DE112021002586T5 - Druckbeaufschlagtes Ölreservoir für Nockenwellenversteller - Google Patents

Druckbeaufschlagtes Ölreservoir für Nockenwellenversteller Download PDF

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Abstract

Ein Nockenwellenversteller führt druckbeaufschlagtes Fluid von einem Satz von Kammern, deren Volumen abnimmt, zu einem Reservoir. Schwingungen des Rotors gegenüber dem Stator erzeugen Intervalle, in denen der Druck im Reservoir den Druck im Satz von Kammern übersteigt, deren Volumen zunimmt. Während dieser Intervalle strömt Fluid aus dem Reservoir durch Einwegventile in die Kammern, deren Volumen zunimmt. Die Druckbeaufschlagung des Reservoirs erhöht das Strömungsvolumen durch die Einwegventile, wodurch die Pumpenströmungsanforderung für den Nockenwellenversteller verringert wird.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Diese Anmeldung beansprucht Priorität gegenüber der am 29. April 2020 eingereichten nicht vorläufigen US-Anmeldung Nr. 16/861352 , deren Offenbarung durch Bezugnahme hierin einbezogen ist
  • Technisches gebiet
  • Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Nockenwellenversteller eines Verbrennungsmotors (IC, internal combustion).
  • Hintergrund
  • 1 veranschaulicht schematisch einen Abschnitt eines Kolbenmotorventilsystems. Die Kurbelwelle 10 dreht sich als Reaktion auf die Verbrennung von Kraftstoff in Zylindern. Das erste Kettenrad 12 ist an der Kurbelwelle 10 befestigt. Das zweite Kettenrad 14 wird durch das erste Kettenrad 12 über die Kette 16 angetrieben. Die relativen Größe der Kettenräder 12 und 14 bewirkt, dass sich das Kettenrad 14 alle zwei Umdrehungen von Kettenrad 12 einmal dreht. Die Nockenwelle 18 wird durch das Kettenrad 14 so angetrieben, dass sie sich alle zwei Umdrehungen von Kurbelwelle 10 einmal dreht. Nocken auf der Nockenwelle 18 betätigen Ventile, die das Strömen von Luft/Kraftstoff-Gemisch in die Zylinder und das Strömen von Verbrennungsprodukten aus den Zylindern zu passenden Zeiten während des Arbeitszyklus ermöglichen.
  • Bei einigen Motoren ist die Nockenwelle 18 fest mit dem Kettenrad 14 gekoppelt. In solchen Systemen öffnen und schließen die Ventile unabhängig von den Betriebsbedingungen an derselben Kurbelwellenposition. Der Motorkonstrukteur muss Ventilöffnungs- und -schließpositionen auswählen, die unter allen Betriebsbedingungen eine akzeptable Leistung bereitstellen. Dies erfordert häufig einen Kompromiss zwischen Positionen, die für Motorstart und Hochgeschwindigkeitsbetrieb optimiert sind.
  • Um Leistung unter variablen Betriebsbedingungen zu verbessern, verwenden einige Motoren einen variablen Nockensteuermechanismus 20, der es einer Steuerung ermöglicht, einen Drehversatz zwischen dem Kettenrad 14 und der Nockenwelle 18 zu variieren.
