DE19531616A1 - Verstellantrieb für eine Nockenwelle - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verstellan­ trieb für die Drehphase einer Nockenwelle und insbesondere auf einen Verstellantrieb einer Nockenwelle zum zeitlichen Variieren der Ventilbetätigung mit einer in einem Motor ange­ triebenen Nockenwelle.

Die am 15.04.1994 veröffentlichte JP-Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 6-23203 bezieht sich auf einen variablen Nockenwellenver­ steller mit einem Paar axial beabstandeter, ringförmiger Zahnräder, die zwischen koaxialen Treib- und Antriebsgliedern angeordnet und in Eingriff sind. Das Antriebsglied hat die Form eines Ritzels mit einer inneren Gewindeverzahnung, wäh­ rend das getriebene Glied die Form eines Wellenstummels mit einer externen Gewindeverzahnung hat und mittels einer Schraube und einer Vorderabdeckung an einer Nockenwelle befe­ stigt ist. Das Paar der axial beabstandeten, ringförmigen Zahnräder, der Einfachheit halber als vorderes oder äußeres Zahnrad und hinteres oder inneres Zahnrad bezeichnet, weist innere und äußere Verzahnungen auf, die in die äußeren und inneren Gewindeverzahnungen eingreifen. Die vorderen und hin­ teren Zahnräder werden zum Beseitigen eines Zahnspiels durch eine Vielzahl in Winkelrichtung beabstandeter Getriebestifte zueinander beaufschlagt, die in das hintere Zahnrad mit einem Preßsitz eingeordnet sind und Köpfe aufweisen, die Schrauben­ federn zusammendrücken. Um die vorderen und hinteren Zahnrä­ der in einer Richtung axial zu bewegen und das Dreh- Phasenverhältnis zwischen dem Ritzel und dem mit der Nocken­ welle verbundenen Wellenstummel zu ändern, ist benachbart zur Innenfläche des hinteren Zahnrades ein ringförmiger Kolben vorgesehen, der an dem Zahnrad mit einer Vielzahl von in Um­ fangsrichtung beabstandeten Kolbenbolzen gehaltert ist. Die Kolbenbolzen sind an dem ringförmigen Kolben fest angebracht und erstrecken sich nach vorne durch eine Vielzahl von Öff­ nungen des hinteren Zahnrades, derart, daß sie nach vorne ra­ gen und mit der Innenfläche des vorderen Zahnrades in Ein­ griff bringbar sind. Zum Begrenzen der axialen und nach rück­ wärts gerichteten Versetzbewegung des ringförmigen Kolbens von dem hinteren Zahnrad weg, sind um diese Bolzen Schnapp­ ringe montiert. Der ringförmige Kolben trägt eine äußere, um­ fangsseitige Dichtung, die mit einer feinbearbeiteten zylin­ drischen Innenoberfläche des Ritzels in Dichtkontakt steht. Ferner ist am ringförmigen Kolben eine innere umfangsseitig angeordnete Dichtung vorgesehen, die mit der gegenüberliegen­ den, feinbearbeiteten zylindrischen Oberfläche des Wellenstummels in Dichtkontakt ist. Der ringförmige Kolben und sei­ ne äußeren und inneren Umfangsdichtungen kooperieren mit der inneren zylindrischen Oberfläche des Ritzels und der äußeren zylindrischen Oberfläche des Wellenstummels, um eine ringför­ mige Kammer zu begrenzen. Der ringförmige Kolben kann in ei­ ner Bewegungsrichtung unter Ansprechen auf Drucköl in der ringförmigen Kammer axial bewegt werden. Die ringförmige Kam­ mer ist an einer Seite des ringförmigen Kolbens benachbart zum hinteren Zahnrad vorgesehen. Zwischen dem ringförmigen Kolben und einem hinteren Flansch des Wellenstummels ist eine Schrauben-Rückstellfeder vorgesehen, die den ringförmigen Kolben in einer Rückstellrichtung beaufschlagt und die ring­ förmige Kammer zu komprimieren versucht, d. h. in einer Rich­ tung wirkt, die der Druckölbeaufschlagungsrichtung entgegen­ gesetzt ist. Aufgrund der Rückstellfeder werden die Kolben­ bolzen zur Anlage an der Innenfläche des vorderen Zahnrades gezwungen. Die Rückstellbewegung des ringförmigen Kolbens er­ folgt unter Ausschieben des Öls unter Druck aus der ringför­ migen Kammer. Der Durchgang der Kolbenbolzen durch das hinte­ re Zahnrad bis zum Anlage-Eingriff mit dem vorderen Zahnrad schafft einen Vorteil. Während des Hubes des ringförmigen Kolbens in der einen Richtung wird das vordere Zahnrad hinter dem hinteren Zahnrad nachgezogen. Während des Rückstellhubes des ringförmigen Kolbens wird das hintere Zahnrad hinter dem vorderen Zahnrad geschleppt. Aus diesen Gründen wird bei je­ dem Hub des ringförmigen Kolbens der Abstand zwischen dem vorderen und dem hinteren Zahnrad geringfügig vergrößert, und die Kraft zum Aufnehmen des Zahnspiels verringert, was die Reibung reduziert, die der Bewegung des vorderen und des hin­ teren Zahnrades entgegenwirkt.

Solche Ausbildungen werden in der anhängigen US- Patentanmeldung SN 08/406 302 gezeigt, die am 17.03.1995 durch Seÿi Tsuruta angemeldet wurde und auf die hiermit Be­ zug genommen wird. Diese US-Patentanmeldung gehört zu einem Komplex mit korrespondierenden Anmeldungen in Korea und Deutschland, nämlich KR-Patentanmeldung Nr. 95-507 vom 18.03.1995 und DE-P 195 09 845.5 vom 17.03.1995.

Bei der Herstellung variabler Nockenwellenversteller der vor­ erwähnten Art ist außerordentlich hohe Aufmerksamkeit erfor­ derlich bei der Fertigstellung der Komponententeile und bei deren Zusammenbau, um die Ausrichtung eines ringförmigen Kol­ bens relativ zu einem benachbarten hinteren Zahnrad eines Paars ringförmiger Zahnräder einzuhalten, und so unerwünschte Reibung zu vermeiden, die der Bewegung der Kolbenbolzen rela­ tiv zum hinteren Zahnrad entgegenwirken würde.

Im Betrieb des variablen Nockenwellenverstellers der vorer­ wähnten Art wird der Wellenstummel von der Nockenwelle einem wechselnden Drehmoment unterworfen. Dieses sich änderende Drehmoment wird durch eine Schraub-Verzahnungs-Verbindung in einen alternierenden Schub umgewandelt, was das Paar der ringförmigen Zahnräder und des Ritzels zum Vibrieren bringt. Um dieses Problem zu lösen, wurden verschiedene Maßnahmen er­ griffen. Eine bekannte Maßnahme besteht darin, zwischen der vorderen Abdeckung und dem Ritzel einen O-Ring wirkungsmäßig einzusetzen, um eine axiale Vorspannung auf das Ritzel auszu­ üben, das die Geräuschentwicklung reduzieren soll, die durch Kollision zwischen dem Ritzel und den zugehörigen Teilen ent­ steht. Diese Axialkraft baut eine Reibung auf, die der Win­ kelbewegung des Ritzels relativ zur vorderen Abdeckung und dem Wellenstummel entgegengerichtet ist. Das Ausmaß der axialen Vorspannkraft hängt hauptsächlich von der Belastung bzw. der Ablenkungscharakteristik der O-Ring-Dichtung ab und von einem Abstand zwischen dem Grund einer Dichtungsnut für die O-Ringdichtung und dem benachbarten Vorderende einer sich nach vorne erstreckenden Nabe des Ritzels. Wie sehr wohl be­ kannt ist, schafft die O-Ring-Dichtung eine beträchtliche Ra­ te einer Lastzunahme gegen eine Einheitssteigerung der Ablen­ kung über einen vorbestimmten Bereich einer Ablenkung. Es ist deshalb eine strikte Kontrolle dieses Abstands bei der Her­ stellung derartiger variabler Nockenwellenversteller erfor­ derlich.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen varia­ blen Nockenwellenversteller der vorerwähnten Art so zu ver­ bessern, daß trotz einer weniger strikten Ausrichtungskon­ trolle keine unerwünschte Reibung geschaffen wird, die der Bewegung der Kolbenbolzen relativ zu einem Paar ringförmiger Zahnräder entgegenwirkt.

