DE19723945A1 - Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswechselventilen einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und
Schließzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach den
oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine gleichartige
Vorrichtung nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des neben geordneten
Anspruchs 2.
Aus der DE-PS 29 09 803 ist eine Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und
Schließzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine vorbe
kannt, die aus einer über ein Zugmittel mit einer Kurbelwelle in Antriebsver
bindung stehenden Antriebseinheit sowie einer drehfest mit einer Ein- oder
Auslaßnockenwelle verbundenen Abtriebseinheit besteht. Die Antriebseinheit
wird dabei aus einem Antriebsrad und einem an diesem befestigten Gehäuse
gebildet, an dessen Innenwandung ein über ein hydraulisches Druckmittel
zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbarer Verstellkolben dichtend
geführt wird, der zwei wechselweise oder gleichzeitig mit einem Druckmittel
zufluß und einem Druckmittelabfluß schaltbare Druckräume axial begrenzt
sowie einstückig mit einer hohlzylindrisch ausgebildeten Schiebemuffe ver
bunden ist, welche mit zwei axial zueinander beabstandeten, gegenläufig
schrägverzahnten Abschnitten versehen ist. Von diesen schrägverzahnten
Abschnitten steht der erste Abschnitt mit einer komplementären Schrägver
zahnung an einer drehfest mit dem Antriebsrad verbundenen Radnabe und der
zweite Abschnitt mit einer komplementären Schrägverzahnung an der Abtriebs
einheit in Wirkverbindung, so daß bei wechselweiser oder gleichzeitiger Druck
beaufschlagung der Druckräume mit dem hydraulischen Druckmittel über den
Verstellkolben eine Relativverdrehung und/oder eine stufenlose hydraulische
Einspannung der Nockenwelle zur Kurbelwelle erzielt wird.
Nach dem Start der Brennkraftmaschine tritt bei dieser Vorrichtung das Problem
auf, daß der jeweilige Verstellkolben mit hoher Geschwindigkeit zu einem An
schlag in einer seiner Endstellungen eilt und dort unter erheblicher Geräusch
emission mehrfach anschlägt. Dies rührt daher, daß nach einem Außerbetrieb
setzen der Brennkraftmaschine das in der Vorrichtung befindliche hydraulische
Druckmittel allmählich aus dieser entweicht und somit der Verstellkolben
hydraulisch nicht mehr ausreichend eingespannt ist. Hervorgerufen durch die
Drehungleichförmigkeit der Nockenwelle wird nach Wiederbefeuerung der
Brennkraftmaschine der Verstellkolben, da dieser nun hydraulisch nicht mehr
eingespannt ist, in eine seiner Endstellungen unter der erwähnten erheblichen
Geräuschentwicklung verschoben oder er klappert zwischen seinen Endstellun
gen hin und her. Dieser Zustand ist im Zeitraum zwischen Befeuerung der
Brennkraftmaschine und Befüllung der Druckkammern festzustellen, d. h.
wenige Sekunden nach dem Start des Motors.
Eine weitere Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeiten von
Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, die aus einer über ein Zugmittel
mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebseinheit sowie
einer drehfest mit einer Ein- oder Auslaßnockenwelle verbundenen Abtriebs
einheit besteht, ist aus der DE-OS 196 23 818 bekannt. Bei dieser Vorrichtung
besteht die Antriebseinheit jedoch aus einem als Außenrotor ausgebildeten
Antriebsrad mit einem durch eine Umfangswand und zwei Seitenwände gebil
deten Hohlraum und die Abtriebseinheit wird durch ein in den Hohlraum
eingesetztes, als Innenrotor ausgebildetes Flügelrad mit mehreren radialen
Flügeln gebildet. Diese Flügel sind überein hydraulisches Druckmittel zwischen
zwei Endstellungen innerhalb mehrerer durch axiale Begrenzungswände im
Hohlraum des Antriebsrades gebildeter Arbeitskammern radial verschwenkbar
und unterteilen jede Arbeitskammer in zwei wechselweise oder gleichzeitig mit
einem Druckmittelzufluß und einem Druckmittelabfluß schaltbare Druckräume,
welche bei Druckbeaufschlagung mit dem Druckmittel über die Flügel ebenfalls
eine Relativverdrehung und/oder eine stufenlose hydraulische Einspannung der
Nockenwelle zur Kurbelwelle bewirken. Das an sich auch bei Vorrichtungen
dieser Art auftretende Problem der Geräuschemissionen nach dem Start der
Brennkraftmaschine wird jedoch derart gelöst, daß bei Unterschreitung eines
zum Verschwenken des Flügelrades notwendigen Druckes des hydraulischen
Druckmittels das Flügelrad in einer der End- oder Zwischenstellungen seiner
Flügel drehfest am Antriebsrad über ein mit einer Arbeitskammer hydraulisch
verbundenes, axial bewegliches sowie federbelastetes Koppelelement fixiert
wird.