  • Kurzdarstellung
  • Ein Nockenwellenversteller schließt einen Stator, Rotor, eine erste und zweite Abdeckung, eine Reservoirabdeckung und eine Ventilanordnung ein. Der Rotor ist an einer Nockenwelle befestigt. Die erste und zweite Abdeckung sind am Stator befestigt. Der Stator, der Rotor sowie die erste und zweite Abdeckung definieren A-Kammern und B-Kammern so, dass ein Volumenverhältnis zwischen den A-Kammern und den B-Kammern in Abhängigkeit von einer Drehposition des Rotors relativ zum Stator variiert. Die Reservoirabdeckung bildet mit der ersten Abdeckung ein Fluidreservoir. Die Reservoirabdeckung kann in abdichtendem Kontakt mit dem Rotor stehen. Die Reservoirabdeckung kann drehfest mit dem Rotor verbunden sein und kann in Bezug auf den Stator rutschen. Die Reservoirabdeckung kann mindestens eine Öffnung definieren. Das Fluidreservoir ist mit den A-Kammern und den B-Kammern durch Einwegventile verbunden, die konfiguriert sind, um eine Strömung vom Fluidreservoir, aber nicht zum Reservoir zuzulassen. Die Ventilanordnung ist konfiguriert, um druckbeaufschlagtes Fluid basierend auf einer Position selektiv zu leiten. In einer ersten Position leitet die Ventilanordnung druckbeaufschlagtes Fluid von einer Fluidquelle sowohl zu den A-Kammern als auch den B-Kammern. In einer zweiten Position leitet die Ventilanordnung druckbeaufschlagtes Fluid von der Fluidquelle zu den A-Kammern und leitet druckbeaufschlagtes Fluid von den B-Kammern zum Reservoir. In einer dritten Position leitet die Ventilanordnung druckbeaufschlagtes Fluid von der Fluidquelle zu den B-Kammern und leitet druckbeaufschlagtes Fluid von den A-Kammern zum Reservoir. In diesem Zusammenhang bedeutet das Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid von einer Quelle zu einer Senke, dass das Fluid während der gesamten Strecke auf überatmosphärischem Druck gehalten wird. Die Ventilanordnung kann ein Ventilgehäuse einschließen, das sich durch den Rotor erstreckt, wobei in diesem Fall die Reservoirabdeckung zwischen den Rotor und das Ventilgehäuse geklemmt sein kann. Fluid kann von der Ventilanordnung zum Reservoir durch Durchgänge strömen, die durch die Reservoirabdeckung und radiale Nuten im Rotor definiert sind. Die Ventilanordnung kann eine Hydraulikeinheit und eine Spule einschließen. Die Hydraulikeinheit kann einen ersten Anschluss aufweisen, der fluidisch mit einer Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der fluidisch mit den A-Kammern verbunden ist, einen dritten Anschluss, der fluidisch mit den B-Kammern verbunden ist, und einen vierten Anschluss, der fluidisch mit dem Reservoir verbunden ist. Die Spule kann sich innerhalb der Hydraulikeinheit befinden. Die Spule kann einen ersten, zweiten, dritten und vierten Steg aufweisen und kann einen internen Durchgang definieren, der einen Raum zwischen dem ersten und zweiten Steg mit einem Raum zwischen dem dritten und vierten Steg verbindet. In der ersten Position können der erste, zweite und dritte Anschluss zwischen dem zweiten und dritten Steg liegen und der vierte Anschluss kann zwischen dem dritten und vierten Steg liegen. In der zweiten Position können der erste und zweite Anschluss zwischen dem zweiten und dritten Steg liegen und der dritte und vierte Anschluss können zwischen dem dritten und vierten Steg liegen. In der dritten Position kann der zweite Anschluss zwischen dem ersten und zweiten Steg liegen, der erste und dritte Anschluss können zwischen dem zweiten und dritten Steg liegen und der vierte Anschluss kann zwischen dem dritten und vierten Steg liegen.
  • Ein Nockenwellenversteller schließt einen Stator, einen Rotor, eine erste und zweite Abdeckung und eine Reservoirabdeckung ein. Der Rotor ist an einer Nockenwelle befestigt. Die erste und zweite Abdeckung sind am Stator befestigt. Der Stator, Rotor sowie die erste und zweite Abdeckung definieren A-Kammern und B-Kammern, wobei ein Volumenverhältnis zwischen den A-Kammern und den B-Kammern in Abhängigkeit von einer Drehposition des Rotors relativ zum Stator variiert. Die Reservoirabdeckung ist am Rotor befestigt und bildet mit der ersten Abdeckung ein Fluidreservoir. Das Fluidreservoir ist mit den A-Kammern und den B-Kammern durch Einwegventile verbunden, die konfiguriert sind, um eine Strömung vom Fluidreservoir, aber nicht zum Reservoir zuzulassen.
