arbeitskammer - Google Patents

Hydraulischer Nockenwellenversteller mit variabel abschaltbarer Arbeitskammer Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und einem in dem Stator (2) verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator (2) mehrere Arbeitskammern (3a, 3b) begrenzenden Rotor (4), wobei in jede Arbeitskammer (3a, 3b) ein Flügel (5a, 5b) des Rotors (4), unter Aufteilung der Arbeitskammer (3a, 3b) in eine erste Teilkammer (6a) und eine zweite Teilkammer (6b), hineinragt, und wobei eine einer ersten Arbeitskammer (3a) zugeordnete Steuerventileinheit (7) vorhanden ist, die zwischen einem Sperrzustand, in dem sie sowohl einen, mit der ersten Teilkammer (6a) der ersten Arbeitskammer (3a) verbundenen, in den Rotor (4) eingebrachten ersten Versorgungskanal (8) als auch einen, mit der zweiten Teilkammer (6b) der ersten Arbeitskammer (3a) verbundenen, in den Rotor (4) eingebrachten zweiten Versorgungskanal (9) von einem Druckmittelzulauf und -ablauf (10a, 10b) trennt, und einem Durchlasszustand, in dem sie den Druckmittelzulauf und -ablauf (10a, 10b) mit der jeweiligen Teilkammer (6a, 6b) der ersten Arbeitskammer (3a) verbindet, umschaltbar ist, wobei der ersten Arbeitskammer (3a) weiterhin ein Bypassventil (11) zugeordnet ist, das derart wirkend eingesetzt ist, dass es die beiden Teilkammern (6a, 6b) der ersten Arbeitskammer (3a) unabhängig von zumindest einer weiteren zweiten Arbeitskammer (3b) in seiner ersten Stellung hydraulisch miteinander verbindet und in seiner zweiten Stellung hydraulisch voneinander abtrennt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller des Flügelzellentyps, mit einem Stator und einem in dem Stator verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator mehrere Arbeitskammern begrenzenden Rotor, wobei in jede Arbeitskammer ein Flügel des Rotors, unter Aufteilung der Arbeitskammer in eine erste Teilkammer und eine zweite Teilkammer, hineinragt, und wobei eine einer ersten Arbeitskammer zugeordnete Steuerventileinheit vorhanden ist, die zwischen einem Sperrzustand, in dem sie sowohl einen, mit der ersten Teilkammer der ersten Arbeitskammer verbundenen, in den Rotor eingebrachten ersten Versorgungskanal als auch einen, mit der zweiten Teilkammer der ersten Arbeitskammer verbundenen, in den Rotor eingebrachten zweiten Versorgungskanal von einem Druckmittelzulauf und -ablauf trennt, und einem Durchlasszustand, indem sie den Druckmittelzulauf und -ablauf mit der jeweiligen Teilkammer der ersten Arbeitskammer verbindet, umschaltbar ist.
  • Gattungsgemäße Nockenwellenversteller sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2009 015 882 A1 einen Nockenwellenversteller mit mindestens zwei Arbeitskammern, denen zur Änderung der Drehwinkellage Drucköl zuführbar ist, wobei mindestens eine der Arbeitskammern abhängig von einem Betriebsparameter durch Absperren der Druckölzufuhr abschaltbar ist.
  • Weiterer Stand der Technik ist mit der DE 10 2012 212 857 A1 , der DE 10 2012 206 562 A1 sowie der DE 10 2011 079 183 A1 bekannt.