In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß in den Druckräumen einer der
artigen Vorrichtung auch während des Haltens eines Sollwinkels (hydraulische
Einspannung) sowie während des Verstellvorgangs (Relativverdrehung)
Druckschwingungen auftreten, welche durch die auf den Innenrotor wirkenden
sowie aus der Drehungleichförmigkeit der Nockenwelle resultierenden Wechsel
momente der Nockenwelle verursacht werden. Da das Koppelelement zur
Fixierung des Flügelrades am Antriebsrad bei dieser Vorrichtung hydraulisch mit
mindestens einer Arbeitskammer verbunden ist, werden diese Druckschwingun
gen somit auch auf das Koppelelement übertragen, so daß bei einem tiefen
Mittelwert des Drucks und/oder bei einem hohen Druck zur Aufhebung der
Fixierung auch das Koppelelement zum Schwingen angeregt wird. Die über das
hydraulische Druckmittel übertragenen Druck- und Sogstöße bewirken dann,
daß das Koppelelement ebenfalls unter erheblicher Geräuschemission an an
grenzende Bauteile anschlägt und einem erhöhten Verschleiß unterliegt. Gleich
zeitig können die Schwingungen des Koppelelements je nach hydraulischer
Übersetzung die Einspannung der Druckmittelsäulen in der Vorrichtung ver
schlechtern und wieder rückwirkend die Wechselmomente der Nockenwelle
verstärken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ver
ändern der Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswechselventilen einer Brenn
kraftmaschine zu konzipieren, bei der die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind
und insbesondere mit einfachen Mitteln, d. h. mit geringem konstruktiven
Aufwand, zum einen das angezeigte Startklappern bzw. ein Schwingen des
Verstellwinkels zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle und zum anderen die
aus Druckschwingungen des hydraulischen Druckmittels resultierende Ge
räuschbildung eines Koppelelements zur Fixierung der Antriebseinheit mit der
Abtriebseinheit vermieden sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1 derart gelöst, daß in einem der beiden Druckräume ein
Koppelelement vorgesehen ist, mit welchem bei Unterschreitung eines zur
Verschiebung des Verstellkolbens notwendigen Druckes des hydraulischen
Druckmittels eine verdrehsichere Kraftübertragungsverbindung zwischen der
Antriebseinheit und der Abtriebseinheit in einer oder mehreren Drehstellungen
dieser zueinander herstellbar ist, wobei in diesem Druckraum zusätzlich eine
den hydraulischen Verbindungsquerschnitt zwischen dem Koppelelement und
dem Verstellkolben verengende sowie Druckpulsationen des hydraulischen
Druckmittels dämpfende Drosselblende angeordnet ist.
Bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2 wird diese Auf
gabe erfindungsgemäß derart gelöst, daß die hydraulische Verbindung zwischen
der (den) mit dem Koppelelement in Wirkverbindung stehenden Arbeitskam
mer(n) und dem Koppelelement mit einer den Verbindungsquerschnitt verengen
den sowie Druckpulsationen des hydraulischen Druckmittels dämpfenden
Drosselblende ausgebildet ist. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildun
gen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 3 bis 13, welche jedoch
auch selbständig schutzfähige Maßnahmen enthalten können.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 weist somit zum einen gegenüber dem Stand der Technik den
Vorteil auf, daß während ihres weitgehend drucklosen Zustandes beim Stillstand
der Brennkraftmaschine die Antriebseinheit mit der Abtriebseinheit formschlüs
sig miteinander verbunden und somit eine Startverriegelung geschaffen wird,
mit welcher eine Relativverdrehung zwischen der Antriebseinheit und der
Abtriebseinheit nicht mehr möglich ist. Dies hat die vorteilhafte Wirkung, daß
jegliche axiale Bewegung des Verstellkolbens aus der Position, die er beim
Eintreten des drucklosen Zustandes in der Vorrichtung eingenommen hat,
blockiert ist. Dadurch werden zum einen die bei Vorrichtungen des Standes der
Technik bei Wiederbefeuerung der Brennkraftmaschine auftretenden Klapperge
räusche, die aus dem hochfrequenten Anschlagen des Verstellkolbens an dem
seine Endstellungen begrenzenden Bauteilen resultieren, vermieden. Zum
anderen wird durch die Blockierung des Verstellkolbens verhindert, daß dieser
sich unmittelbar nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine in eine uner
wünschte Verstellrichtung bewegt und eine Startposition erreicht, die ein Starten
der Brennkraftmaschine erschwert oder gar unmöglich macht.
Zusammen mit der Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2 weist
diese Vorrichtung darüber hinaus den Vorteil auf, daß das jeweilige Koppel
element zur Fixierung bzw. drehfesten Verbindung zwischen der Antriebseinheit
und der Abtriebseinheit vor den aus den Wechselmomenten der Nockenwelle
resultierenden und über das hydraulische Druckmittel übertragenen Druck
schwingungen weitestgehend geschützt ist. Durch die den Verbindungsquer
schnitt zwischen dem Druckraum bzw. der Arbeitskammer und dem Koppel
element verengende Drosselblende werden diese Druckschwingungen soweit
gedämpft, daß das Koppelelement während des Haltens eines Sollwinkels und
während eines Verstellvorganges keine störenden Klappergeräusche mehr
verursacht.
Ein weiterer wesentlicher gemeinsamer Vorteil der Vorrichtungen nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2
besteht darin, daß sämtliche für die Koppelung von An- und Abtriebseinheit
bzw. für die Verrieglung des Verstellkolbens sowie für die Dämpfung der
Druckschwingungen notwendigen Einzelteile konstruktiv einfach aufgebaut sind
und sich daher durch geeignete Fertigungsverfahren kostengünstig herstellen
lassen.