  • Ein Verfahren zum Betreiben eines Nockenwellenverstellers schließt das Führen von Fluid ein, um eine aktuelle Nockensteuerung aufrechtzuerhalten und die Nockensteuerung einzustellen. Der Nockenwellenversteller schließt einen Stator und einen Rotor ein, die einen Satz von A-Kammern und einen Satz von B-Kammern definieren. Das Reservoir ist durch Einwegventile mit den A-Kammern und den B-Kammern verbunden. Um die aktuelle Nockensteuerung aufrechtzuerhalten, wird druckbeaufschlagtes Fluid von einer Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid sowohl zu den A-Kammern als auch zu den B-Kammern geführt. Um die Nockensteuerung in einer ersten Richtung einzustellen, wird Fluid von der Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid zu den A-Kammern geführt und unter Druck von den B-Kammern zum Reservoir geführt. Um die Nockensteuerung in einer zweiten Richtung einzustellen, wird Fluid von der Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid zu den B-Kammern geführt und Fluid wird unter Druck von den A-Kammern zum Reservoir geführt. Das Führen des Fluids unter Druck zum Reservoir kann das Führen des Fluids zwischen Nuten des Rotors und einer am Rotor befestigten Reservoirabdeckung einschließen. Das Führen von Fluid unter Druck zum Reservoir kann auch das Führen des Fluids durch einen internen Durchgang in einer Spule einschließen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Veranschaulichung eines Nockenwellenantriebs.
    • 2 ist eine bildliche Ansicht eines Nockenwellenverstellers und einer Nockenwelle.
    • 3 ist eine bildliche Explosionsansicht eines Stators und Rotors eines Nockenwellenverstellers.
    • 4 ist eine erste Querschnittsansicht des Nockenwellenverstellers.
    • 5 ist eine zweite Querschnittsansicht des Nockenwellenverstellers während des Dauerbetriebs.
    • 6 ist eine zweite Querschnittsansicht des Nockenwellenverstellers während der Einstellung in einer ersten Richtung.
    • 7 ist eine zweite Querschnittsansicht des Nockenwellenverstellers während der Einstellung in einer zweiten Richtung.
  • Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin beschrieben. Es sollte klar sein, dass gleiche Bezugszeichen, die in unterschiedlichen Zeichnungsansichten vorkommen, identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente bezeichnen. Ebenso versteht sich, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Elemente zu zeigen. Daher sind bestimmte konstruktive und funktionelle Details, die hierin offenbart sind, nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann zu lehren, die Ausführungsformen auf verschiedene Weise anzuwenden. Wie Fachleute verstehen werden, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Realisierungsformen erwünscht sein.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient der Beschreibung bestimmter Aspekte und soll den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken. Sofern nicht anders definiert, ist sämtlichen hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffen dieselbe Bedeutung eigen, die ihnen der Fachmann auf dem Gebiet allgemein zuschreibt, zu dem diese Offenbarung gehört. Obwohl beliebige Verfahren, Vorrichtungen oder Materialien, die den vorliegend beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, bei der Anwendung oder beim Testen der Offenbarung verwendet werden können, werden nun die folgenden beispielhaften Verfahren, Vorrichtungen und Materialien beschrieben.
  • 2 zeigt einen variablen Ventilsteuermechanismus 20 dar, der als ein Nockenwellenversteller bekannt ist. Ein Kettenrad 14 wird durch die Kurbelwelle über eine Kette angetrieben. Eine Nockenwelle 18 wird durch das Kettenrad 14 mit einem Phasenversatz angetrieben, der durch den Nockenwellenversteller 20 bestimmt wird. Einige Arten von Nockenwellenverstellern können ein Zeitgeberrad 22 einschließen, das am Nockenwellenverstellerrotor befestigt ist, wodurch ein Sensor einen aktuellen Phasenversatz genau messen kann.