  • Bei den bekannten Nockenwellenverstellern besteht jedoch der Nachteil, dass ein Drehmoment-Druck-Verhältnis festgelegt ist. Hierbei gilt es das Drehmoment-Druck-Verhältnis möglichst groß zu wählen, damit der Nockenwellenversteller möglichst stabil betrieben werden kann. Denn bei einem großen Drehmoment-Druck-Verhältnis werden Schwingungen im Nockenwellenversteller möglichst gering gehalten. Bei dem großen Drehmoment-Druck-Verhältnis besteht jedoch der Nachteil, dass die jeweiligen Arbeitskammern möglichst groß gewählt werden müssen, was dazu führt, dass die zumeist relativ klein dimensionierten, den Nockenwellenversteller versorgenden Hydraulikpumpen eine relativ lange Zeitdauer benötigen, um das Hydraulikmittel aus den Teilkammern ab- bzw. in diese hinein zu pumpen. Werden hingegen, um diesem Nachteil entgegen zu wirken, die jeweiligen Arbeitskammern in ihrer Größe kleiner gewählt, nimmt wiederum das Drehmoment-Druck-Verhältnis ab und es können im Betrieb verstärkt Schwingungen im Nockenwellenversteller auftreten.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und einen Nockenwellenversteller zur Verfügung zu stellen, dessen Drehmoment-Druck-Verhältnis variabel einstellbar ist, um auf die unterschiedlichen Betriebszustände des Nockenwellenverstellers geschickt zu reagieren.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der ersten Arbeitskammer ein Bypassventil zugeordnet ist, das derart wirkend eingesetzt ist, dass es die beiden Teilkammern der ersten Arbeitskammer unabhängig von zumindest einer weiteren zweiten Arbeitskammer in seiner ersten Stellung hydraulisch miteinander verbindet und in seiner zweiten Stellung hydraulisch voneinander abtrennt.
  • Demnach sind die beiden Teilkammern der zweiten Arbeitskammer unabhängig von der Stellung des Bypassventils verlässlich voneinander abgetrennt, während die Teilkammern der ersten Arbeitskammer individuell und unabhängig von denen der zweiten Arbeitskammer miteinander verbindbar oder voneinander trennbar sind. Dadurch wird ein hinsichtlich seines Drehmoment-Druck-Verhältnisses einstellbarer Nockenwellenversteller zur Verfügung gestellt.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
  • Das Bypassventil ist bevorzugt in dem Rotor integriert, wodurch der Nockenwellenversteller noch kompakter ausgebildet ist. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, das Bypassventil in dem Stator zu integrieren.
  • In diesem Zusammenhang ist es weiterhin zweckmäßig, wenn das Bypassventil in dem der ersten Arbeitskammer zugeordneten (ersten) Flügel des Rotors integriert ist. Dadurch ist das Bypassventil besonders bauraumsparend eingesetzt.
  • Das Bypassventil an sich weist in vorteilhafter Weise einen (ersten) Ventilkörper auf, der einen ihn quer durchdringenden Durchgangskanal aufweist, wobei dieser Durchgangskanal in der ersten Stellung des Bypassventils mit Anschlüssen der beiden Teilkammern der ersten Arbeitskammer hydraulisch verbunden ist. Dadurch wird der Aufbau des Bypassventils möglichst einfach gehalten. In der zweiten Stellung des Bypassventils ist der Durchgangskanal entlang einer Längsachse des ersten Ventilkörpers beabstandet / versetzt zu den Anschlüssen angeordnet, sodass die Anschlüsse voneinander abgetrennt sind. Der erste Ventilkörper ist bevorzugt über ein (erstes) Federelement in seine erste Stellung hinein vorgespannt.
  • Das Bypassventil ist vorteilhafterweise über einen unabhängig von den ersten und zweiten Versorgungskanälen ausgebildeten Steuerkanal ansteuerbar. Der Steuerkanal ist vorzugsweise, insbesondere bei Integration des Bypassventils in den Rotor, in dem Rotor getrennt von den Versorgungskanälen eingebracht.
  • Der Steuerkanal mündet bevorzugter Weise in einen, auf eine Stirnseite des Ventilkörpers des Bypassventils wirkenden Druckraum ein. Dadurch wird der Aufbau des Bypassventils einfach gehalten.