Zum Erreichen einer vorteilhaften Startposition des Verstellkolbens bzw. des
Innenrotors werden bei den erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtungen die
von der Nockenwelle auf die Vorrichtung wirkenden Wechselmomente der
Nockenwelle genutzt, welche bewirken, daß der Verstellkolben bzw. der
Innenrotor eine seiner Endstellungen ("spätes" oder "frühes" Öffnen der betref
fenden Gaswechselventile) einnimmt und erst dann durch das jeweilige Kop
pelelement zwischen der Antriebseinheit und der Abtriebseinheit blockierbar ist.
Werden die erfindungsgemäßen Vorrichtungen beispielsweise jeweils an einer
Einlaßnockenwelle appliziert, so sollte der Verstellkolben bzw. der Innenrotor
für die Startposition der Brennkraftmaschine seine "späte" Endstellung einge
nommen habe, welche eine geringe Ventilüberschneidung und somit einen
geringen Restgasanteil im Zylinder bewirkt. Bei mit der Auslaßnockenwelle
verbundenen Vorrichtungen soll demgegenüber eine Startposition erreicht
werden, die ein frühes Öffnen und Schließen der betreffenden Gaswechselventi
le bewirkt. Zwar soll unmittelbar vor dem Abstellen der Brennkraftmaschine
durch hydraulische Beaufschlagung des betreffenden Druckraumes oder der
betreffenden Arbeitskammer der Verstellkolben bzw. Innenrotor bereits vorab in
seine gewünschte Startposition verlagert werden, es sind jedoch auch Betriebs
zustände denkbar, bei denen es nicht gelingt, diesen Zustand herzustellen. Dies
wäre z. B. dann der Fall, wenn die Brennkraftmaschine lediglich kurz in Betrieb
ist bzw. unerwünscht zum Stillstand kommt ("Abwürgen") und nicht sofort neu
gestartet wird. In diesem Fall ist auch eine Verbindung zwischen der Antriebs
einheit und der Abtriebseinheit durch das Koppelelement nicht möglich, so daß
der Verstellkolben bzw. der Innenrotor unmittelbar nach Inbetriebnahme der
Brennkraftmaschine noch kurzzeitig beweglich ist. Sobald der Verstellkolben
bzw. der Innenrotor jedoch das erste Mal nach der Inbetriebnahme der Brenn
kraftmaschine seine gewünschte Startposition erreicht hat, treten auch die
Antriebseinheit und die Abtriebseinheit in Verbindung und der Verstellkolben
bzw. der Innenrotor wird solange in seiner Startposition gehalten, bis die
Druckräume oder die Arbeitskammern der Vorrichtungen wieder ausreichend
mit dem hydraulischen Druckmittel befüllt sind und der Verstellkolben bzw. der
Innenrotor hydraulisch eingespannt ist.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Vorrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 ist das Koppelelement dabei als Verriegelungskolben ausgebildet,
der hydraulisch mit dem jeweiligen Druckraum verbunden und über eine Axial
führung in nockenwellenabgewandte Richtung hydraulisch verlagerbar ist. In
nockenwellenzugewandter Richtung ist der Verrieglungskolben dagegen durch
die bevorzugt von einem Federmittel erzeugte Hilfsenergie axial verschiebbar,
so daß bei anliegendem Druck des hydraulischen Druckmittels der Verrieglungs
kolben in einer nockenwellenfernen Stellung gehalten und bei fehlendem Druck
durch das Federmittel in Druckraumrichtung verschoben wird. Das Federmittel
ist dabei bevorzugt als die Antriebseinheit umschließende Druck- oder Well
feder ausgebildet, welche sich einerseits gegen die nockenwellenzugewandte
Innenstirnseite des Gehäuses und andererseits gegen die dem Verstellkolben
abgewandte Kolbenfläche des Verriegelungskolbens abstützt. Als besonders
vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, die Druckfeder derart zu dimensionieren,
daß ein auf den Verriegelungskolben aufgebrachter geringer Druck des Druck
mittels bereits die Verriegelung zwischen Antriebseinheit und Abtriebseinheit
wieder aufhebt und der Verstellkolben wieder axial verschiebbar wird. Anstatt
der Druck- oder Wellfeder zur Verlagerung des Verriegelungskolbens können
jedoch auch andere Hilfsenergien verwendet werden, wichtig ist lediglich, daß
beim Start der Brennkraftmaschine und bei fehlendem Druck des hydraulischen
Druckmittels die erfindungsgemäß angestrebte Koppelung zwischen Antriebsein
heit und Abtriebseinheit bzw. die Blockierung des Verstellkolbens realisiert
wird.
Weiterhin wird es vorgeschlagen, den Verriegelungskolben als konzentrischen
Ring mit C-profilförmigem Querschnitt auszubilden, der an der Innendurch
messerfläche seines einen Schenkels zumindest teil- oder bereichsweise eine
axiale Gerad- oder Schrägverzahnung als Teil seiner Axialführung aufweist.