  • 3 zeigt zwei Hauptteile des Nockenwellenverstellermechanismus in einer Explosionsansicht. Ein Ölregelventilgehäuse 25 erstreckt sich durch den Nockenwellenversteller 20 in die Nockenwelle 18. Ein Stator 24 ist am Kettenrad 14 befestigt. Ein Rotor 26 ist innerhalb des Stators 24 gelagert. Schaufeln 28 des Rotors 26 sind in Umfangsrichtung mit inneren radialen Vorsprüngen 30 von Stator 24 durchsetzt, um eine Anzahl von Kammern zu definieren. Die Kammern auf einer Seite der Schaufeln werden als A-Kammern bezeichnet, während die Kammern auf der gegenüberliegenden Seite der Schaufeln als B-Kammern bezeichnet werden. Wenn sich der Rotor 26 in Bezug auf den Stator 24 in einer ersten Richtung (z. B. im Uhrzeigersinn) dreht, nimmt das Volumen der A-Kammern zu und das Volumen der B-Kammern nimmt ab. Umgekehrt, wenn sich dagegen der Rotor 26 in Bezug auf den Stator 24 in einer zweiten Richtung (z. B. gegen den Uhrzeigersinn) dreht, nimmt das Volumen der A-Kammern ab und das Volumen der B-Kammern nimmt zu. Wie später erläutert wird, wird diese Beziehung verwendet, um die Drehposition des Rotors in Bezug auf den Stator einzustellen, indem den A-Kammern und B-Kammern Fluid mit unterschiedlichen Drücken zugeführt wird. Hochdruckfluid wird in einen Satz von Kammern gedrückt, wodurch das Volumen zunimmt, während Fluid mit einem niedrigeren Druck aus den gegenüberliegenden Kammern strömen kann, wenn ihr Volumen abnimmt.
  • Die axialen Enden der Kammern sind durch eine vordere Abdeckung 32 und 1 hintere Abdeckung 34 (in späteren Figuren gezeigt) definiert, die durch Schrauben am Stator 24 befestigt sind. In diesem Zusammenhang wird die von der Nockenwelle abgewandte Seite als Vorder- und die zur Nockenwelle gewandte Seite als Rückseite bezeichnet, unabhängig davon, an welchem Ende des Motors die Baugruppe angeordnet ist, oder wie der Motor innerhalb des Fahrzeugs positioniert ist. Zusätzliche Merkmale und Komponenten sichern den Rotor ohne Hydraulikdruck an der vorderen Abdeckung. 4 ist ein konzeptioneller Querschnitt des Nockenwellenversteller-Einstellmechanismus 20. Teile sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet, sondern sollen die Veranschaulichung der Funktionalität erleichtern. Der Querschnitt von 4 ist an einer Umfangsstelle aufgenommen, die veranschaulicht, wie druckbeaufschlagtes Fluid dem Ölregelventil zugeführt wird. Einige Merkmale sind achsensymmetrisch, andere nicht.
  • Eine Reservoirabdeckung 36 ist mit der Vorderseite des Stators verbunden und erzeugt zusammen mit einer vorderen Abdeckung 32 ein Fluidreservoir 38. Eine Rückschlagventilplatte 40 ist zwischen der vorderen Abdeckung 32 und dem Stator 24 sandwichartig angeordnet. Löcher in der vorderen Abdeckung und Merkmale der Rückschlagventilplatte erzeugen einen Einwegströmungsweg vom Reservoir 38 zu den A-Kammern und B-Kammern. Wenn der Druck in einer der Kammern unter den Druck im Reservoir fällt, strömt Fluid vom Reservoir zur Niederdruckkammer. Dies kann beispielsweise auftreten, wenn das vom Ventiltrieb auf die Nockenwelle ausgeübte Drehmoment die Nockenwelle kurzzeitig beschleunigt, was eine Beschleunigung des Nockenwellenverstellerrotors und einen Druckabfall in der A-Kammer oder B-Kammer verursacht. Wenn der Druck unter den Druck im Reservoir fällt, strömt Öl aus dem Reservoir, um die Kammer zu füllen, wodurch weiterer Druckabfall verhindert wird. Durch die Verhinderung der Bildung eines Vakuums in den Kammern wird die Einstellung schneller und kontrollierbarer, und es wird Geräusch vermieden.