  • Des Weiteren ist es hinsichtlich der Steuerventileinheit von Vorteil, wenn diese in einen Nabenkörper des Rotors eingesetzt ist. Die Steuerventileinheit befindet sich somit bevorzugt in Bezug auf eine Drehachse des Rotors radial innerhalb des Bypassventils. Dadurch ist eine platzsparende Ausbildung des Nockenwellenverstellers realisiert.
  • Weist die Steuerventileinheit einen auf die Versorgungskanäle beider Teilkammern der ersten Arbeitskammer einwirkenden (zweiten) Ventilkörper auf, wird der Aufbau weiter vereinfacht.
  • In diesem Zusammenhang ist es weiterhin von Vorteil, wenn der Ventilkörper der Steuerventileinheit zwei ihn quer durchdringende Durchgangskanäle aufweist, welche Durchgangskanäle jeweils in dem Durchlasszustand der Steuerventileinheit einen Hydraulikmitteldurchlass durch eine der beiden Versorgungskanäle (hin zu einem Druckmittelzulauf oder einem Druckmittelablauf oder von dem Druckmittelzulauf oder dem Druckmittelablauf zu den Teilkammern hin) ermöglicht. Dadurch ist auch die Steuerventileinheit nochmals deutlich kompakter realisiert.
  • Ist die Steuerventileinheit ebenfalls über den auf das Bypassventil einwirkenden Steuerkanal ansteuerbar, d. h. hydraulisch mit diesem verbunden, wird der Aufbau weiter vereinfacht.
  • Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn eine Verriegelungseinrichtung vorhanden ist, über die der Rotor relativ zu dem Stator drehfest koppelbar ist, wobei ein Sperrstift der Verriegelungseinrichtung in einem der zweiten Arbeitskammer zugeordneten (zweiten) Flügel des Rotors aufgenommen ist. Somit ist die Verriegelungseinrichtung getrennt von dem Bypassventil sowie der Steuerventileinheit eingesetzt.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn einer weiteren Arbeitskammer oder mehreren weiteren Arbeitskammern, etwa eine dritten und/oder einer vierten Arbeitskammer, ein einzelnes oder gemeinsames Bypassventil zugeordnet ist / sind, das wie das zuvor genannte Bypassventil funktioniert und wirkt.
  • In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein hinsichtlich seines Drehmoment-Druck-Verhältnisses variabel einstellbares Nockenwellenverstellsystem realisiert. Es sind Steuerungsstifte (Steuerventileinheit sowie Bypassventil) zum Aktivieren / Deaktivieren von Arbeitskammern vorhanden.
  • Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei ein in dem Nockenwellenversteller eingesetztes Bypassventil sowie eine Steuerventileinheit schematisch hinsichtlich ihrer bevorzugten Lage dargestellt sind,
    • 2a eine Schnittdarstellung des in 1 eingesetzten, in seiner ersten Stellung angeordneten Bypassventils,
    • 2b eine Schnittdarstellung des in 1 eingesetzten, in seiner zweiten Stellung angeordneten Bypassventils,
    • 3a eine Schnittdarstellung der in 1 eingesetzten, einen Sperrzustand umsetzenden Steuerventileinheit,
    • 3b eine Schnittdarstellung der in 1 eingesetzten, einen Durchlasszustand umsetzenden Steuerventileinheit,
    • 4 eine schematische Ansicht eines in einem Betrieb mit dem Nockenwellenversteller nach 1 zusammenwirkenden Zentralventils,
    • 5 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Verlaufes eines Durchflusses an Hydraulikmittel relativ zu einem das Zentralventil nach 4 ansteuernden elektrischen Stromes,
    • 6a eine Schnittansicht des detaillierter dargestellten Zentralventils nach 4, wobei sich das Zentralventil in seiner (unbestromten) Grundstellung befindet, in der eine erste Teilkammer einer ersten Arbeitskammer des Nockenwellenverstellers sowie ein auf das Bypassventil wirkender Steuerkanal mit einem Druckmittelablauf / Tank verbunden sind und eine zweite Teilkammer der ersten Arbeitskammer mit einem Druckmittelzulauf / einer Pumpe verbunden ist,
    • 6b eine Schnittansicht des Zentralventils ähnlich zu 6a, wobei sich das Zentralventil nun in einer Mittenposition befindet, in der sowohl die erste Teilkammer als auch die zweite Teilkammer der ersten Arbeitskammer von dem Tank und der Pumpe abgetrennt sind und der Steuerkanal, zur Ansteuerung des Bypassventils, pumpenseitig weiter verbunden ist, und
    • 6c eine Schnittansicht des Zentralventils ähnlich zu 6a, wobei sich das Zentralventil nun in einer vollbestromten Stellung befindet, in der die erste Teilkammer der ersten Arbeitskammer pumpenseitig und die zweite Teilkammer tankseitig angeschlossen ist, wobei der Steuerkanal wiederum tankseitig angeschlossen ist.
  • Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen daher ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist ein prinzipieller Aufbau eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 des Flügelzellentyps veranschaulicht. Der Nockenwellenversteller 1 weist auf typische Weise einen Stator 2 auf, der zusammen mit einem relativ zu ihm verdrehbar angeordneten Rotor 4 mehrere, hier vier, in Umfangsrichtung verteilte Arbeitskammern 3a, 3b, 3c, 3d einschließt. Der Nockenwellenversteller 1 dient auf typische Weise in seinem Betrieb zum Einstellen von Steuerzeiten verschiedener Gaswechselventile einer Verbrennungskraftmaschine. Der Rotor 4 ist daher im Betrieb drehfest mit einer Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine weiter verbunden, wohingegen der Stator 2 mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine drehgekoppelt ist. Der Rotor 4 ist in einem beschränkten Winkelbereich relativ zu dem Stator 2 um eine zentrale Drehachse 22 des Nockenwellenverstellers 1. Zum Ansteuern des Nockenwellenverstellers 1 ist auf typische Weise ein beispielsweise nach 4 umgesetztes Zentralventil 23 eingesetzt, das in dem Betrieb zusammen mit dem Nockenwellenversteller 1 ein Nockenwellenverstellsystem bildet.
  • In einer Umfangsrichtung des Stators 2 (in Bezug auf die Drehachse 22 gesehen) sind die Arbeitskammern 3a, 3c, 3b, 3d über in radialer Richtung nach innen abstehende Stege 24 des Stators 2, die dicht an einer radialen Außenseite eines Nabenkörpers 16 des Rotors 4 anliegen, voneinander abgetrennt / abgedichtet. Von dem ringförmigen Nabenkörper 16 des Rotors 4 steht wiederum je Arbeitskammer 3a, 3b, 3c, 3d ein Flügel 5a, 5b, 5c, 5d ab. Jeder der Flügel 5a, 5b, 5c, 5d ist einer Arbeitskammer 3a, 3b, 3c, 3d zugeordnet und unterteilt diese Arbeitskammer 3a, 3b, 3c, 3d wiederum in zwei Teilkammern 6a, 6b, welche Teilkammern 6a, 6b zur Einstellung der Steuerzeiten in ihrer Größe relativ zueinander einstellbar sind.
  • Es fällt zudem auf, dass eine erste Arbeitskammer 3a sowie eine um etwa 180° zu der ersten Arbeitskammer 3a in Umfangsrichtung / entlang des Umfangs versetzt angeordnete zweite Arbeitskammer 3b in ihrer Größe im Wesentlichen gleich groß sind. Eine dritte Arbeitskammer 3c und eine vierte Arbeitskammer 3d sind jeweils kleiner als die ersten und zweiten Arbeitskammern 3a und 3b umgesetzt und untereinander ebenfalls in der Größe im Wesentlichen gleich ausgebildet. Die beiden dritten und vierten Arbeitskammern 3c und 3d sind wiederum in Umfangsrichtung um etwa 180° zueinander versetzt angeordnet.