Dieser Verriegelungskolben ist dann auf einem starr mit der Abtriebseinheit
verbundenen sowie die Abtriebseinheit teilweise umschließenden Gleitring
gelagert, welcher an seiner äußeren Umfangsfläche zumindest teil- oder be
reichsweise eine zur Gerad- oder Schrägverzahnung des Verriegelungskolbens
komplementäre Gerad- oder Schrägverzahnung als weiteren Teil seiner Axialfüh
rung aufweist. Der Verriegelungskolbens gleitet somit mit einem nichtverzahn
ten Teil der Innendurchmesserfläche seines einen Schenkels auf einem nichtver
zahnten Teil der Umfangsfläche des Gleitringes und wird durch seinen ver
zahnten Teil, der in dem verzahnten Teil des Gleitringes eingreift, axial gerade
oder mit einer leichten Drehbewegung geführt.
In weiterer Konkretisierung der erfindungsmäßen Vorrichtung nach dem Ober
begriff des Anspruchs 1 ist es vorgeschlagen, den Verriegelungskolben an seiner
dem Verstellkolben zugewandten Kolbenfläche bevorzugt mit mehreren konzen
trischen Ansätzen auszubilden, welche bei Unterschreitung des zur Verlagerung
des Verstellkolbens notwendigen Druckes des hydraulischen Druckmittels mit
komplementären Ausnehmungen an der Innenwandung des Gehäuses form
schlüssig verbunden sind. Die Ansätze am Verriegelungskolben und die Aus
nehmungen im Gehäuse stellen somit die formschlüssige Verbindung der
Antriebseinheit zur Abtriebseinheit der Vorrichtung her und sind bevorzugt
derart in gleicher Anzahl und gleicher Teilung an der Kolbenfläche des Ver
riegelungskolbens und am Gehäuse verteilt, daß diese Verbindung nur in einer
der die bevorzugte Startposition darstellenden Endstellungen des Verstellkolbens
möglich ist. Durch die Anordnung weiterer Ausnehmungen am Gehäuse ist es
jedoch auch möglich, den Verstellkolben in einer zwischen den Endstellungen
liegenden Position zu blockieren, wenn dies das Startverhalten der Brennkraft
maschine zuläßt. Ebenso ist es in äquivalenter Ausbildung der Vorrichtung
möglich, den Verriegelungskolben anstelle der Ansätze mit geeigneten Aus
nehmungen und umgekehrt das Gehäuse anstelle der Ausnehmungen mit
entsprechenden Ansätzen auszunehmen.
In erfindungsgemäßer Ausgestaltung der Vorrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 wird es noch vorgeschlagen, den Verriegelungskolben in an sich
bekannter Weise radial außen und innen über Dichtmittel zu den angrenzenden
Bauteilen, wie dem Gehäuse der Vorrichtung und dem ihm tragenden Gleit
ring abzudichten, um die hydraulische Einspannung des Verstellkolbens weitge
hend ohne Leckagen zu gewährleisten. Die Abdichtung des Verriegelungs
kolbens zum Gehäuse erfolgt dabei bevorzugt über einen in einer stirnseitigen
Ringnut angeordneten Kolbendichtring, der auch wahlweise durch eine Elasto
merdichtung ersetzt werden kann. Bei der Abdichtung des Verriegelungskolbens
zum Gleitring haben sich ebenfalls ein Kolbendichtring oder eine Elastomer
dichtung als am vorteilhaftesten erwiesen.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1 ist, daß die Drosselblende zwischen dem Koppelelement
und dem Verstellkolben bevorzugt als ein mit seinem Außendurchmesser am
Gehäuse der Antriebseinheit befestigter und mit seinem Innendurchmesser den
Gleitring der Abtriebseinheit umschließender Stahlring ausgebildet ist. Dieser
Stahlring ist an der freien Randpartie seiner dem Koppelelement zugewandten
Ringfläche bevorzugt mit einer von deren Innendurchmesser ausgehenden, als
Druckmittelführung zum Koppelelementvorgesehenen, umlaufenden Verengung
seines Profilquerschnitts ausgebildet, während er mit seinem Außendurchmesser
dichtend mit dem Gehäuse der Vorrichtung verbunden ist. Durch den ver
bleibenden Spalt zwischen dem Innendurchmesser der Drosselblende und dem
Gleitring der Abtriebseinheit gelangt das hydraulische Druckmittel bei Druck
beaufschlagung des nockenwellenabgewandten Druckraumes dann entlang der
Verengung des Profilquerschnitts der Drosselblende zum Verriegelungskolben,
wobei in aller Regel die Entriegelung des Verriegelungskolbens durch die relativ
geringe Spalthöhe geringfügig länger dauert als dies ohne der Drosselblende der
Fall wäre. Diese praktisch zu vernachlässigende Wirkung wird jedoch von dem
Vorteil überwogen, daß eine Übertragung von Druckschwingungen des hydrau
lischen Druckmittels durch diesen Spalt auf den Verrieglungskolben wirksam
vermieden wird, so daß vom Verriegelungskolben ausgehende Klappergeräusche
nicht mehr möglich sind. Als alternative Ausführungsform mit den gleichen
Vorteilen ist es auch möglich, die Drosselblende mit ihrem Innendurchmesser
auf dem Gleitring der Abtriebseinheit zu befestigen, während ihr Außendurch
messer einen Spalt zum Gehäuse der Vorrichtung sowie die erwähnte Ver
engung des Profilquerschnittes zur Druckmittelzuführung zum Koppelelement
aufweist.