Erfindungsgemäß wird ein variabler Nockenwellenversteller für einen Verbrennungskraftmotor mit einer Nockenwelle angegeben, der aufweist:
Koaxiale treibende und getriebene Glieder, von denen die ge­ triebenen Glieder zu einer gemeinsamen Rotation um eine Achse mit der Nockenwelle verbunden sind;
ein Paar axial beabstandeter ringförmiger Zahnräder, die zwi­ schen den treibenden und getriebenen Gliedern angeordnet und in Eingriff gebracht sind, wobei das Paar der axial beabstan­ deten ringförmigen Zahnräder innere und äußere Verzahnungen besitzen;
Mittel zum gegenseitigen Vorspannen der ringförmigen Zahnrä­ der zum Aufnehmen eines Zahnspiels;
kraftübertragende Einrichtungen zum axialen Bewegen der ring­ förmigen Zahnräder in einer Richtung, um die Phasen-Relation zwischen den treibenden und den getriebenen Gliedern zu vari­ ieren, wobei die krafterzeugenden Einrichtungen einen ring­ förmigen Kolben, eine Kammer an einer Seite des ringförmigen Kolbens und der Kammer unter Druck zugeführtes Öl aufweisen und wobei der ringförmige Kolben axial in der einen Richtung bewegbar ist unter Ansprechen auf der Kammer unter Druck zu­ geführtes Öl, und wobei der ringförmige Kolben eine Vielzahl von Kolbenbolzen aufweist, die eine Vielzahl von Öffnungen eines der ringförmigen Zahnräder durchsetzen;
den ringförmigen Kolben in einer Rückstellrichtung entgegen­ gesetzt zu der erstgenannten Richtung beaufschlagende Rück­ stell-Federeinrichtungen, mit denen das andere der ringförmi­ gen Zahnräder in der Rückstellrichtung bewegbar ist, sobald sich der ringförmige Kolben in der Rückstellrichtung bewegt;
wobei die Kolbenbolzen Abschnitte aufweisen, die so angeord­ net sind, daß sie mit dem einen der ringförmigen Zahnräder in Antriebsrelation kommen, um eine Bewegung der Vielzahl der Bolzen auf das eine der ringförmigen Zahnräder zu übertragen und dieses eine der ringförmigen Zahnräder in der einen Rich­ tung zu bewegen, sobald sich der ringförmige Kolben in dieser einen Richtung bewegt;
wobei jeder der mehreren Öffnungen des einen der ringförmigen Zahnräders so dimensioniert ist, daß sich um den jeweiligen einen der Bolzen ein Spiel derart ergibt, daß das eine der ringförmigen Zahnräder mit der Außenfläche des jeweiligen korrespondierenden Bolzens außer Kontakt gehalten wird.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert. In Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines Längsschnittes eines variablen Nockenwellenverstellers in einer vorderen Extrem­ stellung und mit einem entregten Magnetsteuerven­ til;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilausschnitt, der in Fig. 1 durch einen strichpunktierten Kreis A hervorgehoben ist;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der Ansicht von Fig. 2;

Fig. 4 ein vergrößertes Fragment aus Fig. 1;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht einer Modifikation des variablen Nockenwellenverstellers, bei dem ein Kis­ sen verwendet ist;

Fig. 6 eine fragmentarische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Kissens;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich der Ansicht von Fig. 6 unter Verdeutlichung einer anderen alternativen Ausfüh­ rungsform eines Kissens;

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 1 zu einer ande­ ren Ausführungsform eines variablen Nockenwellen­ verstellers in einer hinteren Extremposition mit einem entregten Magnetsteuerventil; und

Fig. 9 eine vergrößerte fragmentarische Ansicht eines Aus­ schnitts von Fig. 8, wobei jedoch die Teile in ei­ ner anderen und frontalen Extremposition bei erreg­ tem Magnetsteuerventil gezeigt sind.

Gemäß Fig. 1 ist in einem Verbrennungskraftmotor 10 eine durch eine nicht gezeigte Kurbelwelle getriebene Nockenwelle 12 vor­ gesehen. Die Nockenwelle 12 trägt mehrere Nocken (nicht ge­ zeigt) zum Betätigen von Zylindereinlaß- und/oder -auslaßventilen (nicht gezeigt) des Motors auf übliche Weise. Die Nockenwelle 12 ist teilweise durch ein vorderes Lager 14 abgestützt, das vom Motor-Zylinderkopf 16 getragen wird.

Am vorderen, getriebenen Ende der Nockenwelle 12 ist ein varia­ bler Nockenwellenversteller 18 mit einem Ritzel 20 angeordnet. Das Ritzel 20 trägt einen Zahnkranz 22, in den eine Steuerkette (nicht gezeigt) eingreift, um das Ritzel 20 um eine Achse 24 im Drehsinn anzutreiben, die zur Achse der Nockenwelle 12 koaxial liegt. Innerhalb des Zahnkranzes 22 ist eine sich nach hinten erstreckende Nabe 26 sowie eine nach vorwärts erstreckende Nabe 28 vorgesehen. Die sich nach hinten erstreckende Nabe 26 ist mit der sich nach vorne erstreckenden Nabe 28 verbunden, um ei­ ne ringförmige Schulter 27 zu formen. Gemäß Fig. 6 weist die sich nach vorne erstreckende Nabe 28 ein vorderes Ende 29 auf.

Der variable Nockenwellenversteller 18 enthält ferner einen Wellenstummel in Form einer Keilwelle 30 mit einer äußeren ge­ windeartigen Verzahnung 32 benachbart zu einem oder einem vor­ deren Ende 33 und einem hinteren Flansch 34 benachbart zu ande­ ren oder hinteren Ende 35. Der hintere Flansch 34 weist eine bearbeitete Lagerfläche 36 an seinem Außenumfang auf. Zwischen der äußeren gewindeartigen Verzahnung 32 und dem hinteren Flansch 34 befindet sich eine feinbearbeitete zylindrische Oberfläche 38. Das vordere Ende 33 der Keilwelle 30 liegt an einer Innenfläche 39 einer Vorderabdeckung 50 an. Die Abdeckung 40 und die Keilwelle 30 sind durch eine Mittelöffnung 42 am Vorderende der Nockenwelle 12 mittels einer Schraube 45 befe­ stigt.