  • Der Nockenwellenversteller und ein Ende der Nockenwelle werden von einer Halterung 42 getragen, die entweder Teil des Motorgehäuses, oder am Motorgehäuse befestigt ist. Der Rotor 26 ist entweder direkt oder über Zwischenkomponenten an der Nockenwelle 18 befestigt. Der Stator 24 ist an der vorderen Abdeckung 32 und der hinteren Abdeckung 34 befestigt. Ein Ölregelventilgehäuse 44 ist an der Nockenwelle 18 befestigt und erstreckt sich durch den Rotor 26, der hohl ist. Eine Reservoirabdeckung 36 ist zwischen den Rotor 26 und das Ölregelventilgehäuse 44 geklemmt. Die Nockenwelle 18, das Ölregelventil 44, der Rotor 26 und die Reservoirabdeckung 36 drehen sich alle als Einheit mit im Wesentlichen derselben Drehzahl und Drehposition, wobei aufgrund der Torsionsnachgiebigkeit eine leichte Wellenverdrehung auftritt. In ähnlicher Weise drehen sich der Stator 24, die hintere Abdeckung 34, die Rückschlagventilplatte 40 und die vordere Abdeckung 32 alle als Einheit.
  • Eine Hydraulikeinheit 46 passt in das hohle Ölregelventilgehäuse 44 und dreht sich damit. Eine Spule 48 passt in die Hydraulikeinheit 46. Ein Zufuhrhohlraum 50 ist zwischen der Hydraulikeinheit 46 und der Spule 48 zwischen Stegen 52 und 54 von Spule 48 ausgebildet. Eine Feder 56 spannt die Spule 48 in Bezug auf die Hydraulikeinheit 46 nach vorne vor. Ein Solenoid (nicht gezeigt) drückt die Spule 48 als Reaktion auf elektrischen Strom nach hinten gegen eine Feder 56. Die axiale Position der Spule 48 wird durch Einstellen der Größe des elektrischen Stroms gesteuert. An der in 4 veranschaulichten Umfangsstelle ist ein Fluiddurchgang 58 zwischen der Hydraulikeinheit 46 und dem Ölregelventilgehäuse 44 ausgebildet. Ein Durchgang 58 leitet druckbeaufschlagtes Fluid von einem hohlen Kern der Nockenwelle 18 in den Hohlraum 50.
  • Die 5-7 sind konzeptionelle Querschnitte des Nockenwellenversteller-Einstellmechanismus, die an einer anderen Umfangsstelle als dem Querschnitt von 4 durchgeführt wurden. Beispielsweise können die Querschnitte von 5-7 in einer Ebene liegen, die um 90 Grad gegenüber dem Querschnitt von 4 versetzt ist. An der Umfangsstelle von 5-7 sind mehrere Fluiddurchgänge ausgebildet. Ein Fluiddurchgang 60 erstreckt sich durch die Hydraulikeinheit 46, das Ölregelventilgehäuse 44 und den Rotor 26 in jede der A-Kammern. In ähnlicher Weise erstreckt sich ein Fluiddurchgang 62 durch die Hydraulikeinheit 46, das Ölregelventilgehäuse 44 und den Rotor 26 in jede der B-Kammern. Schließlich erstreckt sich ein Fluiddurchgang 64 durch die Hydraulikeinheit 46, das Ölregelventilgehäuse 44 und Rotor 26 in das Reservoir 38. Das letzte Segment des Durchgangs 62 wird durch Nuten im Rotor 26 und einer Seite der Reservoirabdeckung 36 ausgebildet.
  • 5 veranschaulicht die Position von Spule 48 während des stationären Betriebs, wobei der Rotor 26 in einer konstanten Drehposition relativ zum Stator 24 verbleibt. Druckbeaufschlagtes Fluid strömt sowohl über den Durchgang 60 zu den A-Kammern als auch über den Durchgang 62 zu den B-Kammern.