Als grundlegend andere Variante zur Ausbildung der Drosselblende zwischen
dem Koppelelement und dem Verstellkolben ist es darüber hinaus vorgeschla
gen, diese bevorzugt durch zwei axialseitig aneinander gleitend angeordnete
Stahlringe zu bilden, von denen der eine Stahlring mit seinem Innendurch
messer am Gleitring der Abtriebseinheit und der andere Stahlring mit seinem
Außendurchmesser am Gehäuse der Antriebseinheit befestigt ist. Diese Stahlrin
ge weisen dann jeweils mindestens einen Durchbruch durch ihre Axialflächen
auf, welche in übereinanderliegender Stellung zueinander einen Druckmittel
durchlaß zum Koppelelement bilden. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft
erwiesen, die Durchbrüche als Radialschlitze auszubilden und derart in die
Axialflächen der Stahlringe einzuarbeiten, daß diese ausschließlich in einer der
Endstellungen des Verstellkolbens bzw. in Verriegelungsstellung des Koppel
elementes übereinanderliegen angeordnet sind. Da jeweils ein Stahlring mit der
Antriebseinheit und ein Stahlring mit der Abtriebseinheit verbunden ist, wird
somit die Relativverdrehung zwischen der An- und Abtriebseinheit genutzt, um
den Druckmittelzufluß und damit die über das hydraulische Druckmittel über
tragenen Druckschwingungen zum Koppelelement zu sperren. Zwar kann somit
das Koppelelement nicht mehr durch den Druckmitteldruck in einer entriegel
ten Stellung gehalten werden, ein unbeabsichtigtes Verriegeln des Koppel
elementes ist aber dennoch nicht möglich, da die für die Verriegelung vor
gesehenen Ansätze am Koppelelement und Ausnehmungen im Gehäuse eben
falls nur in einer bei Unterschreitung eines Mindestdruckes des hydraulischen
Druckmittels erreichbaren Endstellung des Verstellkolbens eine formschlüssige
Verbindung eingehen. Dies ist insbesondere nach dem Abstellen der Brenn
kraftmaschine der Fall, so daß auch nur unter diesen Bedingungen die Radial
schlitze in den als Drosselblende ausgebildeten Stahlringen übereinanderliegend
angeordnet sind. Bei der Wiederbefeuerung der Brennkraftmaschine kann das
hydraulische Druckmittel somit sofort durch den gebildeten Druckmitteldurch
laß zum Koppelelement vordringen, so daß es nach genügendem Druckaufbau
aus seiner Verriegelungsstellung verschoben wird und der Verstellkolben der
Vorrichtung wieder frei beweglich ist.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Vorrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 2 ist das Koppelelement dagegen in an sich bekannter Weise als
Verriegelungspin ausgebildet, der in einer Axialbohrung in einem Flügel des
Flügelrades angeordnet ist und mit einer komplementären Bohrung in der
Seitenwand des Antriebsrades in Wirkverbindung steht. In diese komplementäre
Bohrung in der Seitenwand des Antriebsrades mündet ein mit der Druckmittel
zuführung für die mit dem Koppelelement in Wirkverbindung stehende Arbeits
kammer verbundener Druckmittelkanal, in welchem erfindungsgemäß die
bevorzugt als örtliche Querschnittsverengung ausgebildete Drosselblende
angeordnet und über welchen bei Druckbeaufschlagung der Arbeitskammer das
Koppelelement entriegelbar ist. Als vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, den
in die komplementäre Bohrung mündenden Druckmittelkanal in seinem Durch
messer nur geringfügig kleiner als die komplementäre Bohrung auszubilden, um
eine größtmögliche Druckangriffsfläche auf die Stirnseite des Verriegelungspins
zu erreichen. An diesem vergrößerten Bereich des Druckmittelkanals schließt
sich dann in vorteilhafter Weise die als örtliche Querschnittsverengung ausgebil
dete Drosselblende an, hinter welcher der in eine Ringnut am Innenrotor
mündende Druckmittelkanal in seinem Querschnitt dann wieder geringfügig
größer ausgebildet werden kann. Möglich ist es jedoch auch, die als örtliche
Querschnittsverengung ausgebildete Drosselblende an einer beliebigen anderen
Stelle in dem mit der Druckmittelzuführung für die mit dem Koppelelement in
Wirkverbindung stehenden Arbeitskammerverbundenen Druckmittelkanal anzu
ordnen oder anstelle der Querschnittsverengung ein hydraulisches Drosselventil
oder dergleichen im Druckmittelkanal anzuordnen. Denkbar wäre es auch, auf
eine Drosselblende oder ein Drosselventil in der Druckmittelzuführung gänzlich
zu verzichten und dennoch störende Geräuschemissionen des Koppelelementes
durch Druckpulsationen des hydraulischen Druckmittels zu vermeiden, indem,
ähnlich dem Prinzip der durch zwei aneinandergleitende Stahlringe gebildeten
Drosselblende bei der Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
auf eine Ringnut im Innenrotor zur Druckmittelzuführung zum Koppelelement
ebenfalls verzichtet und der Druckmittelkanal im Innenrotor derart angeordnet
wird, daß dieser mit dem Druckmittelkanal im Außenrotor nur fluchtet, wenn
der Innenrotor in einer seiner Endstellungen drehfest am Außenrotor fixiert ist.