Die sich nach hinten erstreckende Nabe 26 ist für eine Drehbe­ wegung auf der Lagerfläche 36 des hinteren Flansches 34 ange­ ordnet. Die sich nach vorne erstreckende Nabe 26 reicht zur In­ nenfläche 39 der Abdeckung 40 und ist zu einer Drehbewegung auf einer zylindrischen Innenfläche 45 einer Umfangshülse 46 der Abdeckung 40 getragen. Wie sich am besten aus Fig. 4 entnehmen läßt, steht die sich nach vorne erstreckende Nabe 28 am vorde­ ren Ende 29 an einem Dichtungsring 47 an, der teilweise aus ei­ ner ringförmigen Dichtungsnut 49 vorsteht und unter der Vor­ spannung einer elastischen Dichtung 51 in der Dichtungsnut 49 steht. Die Dichtungsnut 49 ist geformt durch Einschneiden in die Innenfläche 39 der Abdeckung 40, und zwar innen entlang der zylindrischen Innenoberfläche 45 der Umfangshülse 46. Demzufol­ ge, und wie am besten aus Fig. 5 zu entnehmen ist, steht der Dichtungsring 47 teilweise über das Niveau der Innenfläche 39 der Abdeckung 40 vor, um das vordere Ende der sich nach vorne erstreckenden Nabe 28 des Ritzels 20 außer Kontakt mit der In­ nenfläche 39 der Abdeckung 40 zu halten. Das Ritzel 20 ist in axialer Richtung und von der Abdeckung 40 zum hinteren Flansch 34 der Keilwelle 30 vorgespannt, und zwar aufgrund der Vorspan­ nung der elastischen Dichtung 51. Dies hält die ringförmige Schulter 27 mit einer Vorderfläche 53 des hinteren Flansches 34 in Kontakt, wodurch Geräusch reduziert wird, das sich bei einer Kollision zwischen der ringförmigen Schulter 27 und der vorde­ ren Fläche 53 des hinteren Flansches 34 ergeben könnte.

Die Vorspannkraft aufgrund der elastischen Dichtung 51 schafft die Reibung, die einer Drehbewegung des Ritzels 20 relativ zur Abdeckung 40 und zum hinteren Flansch 34 der Keilwelle 30 ent­ gegensteht. Das Ausmaß dieser Vorspannkraft hängt primär von der Belastung, d. h. von der Verformungs- oder Deflektionscha­ rakteristik, der elastischen Dichtung 51, und auch von einem Abstand, der zwischen den Grund der Dichtungsnut 49 und dem Vor­ derende 29 der sich nach vorne erstreckenden Nabe 28 des Rit­ zels 20 vorliegt. Wie sich gut aus Fig. 4 entnehmen läßt, be­ steht die elastische Dichtung 51 aus Gummi oder einem Elasto­ mer. Sie weist eine Mehrzahl von Schenkeln 55 auf. Im Grunde genommen hat sie im Querschnitt eine X-Form. Diese Konfigurati­ on führt zu einer kleinen Zunahmerate der Last gegen eine Ein­ heitszunahme der Deflektion über einen vorbestimmten Deflekti­ onsbereich. Dies reduziert die Variabilität des Ausmaßes der Vorspannkraft der elastischen Dichtung 51 von einem Produkt zu einem anderen, und reduziert die Variabilität der Reibung von einem Produkt zu einem anderen, die der Drehbewegung des Rit­ zels 20 relativ zur Abdeckung 40 und dem hinteren Flansch 34 der Keilwelle 30 entgegenwirkt.

Bei dieser Ausführungsform entspricht das Querschnittsprofil der elastischen Dichtung 51 einem Großbuchstaben X. Das Quer­ schnittsprofil der elastischen Dichtung 51 kann aber auch einem Großbuchstaben Y entsprechen oder kann vier oder mehrere radia­ le oder sich nach außen erstreckende Schenkel haben, die zu ei­ ner Sternform führen.

Die Keilwelle 30, die mit der äußeren gewindeartigen Verzahnung 32 und der zylindrischen Oberfläche 38 geformt ist, erstreckt sich innerhalb der sich nach vorne erstreckenden Nabe 28 mit deren innerem Durchmesser konzentrisch nach vorne. Die sich nach vorne erstreckende Nabe 28 weist eine innenliegende gewin­ deartige Verzahnung 48 auf, die der äußeren gewindeartigen Ver­ zahnung 32 der Keilwelle 30 gegenüberliegt. Die einander gegen­ überliegenden Verzahnungen 32 und 48 haben gegenläufige Stei­ gungswinkel, um die Phasenverstellaktion durchführen zu können.

Zwischen den beiden Verzahnungen 32 und 48 und in diese ein­ greifend sind zwei axial beabstandete ringförmige Zahnräder vorgesehen, die der Einfachheit halber als vorderes oder als äußeres Zahnrad 50 und hinteres oder inneres Zahnrad 52 be­ zeichnet werden. Das hintere Zahnrad 52 liegt näher am hinteren Flansch 34 der Keilwelle 30. Beide Zahnräder 50 und 52 besitzen innere und äußere gewindeartige Verzahnungen, die mit den äuße­ ren und inneren Verzahnungen 32 und 48 der Keilwelle 30 und des Ritzels 20 jeweils in Eingriff stehen. Im besonderen hat das vordere Zahnrad 50 innere und äußere gewindeartige Verzahnungen 54 und 56, während das hintere Zahnrad 52 innere und äußere ge­ windeartige Verzahnungen 58 und 60 aufweist (Schrägverzahnungen).

Die vorderen und hinteren Zahnräder 50 und 52 werden aufeinan­ der zu mittels einer Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Bolzen 62 vorgespannt, die in das hintere Zahnrad 52 mit einem Preßsitz eingepaßt sind und Köpfe 64 aufweisen, die Schrauben­ federn 66 in Vertiefungen 68 an der abgewandten oder Außenseite des vorderen Zahnrads 50 zusammendrücken. Die Bolzen 62 er­ strecken sich durch Öffnungen des vorderen Zahnrades 50. Die Öffnungen sind weit genug, um dem vorderen Zahnrad 50 eine Drehbewegung relativ zum hinteren Zahnrad 52 zu gestatten. Die Verzahnungen der vorderen und hinteren Zahnräder 50, 52 sind derart gegeneinander aus einer Ausrichtung versetzt, daß beim Gegeneinanderdrücken der vorderen und hinteren Zahnräder 50 und 52 die Verzahnungen der vorderen und hinteren Zahnräder 50 und 52 an den entgegengesetzten Seiten der zugehörigen Verzahnungen 32 und 48 angreifen und so das Zahnspiel aufnehmen oder kompensieren, das ansonsten beim Übertragen eines Antriebsdrehmo­ ments zwischen dem Ritzel 20 und der Keilwelle 30 aufträte.

Zwischen der zylindrischen Oberfläche 38 der Keilwelle 30 und der inneren zylindrischen Oberfläche der sich nach vorne er­ streckenden Nabe 28 ist ein ringförmiger Kolben 70 angeordnet, der eine äußere Umfangsdichtung 72 und eine innere Umfangsdich­ tung 74 trägt. Der ringförmige Kolben 70 ist benachbart zur In­ nenseite oder hinteren Fläche des hinteren Zahnrades 52 ange­ ordnet und ist mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung der beabstandeten Kolbenbolzen 76 daran montiert. Die Bolzen 76 sind an dem ringförmigen Kolben 70 befestigt und erstrecken sich durch Öffnungen 77 des hinteren Zahnrades 52 nach vorne, zu einer Anlage gegen die innenseitige oder hintere Fläche des vorderen Zahnrades 50. Wie sich am besten aus Fig. 2 entnehmen läßt, sind die Öffnungen 77 des hinteren Zahnrades 52 weit ge­ nug, um ein zweckmäßiges Spiel um die Kolbenbolzen 76 zu gewäh­ ren. Das hintere Zahnrad 52 berührt demzufolge die Außenflächen des Kolbenbolzens 76 nicht, wodurch eine Fehlausrichtung zwi­ schen dem ringförmigen Kolben 70 und dem hinteren Zahnrad 52 möglich ist. Die vorderen Enden der Kolbenbolzen 76 sind in Vertiefungen 76 untergebracht, die in der äußeren Fläche des hinteren Zahnrades 52 eingeschnitten sind. Schnappringe 80 in­ nerhalb der Vertiefungen 78 sind um die Bolzen 76 montiert bzw. umfassen diese, und sind mit dem jeweiligen Grund jeder Vertie­ fung 78 in Eingriff zu bringen, um die axiale Versetzbewegung des ringförmigen Kolbens 70 von dem hinteren Zahnrad 52 weg zu begrenzen.