  • Jede Arbeitskammer 3a, 3c, 3b, 3d, wie nachfolgend stellvertretend für alle Arbeitskammern 3a, 3c, 3b, 3d anhand der ersten Arbeitskammer 3a beschrieben, weist zwei Versorgungskanäle 8, 9 auf. Ein erster Versorgungskanal 8 mündet zu einer ersten Umfangsseite hin, neben dem ersten Flügel 5a, in die erste Teilkammer 6a, wohingegen ein zweiter Versorgungskanal 9 zu einer, der ersten Umfangsseite abgewandten, zweiten Umfangsseite hin, neben dem ersten Flügel 5a, in die zweite Teilkammer 6b einmündet. Die ersten und zweiten Versorgungskanäle 8, 9 sind getrennt voneinander in den Rotor 4, nämlich den Nabenkörper 16 radial durchdringend, eingebracht. Die ersten und zweiten Versorgungskanäle 8, 9 münden in eine zentrale Durchgangsöffnung 25, um von dort im Betrieb mit dem in 4 dargestellten Zentralventil 23 des Nockenwellenverstellers 1 zusammenzuwirken. Das Zentralventil 23 ist dabei, wie nachfolgend näher beschrieben, in unterschiedliche Stellungen verfahrbar, um die Teilkammern 6a, 6b in Abhängigkeit der Stellung des Zentralventils 23 mit einem Druckmittelzulauf 10a oder einem Druckmittelablauf 10b zu verbinden oder von diesen abzutrennen.
  • Erfindungsgemäß ist nun, ausschließlich auf die erste Arbeitskammer 3a einwirkend, ein Bypassventil 11 eingesetzt. Dieses Bypassventil 11 ist erfindungsgemäß so eingesetzt, dass es die beiden Teilkammern 6a, 6b der ersten Arbeitskammer 3a in seiner ersten Stellung gemäß 2a miteinander verbindet und somit die erste Arbeitskammer 3a deaktiviert. Das Bypassventil 11 ist in dieser Ausführung in dem ersten Flügel 5a integriert, kann jedoch gemäß weiteren Ausführungen prinzipiell auch an anderen Bereichen des Rotors 4 oder im Stator 2 eingesetzt sein.
  • Der nähere Aufbau des Bypassventils 11 wird im Hinblick auf die 2a und 2b ersichtlich. Das Bypassventil 11 weist einen stiftförmigen (ersten) Ventilkörper 12 auf, der in einem Aufnahmeloch 26 des ersten Flügels 5a verschiebbar aufgenommen ist. Der Ausgangszustand (die Ruhestellung) des Bypassventils 11 ist die erste Stellung nach 2a, die über ein erstes Federelement 20 abgestützt ist. Das erste Federelement 20 ist eine Schraubendruckfeder. Der erste Ventilkörper 12 weist einen ihn quer zu seiner Längsachse 29 / Verschieberichtung durchdringenden (ersten) Durchgangskanal 13a auf. In der ersten Stellung nach 2a ist der der erste Ventilkörper 12 so angeordnet, dass der erste Durchgangskanal 13a mit Anschlüssen 14a und 14b seitens der Teilkammern 6a, 6b der ersten Arbeitskammer 3a verbunden ist. Somit ist in dieser ersten Stellung die erste Teilkammer 6a über den ersten Anschluss 14a sowie den ersten Durchgangskanal 13a mit dem seitens der zweiten Teilkammer 6b hydraulisch verbundenen zweiten Anschluss 14b verbunden.
  • In seiner zweiten Stellung gemäß 2b ist das Bypassventil 11, durch einen Steuerkanal 15 entgegen der Vorspannkraft des ersten Federelementes 20 mit Druck beaufschlagt. Der Steuerkanal 15 ist an einen, auf einer dem ersten Federelement 20 entlang der Längsachse 29 abgewandten Seite des ersten Ventilkörpers 12 angeordneten / wirkenden (ersten) Druckraum 27 angeschlossen. In der zweiten Stellung ist der Steuerkanal 15 derart mit Druck beaufschlagt, dass der erste Ventilkörper 12 entgegen der wirkenden Vorspannkraft des ersten Federelementes 20 verfahren ist und die beiden Anschlüsse 14a und 14b hydraulisch voneinander und somit die beiden Teilkammern 6a, 6b voneinander abgetrennt sind.