Während des Verstellbetriebes der Vorrichtung ist dann ebenfalls durch die
Relativverdrehung zwischen Innenrotor und Außenrotor die Druckmittelzufuhr
zum Koppelelement gesperrt und eine Übertragung der Druckpulsationen auf
das Koppelelement nicht mehr möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer
Variante einer Drosselblende;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit "Y" nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer
weiteren Variante einer Drosselblende;
Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht des Schnittes A-A nach Fig. 3
in Verriegelungsstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht des Schnittes A-A nach Fig. 3
in entriegelter Stellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2;
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit "X" nach Fig. 6.
Aus den Fig. 1, 3 und 6 geht jeweils eine Vorrichtung 1 bzw. 1' zum Ver
ändern der Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswechselventilen einer Brenn
kraftmaschine hervor, welche beide aus einer über ein Zugmittel mit einer nicht
näher dargestellten Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebsein
heit 2 bzw. 2' sowie einer drehfest mit einer ebenfalls nicht näher dargestellten
Ein- oder Auslaßnockenwelle verbundenen Abtriebseinheit 20 bzw. 20' beste
hen. Bei der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Vorrichtung 1 wird dabei die
Antriebseinheit 2 aus einem Antriebsrad 3 und einem an diesem befestigten
Gehäuse 12 gebildet, an dessen Innenwandung 13 ein über ein hydraulisches
Druckmittel zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbarer Verstellkolben 16
dichtend geführt wird. Dieser Verstellkolben 16 begrenzt, wie in den Fig.
1 und 3 deutlich zu sehen ist, zwei wechselweise oder gleichzeitig mit
einem Druckmittelzufluß und einem Druckmittelabfluß schaltbare Druckräume
23, 24 und ist einstückig mit einer hohlzylindrisch ausgebildeten Schiebemuffe
17 verbunden, welche mit zwei axial zueinander beabstandeten, gegenläufig
schrägverzahnten Abschnitten 18, 19 versehen ist. Der erste schrägverzahnte
Abschnitt 18 steht dabei mit einer komplementären Schrägverzahnung 5 an
einer drehfest mit dem Antriebsrad 3 verbundenen Radnabe 4 in Wirkverbin
dung, während der zweite schrägverzahnte Abschnitt 19 mit einer komplemen
tären Schrägverzahnung 22 an der Abtriebseinheit 20 kommuniziert.
Wie in den Vorteilsangaben zu den Ansprüchen näher ausgeführt, ist es not
wendig, beim Start der Brennkraftmaschine den Verstellkolben 16 in einer
vorteilhaften Startposition so lange zu halten, bis die Vorrichtung 1 wieder
ausreichend mit hydraulischen Druckmittel befüllt ist. Diese bevorzugte Startpo
sition ist hier eine seiner axialen Endstellungen und im konkreten Fall die in
den Fig. 1 und 3 dargestellte Endstellung.
Zum Halten des Verstellkolbens 16 in dieser Endstellung ist, auf die konkreten
Ausführungsbeispiele bezogen, im Druckraum 24 ein Koppelelement 30 vor
gesehen, mit welchem bei Unterschreitung eines zur Verschiebung des Verstell
kolbens 16 notwendigen Druckes des hydraulischen Druckmittels eine ver
drehsichere Kraftübertragungsverbindung zwischen der Antriebseinheit 2 und
der Abtriebseinheit 20 in einer oder mehreren Drehstellung(en) dieser zuein
ander herstellbar ist. Zusätzlich ist in diesem Druckraum 24 eine den hydrauli
schen Verbindungsquerschnitt zwischen dem Koppelelement 30 und dem
Verstellkolben 16 verengende Drosselblende 40 angeordnet, mit welcher die
aus den Wechselmomenten der Nockenwelle resultierenden und über das
hydraulische Druckmittel auf das Koppelelement 30 wirkenden Druckpulsatio
nen des hydraulischen Druckmittels gedämpft werden.
Desweiteren ist in den Fig. 1 und 3 deutlich zu sehen, daß das Koppel
element 30 als in nockenwellenabgewandte Richtung hydraulisch verlagerbarer
und in nockenwellenzugewandter Richtung durch eine von einem Federmittel
34 erzeugte Hilfsenergie verschiebbarer Verriegelungskolben 31 ausgebildet ist,
so daß bei anliegendem Druck des hydraulischen Druckmittels der Verriege
lungskolben 31 in der in den Fig. 1 und 3 in den unteren Hälften dargestell
ten nockenwellenfernen Stellung gehalten und bei fehlendem Druck durch das
Federmittel 34 in die in den Fig. 1 und 3 in den oberen Hälften dargestellte
Verriegelungsstellung in Richtung Nockenwelle verschoben wird. Als Feder
mittel 34 zur Erzeugung der Hilfsenergie für den Verriegelungskolben 31 kommt
hier eine die Abtriebseinheit 20 umschließende Druckfeder zur Anwendung,
welche sich einerseits gegen die nockenwellenferne Innenstirnseite 15 des
Gehäuses 12 und andererseits gegen die dem Verstellkolben 16 abgewandten
Kolbenfläche 36 des Verriegelungskolbens 31 abstützt.