Der ringförmige Kolben 70 und die Dichtungen 72, 74 kooperieren mit der zylindrischen Oberfläche 38 der Keilwelle 30 und der benachbarten zylindrischen Innenfläche des Ritzels 20 und be­ grenzen eine ringförmige Kammer 82. Drucköl kann der ringförmi­ gen Kammer 82 durch einen Öldurchgang 84 in der Abdeckung 40 zugeführt werden oder daraus abgelassen werden. Der Öldurchgang 84 führt zu einer äußeren ringförmigen Nut 86 in einer Endhülse 88 der Keilwelle 30 und weiter zu radialen und axialen Passagen 90 und 92 in der Schraube 44 und zu einer radialen Passage 94 in der Nockenwelle 12, die mit einer ringförmigen Nut 96 ver­ bunden ist. Die ringförmige Nut 96 steht durch schematisch an­ gedeutete Ölführungen mit einem Magnetsteuerventil 98 in Ver­ bindung, mittels dessen bei einer Bedienung Öl von einer Ölzu­ fuhr 100 zugeführt oder Öl über eine Rücklaufleitung 102 abgelassen wird, wenn dann gleichzeitig der Zufluß des Öls von der Ölzufuhr 100 blockiert ist. Die äußere ringförmige Nut 86 in der Endhülse 88 ist über eine Vielzahl von Öffnungen 104 mit einer inneren ringförmigen Nut 106 verbunden, die mit den ra­ dialen Passagen 90 der Schraube 44 kommuniziert.

Der ringförmige Kolben 70 wird durch eine schraubenförmige Rückstellfeder 180 in einer Richtung belastet, in der die ring­ förmige Kammer 82 komprimiert wird. Die Rückstellfeder 108 be­ findet sich zwischen dem ringförmigen Kolben 70 und dem hinte­ ren Flansch 34 der Keilwelle 30. Die Rückstellfeder 108 beauf­ schlagt die Kolbenbolzen 76, so daß sie an der innenseitigen oder hinteren Fläche des vorderen Zahnrades 50 anliegen und das vordere Zahnrad 50 gegen die Abdeckung 40 zwingen.

Im Betrieb des variablen Nockenwellenverstellers 80 der soeben beschriebenen Ausführungsform ist in der Aus-Kondition bei entregtem Magnetsteuerventil 98 die Ölzufuhr 100 abgesperrt und über das Steuerventil 98 die ringförmige Kammer 82 mit der Rücklaufleitung 102 verbunden. Es ist deshalb die Rückstellfe­ der 108 in der Lage, den ringförmigen Kolben 70 und die vorde­ ren und hinteren Zahnräder 50, 52 in deren einen oder vorderen Extremposition nahe der Abdeckung 40 zu halten, wobei das Volu­ men der ringförmigen Kammer 82 bei einem Minimum gehalten wird. In dieser Position wird das vordere Zahnrad 50 gegen die Innen­ fläche 39 der vorderen Abdeckung 40 gedrückt. In dieser Positi­ on kann ferner die Nockenwelle 12 durch die vorderen und hinte­ ren Zahnräder 50, 52 in einer verzögerten Phasenrelation zum Ritzel 20 gehalten werden, zur Betätigung der zugehörigen Mo­ tor-Einlaßventile unter gewünschten zeitverzögerten Konditionen (Nachverstellung der Ventilbetätigungszeit).

Wenn die Betriebsbedingungen des Motors es erfordern, eine Vor­ verstellung der Ventilbetätigungszeit der Motor-Einlaßventile einzustellen, dann wird das Magnetventil 98 erregt, um zur Rücklaufleitung 102 abzusperren und die Verbindung von der Druckleitung 100 zur ringförmigen Kammer 82 zu öffnen, und Öl unter Druck in die ringförmige Kammer 82 des variablen Nocken­ wellenverstellers 18 zu führen. Der Öldruck bewegt den ringför­ migen Kolben 70 gegen die Vorspannung der Rückstellfeder 108 in die extreme und gegenüberliegende Position benachbart dem hin­ teren Flansch 34, wobei er das hintere Zahnrad 52 nach dem Ein­ griff der Schnappringe 80 jeweils mit dem Grund der Vertiefun­ gen 78 im hinteren Zahnrad 52 nachschleppt und dann die Kom­ pressionsfedern 66 zusammendrückt, um das vordere Zahnrad 50 zu zwingen, der Bewegung des hinteren Zahnrades zu folgen. Sobald das Magnetventil 98 erregt und somit die Ein-Kondition einge­ stellt ist, wird das hintere Zahnrad 52 gegen eine ringförmige Schulter 112 gedrückt, die zwischen der äußeren gewindeartigen Verzahnung 32 und der zylindrischen Oberfläche 38 der Keilwelle 30 vorgesehen ist. Auf diese Weise können die vorderen und hin­ teren Zahnräder 50, 52 die extreme hintere oder innere Position einhalten, sobald das Magnetventil 98 erregt ist. Aufgrund der gegenläufigen Steigungswinkel der äußeren und inneren gewinde­ artigen Verzahnungen 32 und 48 variiert die Rückwärts- oder Einwärtsbewegung der vorderen und hinteren Zahnräder 50, 52 den Phasenwinkel der Nockenwelle 12 relativ zum Ritzel 20, so daß die zeitliche Steuerung der zugehörigen Motorventile entspre­ chend variiert wird (Vorverstellung der Ventilsteuerzeiten).

Wenn eine Rückkehr zur Nachverstellung der Ventilsteuerung der Einlaßventile gewünscht wird, dann wird dies durch Entregen des Magnetventiles 98 veranlaßt, das die Zufuhr von Öl von der Druckleitung 100 sperrt und die ringförmige Kammer 82 in dem variablen Nockenwellenversteller 18 mit der Rücklaufleitung 102 verbindet, um das Drucköl abzulassen. Die sich vom ringförmigen Kolben 70 wegerstreckenden Kolbenbolzen 76 stehen an dem vorde­ ren Zahnrad 50 an und schieben das vordere Zahnrad 30 mit der Kraft der Rückstellfeder 108 weg, bis die vorderen und hinteren Zahnräder 50, 52 wieder ihre extreme vordere oder äußere Posi­ tion benachbart zur Abdeckung 50 gemäß Fig. 1 einnehmen.

Zusätzlich zu ihrer die Drehphase ändernden Funktion haben die vorderen und hinteren Zahnräder 50, 52 die Aufgabe einer Ein­ richtung, durch die das gesamte Drehmoment vom Ritzel 20 auf die Nockenwelle 12 und in umgekehrter Richtung übertragen wird und zwar über ihre inneren und äußeren Verzahnungen 55, 58 und 56, 60 und die damit zusammenarbeitenden äußeren und inneren gewindeartigen Verzahnungen 32, 48. Der ringförmige Kolben 70 ist keine Einrichtung zum Übertragen eines Drehmoments. Die Fehlausrichtung zwischen den vorderen und hinteren Zahnrädern 50, 52 und deren gegenseitige Vorspannung aufeinander zu durch die Bolzen 62 und die Federn 86 nehmen jedes Zahnspiel in der Verzahnungsverbindung auf, indem die vorderen und hinteren Zahnräder 50, 52 mit einander gegenüberliegenden Zahnflanken der damit in Eingriff stehenden Verzahnungen 32, 48 gezwungen werden, so wie dies vorstehend erläutert wurde.