  • 6 veranschaulicht die Position von Spule 48, während der Rotor 26 aktiv in die zweite Richtung (z. B. gegen den Uhrzeigersinn) relativ zum Stator 24 gedreht wird. Die Spule 48 wird in diese Position bewegt, indem die vom Magneten ausgeübte Magnetkraft so erhöht wird, dass sich die Feder 56 zusammengedrückt wird, was der Spule 48 ermöglicht, sich nach links zu bewegen. In diesem Zustand wird druckbeaufschlagtes Fluid den B-Kammern über den Hohlraum 50 und den Durchgang 60 zugeführt. Fluid in den A-Kammern wird in den Durchgang 62 freigesetzt, von dem es in eine Kammer 66 zwischen Stegen 54 und 68 strömt. Von der Kammer 66 strömt das Fluid über den Durchgang 64 zum Reservoir 38. Da das Fluid durch die Bewegung des Rotors 26 aktiv aus den A-Kammern gedrückt wird, ist der Druck im Reservoir 38 größer als der Umgebungsdruck. Der Ventiltrieb übt beim Öffnen und Schließen der Ventile ein veränderliches Drehmoment auf die Nockenwelle 18 aus, was dazu führt, dass die Bewegung des Rotors 26 relativ zum Stator 24 ungleichmäßig ist. Während einiger Phasen kann die Bewegung des Rotors 26 schnell genug sein, dass der Druck in den B-Kammern unter den Druck im Reservoir 38 abfällt. Während dieser Zeit strömt Fluid über die Einwegventile in der Ventilplatte 40 in die B-Kammern. Dies reduziert die durchschnittliche Strömungsrate des Fluids in die B-Kammern von Kammer 50. Das ist vorteilhaft, weil es die Verwendung einer kleineren Pumpe mit weniger Luftwiderstand ermöglicht, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. Der Druck in der Kammer 66 drückt etwas Fluid aus dem kleinen Spalt zwischen dem Steg 68 und der Hydraulikeinheit 46 heraus. Außerdem drückt der Druck im Reservoir 38 etwas Fluid zwischen der Reservoirabdeckung 36 und dem Stator 24 heraus. Wenn diese natürlichen Spalte die Strömungsrate aus den A-Kammern übermäßig einschränken, können zusätzliche absichtliche Öffnungen geeigneter Größe in der Reservoirabdeckung 36 ausgebildet werden.
  • 7 veranschaulicht die Position von Spule 48, während der Rotor 26 aktiv in der ersten Richtung (z. B. im Uhrzeigersinn) relativ zum Stator 24 gedreht wird. Die Spule 48 wird in diese Position bewegt, indem der elektrische Strom zum Solenoid verringert wird, sodass die Solenoidfeder 56 die Spule 48 nach rechts drückt. Ein Hohlraum 70 ist zwischen der Hydraulikeinheit 46 und der Spule 48 zwischen Stegen 52 und 72 ausgebildet. Ein Loch verbindet den Hohlraum 70 mit einem hohlen Kern 74 der Spule 48, die wiederum durch ein weiteres Loch mit dem Hohlraum 66 verbunden ist. Von der Kammer 66 strömt das Fluid über den Durchgang 64 zum Reservoir 38. Da das Fluid durch die Bewegung des Rotors 26 aktiv aus B-Kammern gedrückt wird, ist der Druck im Reservoir 38 größer als der Umgebungsdruck. Aufgrund des variablen Ventiltriebdrehmoments kann die Bewegung des Rotors 26 zeitweise schnell genug sein, dass der Druck in den A-Kammern unter den Druck im Reservoir 38 abfällt. In diesen Zeiten strömt Fluid über die Einwegventile in der Ventilplatte 40 in die A-Kammern. Wie vorstehend beschrieben, verringert dies die durchschnittliche Strömungsrate von Fluid in die A-Kammern von der Kammer 50.