Weiterhin ist aus den Fig. 1 und 3 erkennbar, daß der Verriegelungskolben
31 als konzentrischer Ring mit C-profilförmigem Querschnitt ausgebildet ist und
an der Innendurchmesserfläche seines einen Schenkels 32 eine axiale Geradver
zahnung als Teil seiner Axialführung 33 aufweist. Ein weiterer Teil der Axialfüh
rung 33 des Verriegelungskolbens 31 ist an einem starr mit der Abtriebseinheit
20 verbundenen sowie die Abtriebseinheit 20 teilweise umschließenden Gleit
ring 21 angeordnet, auf welchem der Verriegelungskolben 31 gelagert ist und
welcher an seiner äußeren Umfangsfläche eine zur Geradverzahnung des
Verriegelungskolbens 31 komplementäre Geradeverzahnung aufweist. Zur
Herstellung der verdrehsicheren Kraftübertragungsverbindung zwischen der
Antriebseinheit 2 und der Abtriebseinheit 20 in einer oder mehreren Dreh
stellung(en) dieser zueinander weist der Verriegelungskolben 31 an seiner dem
Verstellkolben 16 zugewandten Kolbenfläche 35 die insbesondere in Fig. 2
sichtbaren Ansätze 37 auf, welche bei Unterschreitung des zur Verlagerung des
Verstellkolbens 16 notwendigen Druckes des hydraulischen Druckmittels mit
komplementären Ausnehmungen 14 an der Innenwandung 13 des Gehäuses 12
formschlüssig verbunden sind.
Um die hydraulische Einspannung des Verstellkolbens 16 bei einer erfindungs
gemäß ausgebildeten Vorrichtung 1 weitgehend ohne Leckagen zu gewährleisten,
ist der Verriegelungskolben 31 darüber hinaus radial außen und innen über
Dichtmittel mit den angrenzenden Bauteilen, wie Gehäuse 12 und Gleitring 21,
leckagefrei verbunden. Wie die Fig. 1 und 3 dabei zeigen, erfolgt die
Abdichtung des Verriegelungskolbens 31 zum Gehäuse 12 sowie zum Gleitring
21 jeweils über Kolbendichtringe 38, 39.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung 1
wird desweiteren in Fig. 2 gezeigt, daß die zur Dämpfung der Druckpulsatio
nen des hydraulischen Druckmittels zwischen dem Koppelelement 30 und dem
Verstellkolben 16 angeordnete Drosselblende 40a als ein mit seinem Außen
durchmesser am Gehäuse 12 der Antriebseinheit 20 umschließender Stahlring
ausgebildet ist. Im konkreten Fall ist dieser Stahlring mit seinem Außendurch
messer dichtend mit dem Gehäuse 12 der Vorrichtung 1 verpreßt, während er
an der freien Randpartie seiner dem Koppelelement 30 angewandten Ringfläche
eine von deren Innendurchmesser ausgehende, umlaufende Verengung 41
seines Profilquerschnitts aufweist, welche als Druckmittelzuführung zum Kop
pelelement 30 vorgesehen ist. Durch den verbleibenden Spalt 42 zwischen dem
Innendurchmesser der Drosselblende 40a und dem Gleitring 21 der Abtriebs
einheit 20 strömt dann das hydraulische Druckmittel bei Druckbeaufschlagung
des nockenwellenabgewandten Druckraumes 24 entlang der Verengung 41 des
Profilquerschnitts der Drosselblende 40a zum Verriegelungskolben 31, um den
Verstellkolben 16 zu entriegeln bzw. in einer entriegelten Stellung zu halten.
Als alternative Variante zu der in den Fig. 1 und 2 gezeigten erfindungs
gemäßen Vorrichtung 1 wird in den Fig. 3 bis 5 verdeutlicht, daß die Dros
selblende 40b zwischen dem Koppelelement 30 und dem Verstellkolben 16
auch durch zwei axialseitig aneinander gleitende Stahlringe 43, 44 gebildet
werden kann, von denen der eine Stahlring 43 mit seinem Innendurchmesser
am Gleitring 21 der Abtriebseinheit 20 und der andere Stahlring 44 mit seinem
Außendurchmesser am Gehäuse 12 der Antriebseinheit 2 befestigt ist. Wie aus
den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, weisen die Stahlringe 43, 44 dabei jeweils
einen Durchbruch an ihren Axialflächen 45, 46 auf, die in übereinanderliegen
der Stellung zueinander einen die Drosselblende 40b darstellenden Druckmittel
durchlaß zum Koppelelement 30 bilden. Diese Durchbrüche sind in konkreter
Ausführung als Radialschlitze 47, 48 ausgebildet und derart in die Axialflächen
45, 46 der Stahlringe 43, 44 eingearbeitet, daß diese ausschließlich in der in
Fig. 4 gezeigten Endstellung des Verstellkolbens 16 bzw. in Verriegelungs
stellung des Koppelelementes 30 übereinanderliegend angeordnet sind. Wäh
rend des Verstellbetriebes der Vorrichtung 1 ist dagegen, wie aus Fig. 5
deutlich wird, der Druckmittelzufluß zum Koppelelement 30 gesperrt und somit
eine Übertragung von Druckschwingungen über das hydraulische Druckmittel
zum Koppelelement 30 nicht mehr möglich.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung 1' besteht die Antriebseinheit 2'
gegenüber der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Vorrichtung 1 aus einem als
Außenrotor ausgebildeten Antriebsrad 3' mit einem durch eine Umfangswand
6 und zwei Seitenwände 7, 8 gebildeten Hohlraum 11. Die Abtriebseinheit 20'
wird dagegen durch ein in den Hohlraum 11 der Antriebseinheit 2' eingesetz
tes, als Innenrotor ausgebildetes Flügelrad 25 mit im konkreten Fall drei radia
len Flügeln 26 gebildet. Jeder dieser drei in der Zeichnung nicht einzeln er
kennbaren Flügel 26 ist über ein hydraulisches Druckmittel zwischen zwei End
stellungen innerhalb von Arbeitskammern 29 radial verschwenkbar, welche
durch axiale Begrenzungswände 28 im Hohlraum 11 in gleicher Anzahl und
Teilung wie die Flügel 26 am Flügelrad 25 gebildet werden. Darüber hinaus
teilen die Flügel 26 des Flügelrades 25 in an sich bekannter und nicht näher
dargestellter Weise jede Arbeitskammer 29 in zwei wechselweise oder gleich
zeitig mit einem Druckmittelzufluß und einem Druckmittelabfluß schaltbare
Druckräume, so daß durch Druckbeaufschlagung der Flügel 26 über einen oder
beide Druckräume je Arbeitskammer 29 eine Relativverdrehung und/oder eine
stufenlose hydraulische Einspannung der Nockenwelle zur Kurbelwelle der
Brennkraftmaschine bewirkt wird.