Die Passungen der Kolbenbolzen 76 in den Öffnungen 77 im hinte­ ren Zahnrad 52, durch welche sich diese in den Eingriff mit dem vorderen Zahnrad 50 erstrecken, schaffen einen wichtigen Vor­ teil. Während des Rückstellhubes aus der Ein-Kondition in die Aus-Kondition (Fig. 1) schafft nämlich das Ziehen des hinteren Zahnrades 52 hinter dem vorderen Zahnrad 50 unter dem Einfluß der Rückstellfeder 108 die Tendenz, den Trennabstand zwischen den vorderen und hinteren Zahnrädern 50, 52 zu vergrößern und dabei die Kraft zum Ausgleich des Zahnflankenspiels zu reduzie­ ren. Dadurch wird die Reibung vermindert, die der Rückstellbe­ wegung der vorderen und hinteren Zahnräder 50, 52 entgegen­ steht. Ferner wird hiermit die Kraft geringer, die für den Rückstellhub erforderlich ist.

Die Schnappringe 18 an den Kolbenbolzen 76 sind während des Rückstellhubes außer Eingriff mit den Grundflächen der Vertie­ fungen 78 des hinteren Zahnrades 52. Jedoch kommen die Schnapp­ ringe 80 mit den Grundflächen der Vertiefungen 78 im hinteren Zahnrad 52 in Eingriff, um eine Antriebsverbindung von den Kol­ benbolzen 76 zum hinteren Zahnrad 52 während des Hubes aus der Aus-Kondition (Fig. 1) in die Ein-Kondition herzustellen. Wäh­ rend dieses Hubes aus der Aus-Kondition in die Ein-Kondition bewirkt die Schleppbewegung des vorderen Zahnrades 50 hinter dem hinteren Zahnrad 52 unter dem Einfluß des ringförmigen Kol­ bens 70 eine Vergrößerung des Abstands zwischen den vorderen und hinteren Zahnrädern 50, 52. Dadurch wird auch die Kraft zum Ausgleichen des Zahnflankenspiels reduziert. Dies führt wieder­ um zu einer Reduktion der Reibung, die der Rückwärtsbewegung der vorderen und hinteren Zahnräder 50, 52 entgegensteht. Als Folge davon ist ein geringerer Öldruck zum Erzeugen dieser er­ forderlichen Kraft nötig.

Fig. 3 illustriert in ausgezogenen Linien, wie der ringförmige Kolben 70 in einer Richtung relativ zum anderen Zahnrad 52 Ex­ zentrizität erzeugt, und zwar aufgrund einer Fehlausrichtung. Hingegen wird in gestrichelten Linien dargestellt, wie der ringförmige Kolben 70 die Exzentrizität in der entgegengesetz­ ten Richtung aufgrund der Fehlausrichtung erzeugt. Aufgrund der Anordnung des Spiels um jeden Kolbenbolzen 76 wird das hintere Zahnrad 52 aus einem Kontakt mit der äußeren Fläche jedes der Kolbenbolzen 76 aufgrund Auftretens der Fehlausrichtung des ringförmigen Kolbens 70 relativ zum hinteren Zahnrad 52 gehal­ ten, wodurch die Reibung zwischen dem hinteren Zahnrad 52 und den Kolbenbolzen 78 eliminiert wird, die ansonsten einer leich­ ten Relativbewegung zwischen dem hinteren Zahnrad 52 und dem Kolben 70 entgegenstünde.

Fig. 5 verdeutlicht eine modifizierte Vorderabdeckung 40A, die zu einer Drehbewegung durch eine Schraube 44 mit der Keilwelle 30 fest verbunden ist. Die modifizierte Abdeckung 40A ent­ spricht im wesentlichen der Abdeckung 40 der Fig. 1, so daß hier die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet werden, um gleiche oder ähnliche Teile und Abschnitte zu bezeichnen.

Im Unterschied zur Abdeckung 40 trägt die modifizierte Abdec­ kung 40A ein Kissen 120, das so angeordnet ist, daß es mit ei­ ner vorderen oder äußeren Fläche 122 eines vorderen ringförmi­ gen Zahnrades 50 in Kontakt bringbar ist. Das Kissen 120, das aus einem elastischen Material wie Gummi hergestellt ist, hat die Form einer ringförmigen Scheibe und ist in einer mittigen Vertiefung 124 eines ringförmigen, scheibenähnlichen Kissenhal­ ters 126 fest aufgenommen. Der Kissenhalter 126 ist an einer Innenfläche 30 der Abdeckung 40A fest angebracht, wobei seine Peripherie gegenüber der zylindrischen Innenfläche 45 einer Um­ fangshülse 46 der Abdeckung 40A beabstandet ist, um einen Teil einer ringförmigen Dichtungsnut 49 zu begrenzen. Der Kissenhal­ ter 120 besitzt eine ebene Innenfläche 128 zwischen seiner Pe­ ripherie und der mittigen Vertiefung 124. Diese innere Fläche 128 berührt ein Vorderende 29 der sich nach vorne erstreckenden Nabe 28 gleitend, um eine Drehbewegung des Ritzels 20 um die Achse 24 relativ zur Abdeckung 40A zuzulassen. Die Anordnung ist so gewählt, daß die Innenfläche die Vorderfläche 122 des vorderen Zahnrades 50 nicht, hingegen das vordere Ende 29 der sich nach vorne erstreckenden Nabe 28 berührt. Das Kissen 120 liegt jedoch der Vorderseite 122 des vorderen Zahnrads 50 ge­ genüber.

Die Anordnung des Kissens 120 verhindert eine Kollision zwi­ schen der Vorderseite 122 des vorderen Zahnrades 50 und der In­ nenfläche 39 der Abdeckung 40A. Die Innenfläche 128 des Kissen­ halters 122 hält das Kissen 120 außer Kontakt mit dem Vorderen­ de 29 der sich nach vorne erstreckenden Nut 28 des Ritzels 20 und nimmt die Belastung und die Spannungen auf, die bei einer relativen Verdrehbewegung des Ritzels 20 gegenüber der Abdec­ kung 40A auftreten. Deshalb verschleißt das Kissen 120 nicht sehr schnell.

Die Fig. 6 und 7 verdeutlichen zwei alternative Ausbildungen von Kissen 120A und 120B.

In Fig. 6 weist das Kissen 120A eine ringförmige Scheibe 130 aus elastischem Material wie Gummi auf. Diese ringförmige Scheibe 130 hat hintere und vordere Oberflächen, die mit äuße­ ren Schichten 132 und 134 eines Kunstharzes jeweils beschichtet sind.