  • Bei herkömmlichen Nockenwellenverstellern wird Fluid, das aus den A-Kammern oder B-Kammern ausgestoßen wird, wenn deren Volumen abnimmt, auf Umgebungsdruck ausgestoßen. Von dort wird ein Teil des Fluids im Reservoir aufgefangen und durch die Zentrifugalkraft leicht unter Druck gesetzt, wenn sich die Anordnung dreht. Wenn das Reservoir 38 aktiv unter Druck gesetzt wird, wird der Zeitabschnitt, im Fluid durch das Einwegventil in die Kammern strömt, erhöht.
  • Zwar sind vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Ansprüche umfasst sind. Bei den in der Beschreibung verwendeten Wörtern handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Wörter und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben wurde, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht sind. Zwar hätten verschiedene Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Realisierungsformen nach dem Stand der Technik beschrieben werden können, Fachleute erkennen jedoch, dass bei einem oder mehreren Merkmalen oder Eigenschaften ein Kompromiss eingegangen werden kann, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der konkreten Anwendung und Realisierungsform abhängen. Sofern Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Realisierungsformen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen daher nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können bei bestimmten Anwendungen wünschenswert sein.
  • 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
    • US 16861352 [0001]

Claims (16)

  1. Nockenwellenversteller, umfassend: einen Stator; einen Rotor, der an einer Nockenwelle befestigt ist; eine erste und zweite Abdeckung, die am Stator befestigt sind, wobei der Stator, Rotor sowie die erste und zweite Abdeckung A-Kammern und B-Kammern definieren, wobei ein Volumenverhältnis zwischen den A-Kammern und den B-Kammern in Abhängigkeit von einer Drehposition des Rotors relativ zum Stator variiert; eine Reservoirabdeckung, die mit der ersten Abdeckung ein Fluidreservoir bildet, wobei das Fluidreservoir mit den A-Kammern und den B-Kammern durch Einwegventile verbunden ist, die konfiguriert sind, um eine Strömung vom Fluidreservoir, aber nicht zum Reservoir zuzulassen; und eine Ventilanordnung, die konfiguriert ist zum Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid in einer ersten Position von einer Fluidquelle sowohl zu den A-Kammern als auch zu den B-Kammern, Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid in einer zweiten Position von der Fluidquelle zu den A-Kammern und Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid von den B-Kammern zum Reservoir und Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid in einer dritten Position von der Fluidquelle zu den B-Kammern und Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid von den A-Kammern zum Reservoir.
  2. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, wobei die Reservoirabdeckung in abdichtendem Kontakt mit dem Rotor steht.
  3. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, wobei: die Reservoirabdeckung am Rotor zum gemeinsamen Drehen befestigt ist; und die Reservoirabdeckung relativ zum Stator drehend rutscht.
  4. Nockenwellenversteller nach Anspruch 3, wobei: der Rotor hohl ist; die Ventilanordnung ein Ventilgehäuse einschließt, das sich durch den Rotor erstreckt; und die Reservoirabdeckung zwischen den Rotor und das Ventilgehäuse geklemmt ist.
  5. Nockenwellenversteller nach Anspruch 3, wobei Fluid von der Ventilanordnung zum Reservoir durch Durchgänge strömt, die durch die Reservoirabdeckung und radiale Nuten im Rotor definiert sind.
  6. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, wobei die Reservoirabdeckung mindestens eine Öffnung definiert.
  7. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, wobei die Ventilanordnung umfasst: eine Hydraulikeinheit, die einen ersten Anschluss aufweist, der fluidisch mit einer Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der fluidisch mit den A-Kammern verbunden ist, einen dritten Anschluss, der fluidisch mit den B-Kammern verbunden ist, und einen vierten Anschluss, der fluidisch mit dem Reservoir verbunden ist; und eine Spule innerhalb der Hydraulikeinheit, wobei die Spule einen ersten, zweiten, dritten und vierten Steg aufweist und einen internen Durchgang definiert, der einen Raum zwischen dem ersten und zweiten Steg mit einem Raum zwischen dem dritten und vierten Steg verbindet, wobei: in der ersten Position der erste, zweite und dritte Anschluss zwischen dem zweiten und dritten Steg liegen und der vierte Anschluss zwischen dem dritten und vierten Steg liegt, in der zweiten Position der erste und zweite Anschluss zwischen dem zweiten und dritten Steg liegen und der dritte und vierte Anschluss zwischen dem dritten und vierten Steg liegen und in der dritten Position der zweite Anschluss zwischen dem ersten und zweiten Steg liegt, der erste und dritte Anschluss zwischen dem zweiten und dritten Steg liegen und der vierte Anschluss zwischen dem dritten und vierten Steg liegt.