  • Der Steuerkanal 15 ist in dieser Ausführung ebenfalls in den Rotor 4, d. h. sowohl in den Nabenkörper 16 als auch in den ersten Flügel 5a, eingebracht und mündet zentral in die Durchgangsöffnung 25, um im Betrieb ebenfalls durch das Zentralventil 23 mit Hydraulikmittel versorgt zu werden. Hierbei wird aus den 6a bis 6c deutlich, dass sich das Bypassventil 11 in einer in 6b gezeigten Mittenposition des Zentralventils 23, wie auch in 1 zu erkennen ist, in der zweiten Stellung befindet. Diese Mittenposition stellt jene Position dar, in der gleichzeitig die Teilkammern 6a, 6b von dem Druckmittelzulauf und -ablauf 10a, 10b abgetrennt sind.
  • Die Abtrennung der Teilkammern 6a, 6b erfolgt, wie ebenfalls in 1 angedeutet und in den 3a und 3b näher zu erkennen, über eine ebenfalls als Ventil ausgebildete Steuerventileinheit 7. Diese Steuerventileinheit 7 ist ebenfalls in zwei verschiedene Stellungen verbringbar. In einer ersten Stellung nach 3a ist ein Sperrzustand der Steuerventileinheit 7 umgesetzt. Hierbei wird sowohl der erste Versorgungskanal 8 als auch der zweite Versorgungskanal 9 hydraulisch unterbrochen, um die jeweilige Teilkammer 6a und 6b der ersten Arbeitskammer 3a von dem Druckmittelzulauf und -ablauf 10a, 10b abzutrennen. Dieser Sperrzustand ist als eine Ruhestellung / Grundstellung umgesetzt und folglich die über ein zweites Federelement 21 in Form einer Schraubendruckfeder abgestützt.
  • Der Aufbau der Steuerventileinheit 7 ist ähnlich zu dem Bypassventil 11, wobei die Steuerventileinheit 7 ebenfalls einen stiftförmigen (zweiten) Ventilkörper 17 aufweist, der in einem Aufnahmeloch 26 des Nabenkörpers 16 verschiebbar ist. Der zweite Ventilkörper 17 weist entlang seiner Längsachse 30 / Verschieberichtung zwei zueinander beabstandete (zweite und dritte) Durchgangskanäle 13b, 13c auf. Jedem Versorgungskanal 8, 9 ist einer der Durchgangskanäle 13b, 13c zugeordnet. Auf den zweiten Ventilkörper 17 wirkt ebenfalls der Steuerkanal 15 hydraulisch ein. Der Steuerkanal 15 ist an einen, auf einer dem zweiten Federelement 21 entlang der Längsachse 30 abgewandten Seite des ersten Ventilkörpers 12 angeordneten / wirkenden (zweiten) Druckraum 28 angeschlossen.
  • In einer in 3b dargestellten zweiten Stellung der Steuerventileinheit 7 (Durchlasszustand) ist der Steuerkanal 15 so mit Druck beaufschlagt, dass der zweite Ventilkörper 17 entgegen der wirkenden Vorspannkraft des zweiten Federelementes 21 verfahren ist und die beiden Teilkammern 6a und 6b hydraulisch mit dem Druckmittelzulauf und -ablauf 10a, 10b verbindet. Diese zweite Stellung der Steuerventileinheit 7 ist somit gleichzeitig mit der zweiten Stellung des Bypassventils 11 umgesetzt. Somit sind die Versorgungskanäle 8, 9 in einer zweiten Stellung der Steuerventileinheit 7 nicht mehr unterbrochen und je nach Stellung des Zentralventils 23 ansteuerbar.