Das Kissen 120B gemäß Fig. 7 weist eine ringförmige Scheibe 136 aus unelastischem Material wie Metall auf. Diese unelastische ringförmige Scheibe 126 hat vordere und hintere Oberflächen, die mit elastischen Schichten 138 und 140 aus Gummi oder dgl., jeweils belegt sind, die ihrerseits wieder durch äußere Schich­ ten 142 und 144 jeweils aus einem Kunstharz bedeckt sind.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 4 passen die Kolbenbol­ zen 76 des ringförmigen Kolbens 70 durch die Öffnungen 77 im hinteren Zahnrad 52 des Paares der axial beabstandeten ringför­ migen Zahnräder 50, 52. Diese Bolzen 76 haben Abschnitte, d. h. Schnappringe 80, die so angeordnet sind, daß sie mit dem hinte­ ren Zahnrad 52 in eine Antriebsrelation bringbar sind, um eine Bewegung der Kolbenbolzen 76 auf das hintere Zahnrad 52 zu übertragen und das hintere Zahnrad 52 zu verstellen, sobald der ringförmige Kolben 70 in dieser einen Richtung unter Ansprechen auf das unter Druck der ringförmigen Kammer 82 zugeführte Öl verstellt wird. Das andere ringförmige Zahnrad, d. h. das vorde­ re Zahnrad 50, ist benachbart zu der dem ringförmigen Kolben 70 abgewandten Seite des hinteren Zahnrads 52 und wird in Richtung auf das hintere Zahnrad 52 durch zugeordnete Kompressionsfedern 66 um die Bolzen 62 beaufschlagt, um das Zahnflankenspiel aus­ zugleichen bzw. zu kompensieren. Die mehreren Kolbenbolzen 76 erstrecken sich in Richtung zum vorderen Zahnrad 50, nachdem sie das hintere Zahnrad 52 durchsetzen, und werden in Anlage­ kontakt mit der Innenfläche des vorderen Zahnrades 50 unter der Vorspannung der Rückstellfeder 108 gehalten, um das vordere Zahnrad 50 zu verstellen, sobald der ringförmige Kolben 70 sich in Rückstellrichtung entgegengesetzt zu seiner Ölbeaufschla­ gungsrichtung bewegt.

Sofern dies gewünscht wird, kann eine ringförmiger Kolben auch zwischen einer vorderen Abdeckung und einem Paar axial beab­ standeter ringförmiger Zahnräder vorgesehen werden. In diesem Fall gehen die Kolbenbolzen durch eine Vielzahl von Öffnungen im hinteren Zahnrad des Paares der ringförmigen Zahnräder hin­ durch. Diese Bolzen weisen Abschnitte auf, die so angeordnet sind, daß sie mit dem hinteren Zahnrad in Antriebsrelation bringbar sind, um eine Bewegung der Kolbenbolzen auf das hinte­ re Zahnrad zu übertragen und das hintere Zahnrad in der einen Richtung unter Ansprechen auf die Ölbeaufschlagung des Kolbens in der ringförmigen Kammer zu verstellen. Das andere ringförmi­ ge Zahnrad, d. h. ein vorderes Zahnrad, ist zwischen dem ring­ förmigen Kolben und dem hinteren Zahnrad angeordnet und wird von dem hinteren Zahnrad weg vorgespannt, um das Zahnflanken­ spiel auszugleichen bzw. zu kompensieren. Dies erfolgt mittels mehrere Kompressionsfedern, die zwischen dem vorderen und dem hinteren Zahnrad angeordnet sind. Die Kolbenbolzen durchsetzen dann Öffnungen im vorderen Zahnrad. Der ringförmige Kolben be­ sitzt eine Druckwirkfläche benachbart zum vorderen Zahnrad und ist mit der äußeren oder vorderen Seite des vorderen Zahnrades in Anlagekontakt gehalten, um das vordere Zahnrad unter der Vorspannung einer Rückstellfeder zu verstellen, sobald sich der ringförmige Kolben in einer Rückstellrichtung entgegengesetzt zur Ölbeaufschlagungsrichtung bewegt.

Diese Kolbenanordnung ist bei der in den Fig. 8 und 9 darge­ stellten Ausführungsform angewendet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird die Nockenwelle 12 zu einem Teil durch eine vorderes Lager 14 auf einem Motorzylinderkopf 16 eines Verbrennungskraftmotors in derselben Weise wie in Fig. 1 abgestützt. Auf dem vorderen Ende der Nockenwelle 12 ist ein variabler Nockenwellenversteller 200 angeordnet, der ein Ritzel 202 aufweist. Das Ritzel 202 ist mit einem Zahnkranz 204 ausge­ stattet, in den zum Antrieb eine Steuerkette (nicht gezeigt) eingreift, um das Ritzel 202 zu drehen. Innerhalb des Zahnkran­ zes 204 sind eine sich nach hinten erstreckende Nabe 206 und eine sich nach vorne erstreckende Nabe 208 vorgesehen. Die sich nach hinten erstreckende Nabe 206 ist mit der sich nach vorne erstreckenden Nabe 208 verbunden, um eine ringförmige Schulter 210 zu bilden.

Der variabel Nockenwellenversteller 200 weist ferner einen Wel­ lenstummel in Form einer Keilwelle 212 auf, an der eine äußere gewindeartige Verzahnung 214 benachbart zu einem hinteren Flansch 216 vorgesehen ist. Der hintere Flansch 216 besitzt ei­ ne feinbearbeitete Lagerfläche 218 an seiner äußeren Periphe­ rie. Zwischen der externen gewindeartigen Verzahnung 214 und einem Vorderende der Keilwelle 212 ist eine feinbearbeitete zy­ lindrische Oberfläche 220 vorgesehen. Obwohl dies nicht gezeigt ist, steht das Vorderende der Keilwelle 212 an einer Innenflä­ che einer vorderen Abdeckung 222 auf dieselbe Weise an, wie das vordere Ende 33 der Keilwelle 30 an der Innenfläche 39 der Vor­ derabdeckung 40 in der Fig. 1. Die Abdeckung 222 und die Keil­ welle 212 sind durch eine zentrale Öffnung 224 mit einer Schraube 226 am Vorderende der Nockenwelle 12 befestigt.

Die sich nach hinten erstreckende Nabe 206 wird auf der Lager­ fläche 218 des hinteren Flansches 216 drehbar abgestützt. Die sich nach vorne erstreckende Nabe 208 erstreckt sich zur Innen­ seite der Abdeckung 220 und ist für eine Drehbewegung auf einer zylindrischen Innenfläche einer Umfangshülse 228 der Abdeckung 222 auf dieselbe Weise abgestützt wie die sich nach vorne er­ streckende Nabe 226 auf der zylindrischen inneren Fläche 45 der Umfangshülse 46 der Abdeckung 40 in Fig. 1.

Die Keilwelle 212 erstreckt sich innerhalb der sich nach vorne erstreckenden Nabe 208 und konzentrisch mit deren Innendurch­ messer nach vorne. An der sich nach vorne erstreckenden Nabe 208 ist eine innere gewindeartige Verzahnung 230 (Schrägverzahnung) vorgesehen, die der äußeren Verzahnung 240 der Keilwelle 212 gegenüberliegt.

Zwischen den beiden Verzahnungen 240 und 230 und mit diesen in Eingriff stehend sind zwei axial beabstandete ringförmige Zahn­ räder angeordnet, die der Einfachheit halber als vorderes Zahn­ rad 232 und hinteres Zahnrad 234 bezeichnet werden, wobei sich das hintere Zahnrad 34 am nächsten zum hinteren Flansch 216 der Keilwelle 212 befindet. Die vorderen und hinteren Zahnräder 232 und 234 tragen innere und äußere gewindeartige Verzahnungen, die mit den äußeren und inneren Verzahnungen 214 und 230 je­ weils in treibendem Eingriff stehen. Im besonderen weist das vordere Zahnrad 232 innere und äußere gewindeartige Verzahnungen 236 und 238 auf, während das hintere Zahnrad 234 innere und äußere gewindeartige Verzahnungen 244 und 246 besitzt.

In Vertiefungen 250 an der inneren oder hinteren Fläche des vorderen Zahnrades 232 sind mehrere Schraubenfedern 248 gehal­ tert, die zwischen den vorderen und hinteren Zahnrädern 232 und 234 zusammengedrückt werden, um diese voneinander weg vorzu­ spannen. Die Verzahnungen der vorderen und hinteren Zahnräder 232, 234 sind nicht korrekt ausgerichtet, so daß die Verzahnun­ gen der vorderen und hinteren Zahnräder 232 und 234 an gegen­ überliegenden Seiten und Flanken der damit zusammenarbeitenden Verzahnungen 214 und 230 angreifen, sobald die vorderen und hinteren Zahnräder 232 und 234 voneinander weg gezwungen wer­ den. Auf diese Weise wird das Zahnflankenspiel aufgenommen, das ansonsten beim Übertragen eines Antriebsdrehmoments zwischen dem Ritzel 202 und der Keilwelle 212 aufträte.