  8. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, wobei: sich die erste Abdeckung auf einer von Nocken an der Nockenwelle abgewandten Vorderseite des Stators befindet; und sich die zweite Abdeckung auf einer Nocken an der Nockenwelle zugewandten Rückseite des Stators befindet.
  9. Nockenwellenversteller, umfassend: einen Stator; einen Rotor, der an einer Nockenwelle befestigt ist; eine erste und zweite Abdeckung, die am Stator befestigt sind, wobei der Stator, Rotor sowie die erste und zweite Abdeckung A-Kammern und B-Kammern definieren, wobei ein Volumenverhältnis zwischen den A-Kammern und den B-Kammern in Abhängigkeit von einer Drehposition des Rotors relativ zum Stator variiert; und eine Reservoirabdeckung, die am Rotor befestigt ist und mit der ersten Abdeckung ein Fluidreservoir bildet, wobei das Fluidreservoir mit den A-Kammern und den B-Kammern durch Einwegventile verbunden ist, die konfiguriert sind, um eine Strömung vom Fluidreservoir, aber nicht zum Reservoir zulassen.
  10. Nockenwellenversteller nach Anspruch 9, der ferner eine Ventilanordnung umfasst, die konfiguriert ist zum: Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid in einer ersten Position von einer Fluidquelle sowohl zu den A-Kammern als auch zu den B-Kammern; Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid in einer zweiten Position von der Fluidquelle zu den A-Kammern und Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid von den B-Kammern zum Reservoir; und Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid in einer dritten Position von der Fluidquelle zu den B-Kammern und Leiten von druckbeaufschlagtem Fluid von den A-Kammern zum Reservoir.
  11. Nockenwellenversteller nach Anspruch 10, wobei: der Rotor hohl ist; die Ventilanordnung ein Ventilgehäuse einschließt, das sich durch den Rotor erstreckt; und die Reservoirabdeckung zwischen den Rotor und das Ventilgehäuse geklemmt ist.
  12. Nockenwellenversteller nach Anspruch 10, wobei Fluid von der Ventilanordnung zum Reservoir durch Durchgänge strömt, die durch die Reservoirabdeckung und radiale Nuten im Rotor definiert sind.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Nockenwellenverstellers, wobei der Nockenwellenversteller einen Stator und einen Rotor umfasst, die einen Satz von A-Kammern und einen Satz von B-Kammern definieren, wobei das Verfahren umfasst: zum Aufrechterhalten einer aktuellen Nockensteuerung, Führen von Fluid von einer Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid sowohl zu den A-Kammern als auch den B-Kammern; zum Einstellen der Nockensteuerung in einer ersten Richtung, Führen von Fluid von der Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid zu den A-Kammern und Führen von Fluid unter Druck von den B-Kammern zu einem Reservoir, wobei das Reservoir mit den A-Kammern und den B-Kammern durch Einwegventile verbunden ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: zum Einstellen der Nockensteuerung in einer zweiten Richtung, Führen von Fluid von der Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid zu den B-Kammern und Führen von Fluid unter Druck von den A-Kammern zum Reservoir.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Führen des Fluids unter Druck zum Reservoir das Führen des Fluids zwischen Nuten des Rotors und einer am Rotor befestigten Reservoirabdeckung umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Führen von Fluid unter Druck zum Reservoir das Führen des Fluids durch einen internen Durchgang in einer Spule umfasst.
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