  • In den beiden weiteren Stellungen des Zentralventils 23 gemäß 6a und 6c sind auf übliche Weise die beiden Teilkammern 6a, 6b jeder Arbeitskammer 3a bis 3d mit einem Druckmittelzulauf 10a, d. h. einer Pumpenseite, oder einem Druckmittelablauf 10b, d.h. einer Tankseite, weiter verbunden, um die Verstellung des Nockenwellenverstellers 1 umzusetzen.
  • Gemäß 5 ergibt sich somit für die erfindungsgemäße Umsetzung eine Abhängigkeit zwischen einem Durchfluss an Hydraulikmittel von einem das Zentralventil 23 (als Magnetventil ausgebildet) ansteuernden elektrischen Strom.
  • Zurückkommend auf 1 sei zudem darauf hingewiesen, dass der Nockenwellenversteller 1 zusätzlich eine, der zweiten Arbeitskammer 3b zugeordnete Verriegelungseinrichtung 18 aufweist. Ein Sperrstift 19 der Verriegelungseinrichtung 18, der in einer Sperrstellung der Verriegelungseinrichtung 18 den Rotor 4 relativ zu dem Stator 2 drehfest festlegt, ist in dem zweiten Flügel 5b verschiebbar angeordnet.
  • In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Nockenwellenversteller 1 / Nockenwellenverstellsystem mit einem variablen Drehmoment-Druck-Verhältnis umgesetzt, das während eines Nockenwellenverstellens zu einem kleineren Drehmoment-Druck-Verhältnis-Modus und in einer Ansteuerungsposition des Nockenwellenverstellers 1 zu einem größeren Drehmoment-Druck-Verhältnis-Modus umgeschaltet werden kann. Der Rotor 4 des Nockenwellenverstellers 1 wird bevorzugt mit drei Ölkanälen (Ölkanäle für die Kammern A und B / Versorgungskanäle 8, 9 sowie Steuerkanal 15) sowie die Steuerungspins (Ventilkörper 12, 17) ausgestaltet. Es können eine oder mehr als eine Kammer 3a, 3b, 3c, 3d mit diesen Steuerpins 12, 17 zum Deaktivieren oder Aktivieren der entsprechenden Kammern 3a, 3b, 3c, 3d, je nach Bedarf, vorgesehen werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Nockenwellenversteller
    2
    Stator
    3a
    erste Arbeitskammer
    3b
    zweite Arbeitskammer
    3c
    dritte Arbeitskammer
    3d
    vierte Arbeitskammer
    4
    Rotor
    5a
    erster Flügel
    5b
    zweiter Flügel
    5c
    dritter Flügel
    5d
    vierter Flügel
    6a
    erste Teilkammer
    6b
    zweite Teilkammer
    7
    Steuerventileinheit
    8
    erster Versorgungskanal
    9
    zweiter Versorgungskanal
    10
    Druckmittelzulauf oder -ablauf
    11
    Bypassventil
    12
    erster Ventilkörper
    13a
    erster Durchgangskanal
    13b
    zweiter Durchgangskanal
    13c
    dritter Durchgangskanal
    14a
    erster Anschluss
    14b
    zweiter Anschluss
    15
    Steuerkanal
    16
    Nabenkörper
    17
    zweiter Ventilkörper
    18
    Verriegelungseinrichtung
    19
    Sperrstift
    20
    erstes Federelement
    21
    zweites Federelement
    22
    Drehachse
    23
    Zentralventil
    24
    Steg
    25
    Durchgangsöffnung
    26a
    Aufnahmeloch
    26b
    zweites Aufnahmeloch
    27
    erster Druckraum
    28
    zweiter Druckraum
    29
    Längsachse des ersten Ventilkörpers
    30
    Längsachse des zweiten Ventilkörpers
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009015882 A1 [0002]
    • DE 102012212857 A1 [0003]
    • DE 102012206562 A1 [0003]