Zwischen der zylindrischen Fläche 220 der Keilwelle 212 und der inneren zylindrischen Oberfläche der sich nach vorne erstrec­ kenden Nut 208 ist ein ringförmiger Kolben 252 angeordnet, der innere und äußere Umfangsdichtungen 254 und 256 an einem ring­ förmigen Scheibenabschnitt 258 trägt. Der ringförmige Kolben 252 ist zwischen der Abdeckung 222 und dem Paar der ringförmi­ gen Zahnräder 50 und 52 angeordnet und besitzt einen Hülsenab­ schnitt 260, der sich von dem Scheibenabschnitt 258 in Richtung zum vorderen Zahnrad 232 erstreckt. Der Hülsenabschnitt 260 des ringförmigen Kolbens 252 besitzt eine innere oder hintere Flä­ che 262, die an der äußeren oder vorderen Seite des vorderen Zahnrades 232 zum anliegenden Eingriff bringbar ist. Der Hül­ senabschnitt 260 besitzt auch eine äußere Umfangsfläche, die von der inneren zylindrischen Oberfläche der sich nach vorne erstreckenden Nabe 208 des Ritzels 202 beabstandet ist, sowie auch eine innere Umfangsfläche, die von der äußeren zylindri­ schen Oberfläche 220 der Keilwelle 212 beabstandet ist.

Der ringförmige Kolben 252 ist an dem hinteren Zahnrad 234 mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Kolbenbolzen 264 montiert. Die Kolbenbolzen 264 sind an dem Hülsenabschnitt 260 des ringförmigen Kolbens 252 befestigt und erstrecken sich durch Öffnungen 266 des vorderen Zahnrades 232 und durch Öff­ nungen 268 des hinteren Zahnrades 234. Die Öffnungen 266 des vorderen Zahnrades 232 und die Öffnungen 168 des hinteren Zahn­ rades 234 sind weit genug, um ein ausreichendes Spiel um die Kolbenbolzen 264 sicherzustellen. Die hinteren und vorderen Zahnräder 234 und 232 berühren die äußeren Flächen der Kolben­ bolzen 264 nicht. Dadurch wird die Fehlausrichtung zwischen dem ringförmigen Kolben 252 und den vorderen und hinteren Zahnrä­ dern 232 und 234 ermöglicht. Fig. 9 verdeutlicht in ausgezoge­ nen Linien eine Fehlausrichtung des ringförmigen Kolbens 252 gegenüber den vorderen und hinteren Zahnrädern 232 und 234. Hingegen ist in Fig. 9 in gestrichelten Linien dargestellt, wie der ringförmige Kolben in Ausrichtung und konzentrisch mit den vorderen und hinteren Zahnrädern 232 und 234 liegt. Rückwärtige Köpfe 270 der Kolbenbolzen 264 greifen jeweils in eine Vertie­ fung 272 ein, die in die innere oder hintere Fläche des hinte­ ren Zahnrades 234 eingeschnitten ist. Dort ist jeweils der Kopf 270 mit dem Grund der Vertiefung 272 in Eingriff bringbar, um die Axial- und Vorwärtsverstellbewegung des ringförmigen Kol­ bens 252 vom vorderen Zahnrad 232 weg zu begrenzen.

Der ringförmige Scheibenabschnitt 258 des ringförmigen Kolbens 252, die Dichtungen 254, 256 und der Hülsenabschnitt 260 des ringförmigen Kolbens 252 begrenzen mit der zylindrischen Ober­ fläche 220 der Keilwelle 212 und der zylindrischen Innenfläche der sich nach vorne erstreckenden Nabe 208 des Ritzels 202 eine ringförmige Kammer 274. Mittels eines radialen Durchgangs 276 in der Keilwelle 212, einer Passage 278, die durch die Schraube 226 in der Mittelöffnung 224 definiert ist und einer zu einer ringförmigen Nut 282 führenden radialen Passage kann der ring­ förmigen Kammer 274 Öl unter Druck zugeführt bzw. Öl abgelassen werden. Die ringförmige Nut 282 ist durch schematisch angedeu­ tete Ölführungen mit einem Magnetsteuerventil 284 verbunden, das im Betrieb eine Verbindung zu einer Druckleitung 286 oder einer Rücklaufleitung 288 herstellt, wobei dann jeweils die Strömung aus der Druckleitung 286 blockiert ist.

Der ringförmige Kolben 252 wird in einer Richtung durch eine Schraubenrückstellfeder 290 beaufschlagt, in der die ringförmi­ ge Kammer 274 verkleinert wird. Die Rückstellfeder 290 er­ streckt sich zwischen der Abdeckung 222 und dem ringförmigen Kolben 252. Die Rückstellfeder 290 zwingt den Hülsenabschnitt 260 des ringförmigen Kolbens 252 in Anlage an die äußere oder vordere Fläche des vorderen Zahnrades 232, so daß das vordere Zahnrad 232 in Richtung zum hinteren Flansch 216 gezwungen wird. Im Betrieb des variablen Nockenwellenverstellers 200 und bei nicht erregtem Magnetsteuerventil 284 sperrt das Magnet­ steuerventil 284 die Verbindung zur Druckleitung 286 ab und öffnet die ringförmige Kammer 274 zur Rücklaufleitung 288. Die Rückstellfeder 290 ist dann in der Lage, den ringförmigen Kol­ ben 252, die vorderen und hinteren Zahnrädern 232, 234 in ihren extremen hinteren oder inneren Positionen nahe dem hinteren Flansch 216 zu halten. In dieser Position sind die Köpfe 270 der Kolbenbolzen 264 gegen den hinteren Flansch 216 gepreßt.

Bei Erregung des Magnetsteuerventils 284 wird die Verbindung zur Rücklaufleitung 288 abgesperrt und eine Verbindung zur Druckleitung 286 hergestellt, um der ringförmigen Kammer 274 Öl unter Druck zuzuführen. Der Öldruck verstellt den ringförmigen Kolben 252 gegen die Vorspannung der Rückstellfeder 290 in die extreme und gegenüberliegende vordere oder äußere Position be­ nachbart zur Abdeckung 222. Nach dem Eingriff jedes Kopfes 270 mit dem Grund seiner Vertiefung 272 im hinteren Zahnrad 234 wird das hintere Zahnrad 234 geschleppt, wobei die Federn 248 zusammengedrückt werden, um das vordere Zahnrad 232 zu zwingen, der Bewegung des hinteren Zahnrades 234 zu folgen (Fig. 9). Auf diese Weise können die vorderen und hinteren Zahnräder 232 und 234 ihre extreme und gegenüberliegende vordere oder äußere Po­ sition immer dann halten, wenn das Magnetsteuerventil 284 er­ regt ist.

Eine Rückstellbewegung zur extrem hinteren oder inneren Positi­ on wird veranlaßt durch Entregen des Magnetsteuerventils 284. Dieses sperrt dann die Ölzufuhr von der Druckleitung 268 und verbindet die ringförmigen Kammer 274 mit der Rücklaufleitung 288, um das Öl abzulassen. Der Hülsenabschnitt 260 des ringför­ migen Kolbens 252 liegt an der Vorderseite des vorderen Zahnra­ des 232 an und schiebt das vordere Zahnrad 232 mit der Kraft der Rückstellfeder 290 weg, bis die vorderen und hinteren Zahn­ räder 232 und 234 ihre extremen rückwärtigen oder inneren Posi­ tionen gemäß Fig. 8 erreicht haben.

Claims (16)

1. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb für einen eine Noc­ kenwelle aufweisenden Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet durch:
Koaxiale treibende und getriebene Glieder (20, 30, 202, 212), von denen die getriebenen Glieder (30, 212) zu einer gemeinsa­ men Drehbewegung um eine Achse (24) an der Nockenwelle (12) be­ festigt sind;
ein Paar zwischen den treibenden und getriebenen Gliedern ange­ ordneter, axial beabstandeter, ringförmiger Zahnräder (50, 52; 232, 234), die innere und äußere Verzahnungen (54, 56, 58, 60; 236, 238, 244, 246) aufweisen und mit den Gliedern in Eingriff stehen;
Einrichtungen (66, 248) zum Vorspannen der ringförmigen Zahnrä­ der (50, 52, 232, 234) zueinander, um ein Zahnflankenspiel aus­ zugleichen;
Antriebseinrichtungen zum axialen Bewegen der ringförmigen Zahnräder (50, 52, 232, 234) in einer Richtung, um das Drehpha­ senverhältnis zwischen den treibenden und getriebenen Gliedern (20, 30, 202, 212) zu variieren, wobei die Antriebseinrichtun­ gen einen ringförmigen Kolben (70, 252), eine Kammer (82, 274) an einer Seite des ringförmigen Kolbens (70, 252) und unter Druck in die Kammer einführbares Öl umfassen, und wobei der ringförmige Kolben (70, 252) in der einen Richtung unter An­ sprechen auf der Kammer unter Druck zugeführtes Öl axial beweg­ bar ist und eine Vielzahl von Bolzen (76, 264) aufweist, die durch mehrere Öffnungen (77, 266) in einem (52, 232) der ring­ förmigen Zahnräder (50, 52, 232, 242) durchgehen und sich zum anderen (50, 234) der ringförmigen Zahnräder erstrecken;
den ringförmigen Kolben (70, 252) in einer Rückstellrichtung entgegengesetzt zur besagten einen Richtung beaufschlagende Rückstellfedereinrichtungen (108, 290), um die Kolbenbolzen (76, 264) in Antriebskontakt mit dem anderen (50, 234) der ringförmigen Zahnräder zu halten und das andere der ringförmi­ gen Zahnräder in der Rückstellrichtung zu verstellen, sobald sich der ringförmige Kolben (70, 252) in der Rückstellrichtung bewegt;
wobei die Kolbenbolzen (76, 264) Abschnitte (80, 270) aufwei­ sen, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie mit dem einen (52, 234) der ringförmigen Zahnräder in Antriebsrelation kommen, um die Bewegung der Kolbenbolzen (76, 264) auf das eine der ringförmigen Zahnräder zu übertragen und dieses eine der ringförmigen Zahnräder in der einen Richtung zu verstellen, so­ fern sich der ringförmige Kolben (70, 252) ebenfalls in dieser einen Richtung bewegt;
wobei jede der mehreren Öffnungen (77, 266) des einen (52, 232) der ringförmigen Kolben (50, 52, 232, 234) so dimensioniert ist, daß um den Kolbenbolzen (76, 264) ein derartiges Umfangs­ spiel gebildet wird, daß das eine (52, 232) der ringförmigen Zahnräder mit der Außenfläche jedes Kolbenbolzens (76, 264) au­ ßer Kontakt gehalten wird.

2. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das getriebene Glied (30, 212) einen Wellenstummel aufweist, der benachbart zu einem Ende eine äuße­ re gewindeartige Verzahnung (32, 236) (Schrägverzahnung) und benachbart zum gegenüberliegenden Ende einen Flansch (94, 216) aufweist, daß zur gemeinsamen Drehbewegung mit der Nockenwelle (12) dem einen Ende des Wellenstummels eine Abdeckung (40, 222) angeordnet und die Abdeckung (40, 222) und der Wellenstummel (30, 212) mit einer Schraube (44, 226) an der Nockenwelle (12) festgelegt sind, und daß der Flansch (34, 316) eine feinbear­ beitete Lagerfläche (36, 218) an seiner äußeren Peripherie auf­ weist, während die Abdeckung (40, 222) eine Umfangshülse (46, 228) mit einer zylindrischen Innenfläche (45) besitzt.

3. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das treibende Glied (20, 202) ein Ritzel aufweist, das eine erste Nabe (28, 208) und eine zweite Nabe (26, 206) besitzt, von denen die zweite Nabe (206, 26) mit der ersten Nabe (28, 208) unter Ausbildung einer ringförmigen Schulter (27, 210) verbunden ist.

4. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Nabe (26, 206) zu einer Umfangsbewegung auf der Lagerfläche (36, 218) des Flansches (34, 216) des Wellenstummels (30, 212) getragen ist, und daß die erste Nabe (208, 28) zu einer Umfangsbewegung an der zylin­ drischen Innenfläche (45) der Umfangshülse (46, 224) der Abdec­ kung (40, 222) drehbar abgestützt ist.

5. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (40) mit einer Dich­ tungsnut (49) ausgebildet ist, in der eine elastische Dichtung (51) und ein Dichtungsring (47) aufgenommen sind, wobei der Dichtring (47) mit der ersten Nabe (28) in Kontakt bringbar ist, um das Ritzel (20) in Richtung auf den Flansch (34) vorzu­ spannen, um die Schulter (27) in Kontakt mit dem Flansch (34) zu halten.

6. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung (51) eine Vielzahl von Schenkeln (55), vorzugsweise in einem Querschnitt aufweist.

7. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung (51) ein Querschnittsprofil in der Form des Großbuchstabens X hat.

8. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung (51) ein Querschnittsprofil mit der Form des Großbuchstabens Y hat.

9. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung (51) ein Querschnittsprofil mit vier oder mehreren Schenkeln aufweist, die der Gestalt eines Sterns ähneln.

10. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (40) ein Kissen (120, 120A, 120B) trägt, das so angeordnet ist, daß es mit dem ande­ ren (50) der ringförmigen Zahnräder (50, 52) in Kontakt bring­ bar ist.

11. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abdeckung (40) ein Kissen­ halter (126) festgelegt ist, der eine mittige Vertiefung (124) aufweist, in der das Kissen (120, 120A, 120B) aufgenommen ist.

12. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kissenhalter (126) einen von der zylindrischen Innenfläche (45) der Umfangshülse (44) der Abdeckung (40) beabstandete Peripherie aufweist und mit dieser einen Teil der Dichtungsnut (49) definiert.

13. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kissen-Halter (126) zwischen seiner Peripherie und der mittigen Vertiefung (124) eine ebene Fläche (128) besitzt, und daß die ebene Fläche (128) des Kis­ senhalters (126) die erste Nabe (28) des Ritzels (20) gleitend kontaktiert, um die Drehbewegung des Ritzels (20) relativ zur Abdeckung (40) zu gestatten.

14. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (120) aus Gummi oder ei­ nem elastischen Elastomer besteht.

15. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (120A) eine elastische Ringscheibe (130) mit gegenüberliegenden Scheibenflächen auf­ weist, die durch äußere Schichten (132, 134) aus Kunstharz ab­ gedeckt sind.

16. Variabler Nockenwellen-Verstellantrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (120B) eine unelastische Ringscheibe (136) mit voneinander abgewandten Scheibenflächen aufweist, die durch elastische Schichten (138, 140) aus Gummi oder einem elastischen Elastomer abgedeckt sind, und daß die Schichten (138, 140) durch äußere Schichten (142, 144) aus Kunstharz abgedeckt sind.