    • DE 102011079183 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1) des Flügelzellentyps, mit einem Stator (2) und einem in dem Stator (2) verdrehbar aufgenommenen, mit dem Stator (2) mehrere Arbeitskammern (3a, 3b) begrenzenden Rotor (4), wobei in jede Arbeitskammer (3a, 3b) ein Flügel (5a, 5b) des Rotors (4), unter Aufteilung der Arbeitskammer (3a, 3b) in eine erste Teilkammer (6a) und eine zweite Teilkammer (6b), hineinragt, und wobei eine einer ersten Arbeitskammer (3a) zugeordnete Steuerventileinheit (7) vorhanden ist, die zwischen einem Sperrzustand, in dem sie sowohl einen, mit der ersten Teilkammer (6a) der ersten Arbeitskammer (3a) verbundenen, in den Rotor (4) eingebrachten ersten Versorgungskanal (8) als auch einen, mit der zweiten Teilkammer (6b) der ersten Arbeitskammer (3a) verbundenen, in den Rotor (4) eingebrachten zweiten Versorgungskanal (9) von einem Druckmittelzulauf und -ablauf (10a, 10b) trennt, und einem Durchlasszustand, in dem sie den Druckmittelzulauf und -ablauf (10a, 10b) mit der jeweiligen Teilkammer (6a, 6b) der ersten Arbeitskammer (3a) verbindet, umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Arbeitskammer (3a) weiterhin ein Bypassventil (11) zugeordnet ist, das derart wirkend eingesetzt ist, dass es die beiden Teilkammern (6a, 6b) der ersten Arbeitskammer (3a) unabhängig von zumindest einer weiteren zweiten Arbeitskammer (3b) in seiner ersten Stellung hydraulisch miteinander verbindet und in seiner zweiten Stellung hydraulisch voneinander abtrennt.
  2. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (11) in dem Rotor (4) oder dem Stator (2) integriert ist.
  3. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (11) in dem der ersten Arbeitskammer (3a) zugeordneten Flügel (5a) des Rotors (4) integriert ist.
  4. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (11) einen Ventilkörper (12) aufweist, der einen ihn quer durchdringenden Durchgangskanal (13a) aufweist, wobei dieser Durchgangskanal (13a) in der ersten Stellung des Bypassventils (11) mit Anschlüssen (14a, 14b) der beiden Teilkammern (6a, 6b) der ersten Arbeitskammer (3a) hydraulisch verbunden ist.
  5. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (11) über einen unabhängig von den ersten und zweiten Versorgungskanälen (8, 9) ausgebildeten Steuerkanal (15) ansteuerbar ist.
  6. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinheit (7) in einem Nabenkörper (16) des Rotors (4) eingesetzt ist.
  7. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinheit (7) einen auf die Versorgungskanäle (8, 9) beider Teilkammern (6a, 6b) der ersten Arbeitskammer (3a) einwirkenden zweiten Ventilkörper (17) aufweist.
  8. Nockenwellenversteller (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (17) der Steuerventileinheit (7) zwei ihn quer durchdringende Durchgangskanäle (13b, 13c) aufweist, die jeweils in dem Durchlasszustand einen Hydraulikmitteldurchlass durch eine der beiden Versorgungskanäle (8, 9) ermöglichen.
  9. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinheit (7) über den auf das Bypassventil (11) einwirkenden Steuerkanal (15) ansteuerbar ist.
  10. Nockenwellenversteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verriegelungseinrichtung (18) vorhanden ist, über die der Rotor (4) relativ zu dem Stator (2) drehfest koppelbar ist, wobei ein Sperrstift (19) der Verriegelungseinrichtung (18) in einem der zweiten Arbeitskammer (3b) zugeordneten Flügel (5b) des Rotors (4) aufgenommen ist.
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DE102020107603A1 (de) 2020-03-19 2021-09-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors

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