Desweiteren ist in Fig. 6 zu sehen, daß die Vorrichtung 1' zusätzlich ein mit
einer Arbeitskammer 29 hydraulisch verbundenes, axial bewegliches Koppel
element 30' aufweist, mit welchem bei Unterschreitung eines zum Verschwen
ken des Flügelrades 25 notwendigen Druckes des hydraulischen Druckmittels
das Flügelrad 25 in einer der Endstellungen seiner Flügel 26 drehfest am An
triebsrad 3' fixiert wird.
Aus Fig. 7 ist dabei deutlich erkennbar, daß die hydraulische Verbindung
zwischen der mit dem Koppelelement 30' in Wirkverbindung stehenden Ar
beitskammer 29 und dem Koppelelement 30' auch bei dieser Vorrichtung 1'
erfindungsgemäß mit einer den Verbindungsquerschnitt verengenden sowie
Druckpulsationen des hydraulischen Druckmittels - hervorgerufen durch die
Wechselmomente der Nockenwelle - dämpfenden Drosselblende 40c ausgebil
det ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, das Koppelelement 30' in
an sich bekannter Weise als Verriegelungspin 31' auszubilden, der in einer
Axialbohrung 27 in einem Flügel 26 des Flügelrades 25 in der in Fig. 6
gezeigten Art angeordnet ist und mit einer komplementären Bohrung 9 in der
Seitenwand 8 des Antriebsrades 3' in Wirkverbindung steht. In diese kom
plementäre Bohrung 9 in der Seitenwand 8 des Antriebsrades 3' mündet dann
ein mit dem Druckmittelzufluß für die mit dem Verriegelungspin 31' in Wirk
verbindung stehende Arbeitskammer 29 verbundener Druckmittelkanal 10, in
welchem die konkret als örtliche Querschnittsverengung ausgebildete Drossel
blende 40c angeordnet ist. Durch die beim Start der Brennkraftmaschine erfol
gende Druckbeaufschlagung der Arbeitskammer 29 wird somit gleichzeitig der
Verriegelungspin 31 aus der in Fig. 6 gezeigten Stellung in die gegenüber
liegende Endstellung innerhalb des Flügels 26 des Flügelrades 25 bewegt, um
die Fixierung des Flügelrades 25 mit dem Antriebsrad 3' wieder aufzuheben,
wobei die Drosselblende 40c im Druckmittelkanal 10 verhindert, daß der
Verriegelungspin 31' unter Erzeugung von Klappergeräuschen zwischen seinen
Endstellungen hin- und herschwingt.
1
Vorrichtung
1
' Vorrichtung
2
Antriebseinheit
2
' Antriebseinheit
3
Antriebsrad
3
' Antriebsrad
4
Radnabe
5
Schrägverzahnung
6
Umfangswand
7
Seitenwand
8
Seitenwand
9
Bohrung
10
Druckmittelkanal
11
Hohlraum
12
Gehäuse
13
Innenwandung
14
Ausnehmungen
15
Innenstirnseite
16
Verstellkolben
17
Schiebemuffe
18
schrägverzahnter Abschnitt
19
schrägverzahnter Abschnitt
20
Abtriebseinheit
20
' Abtriebseinheit
21
Gleitring
22
Schrägverzahnung
23
Druckraum
24
Druckraum
25
Flügelrad
26
Flügel
27
Axialbohrung
28
Begrenzungswände
29
Arbeitskammer
30
Koppelelement
30
' Koppelelement
31
Verriegelungskolben
31
' Verriegelungspin
32
Schenkel
33
Axialführung
34
Federmittel
35
Kolbenfläche
36
Kolbenfläche
37
Ansätze
38
Kolbendichtring
39
Kolbendichtring
40
a Drosselblende
40
b Drosselblende
40
c Drosselblende
41
Verengung
42
Spalt
43
Stahlring
44
Stahlring
45
Axialfläche
46
Axialfläche
47
Radialschlitz
48
Radialschlitz
Claims (15)
1. Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswech
selventilen einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einer über ein Zugmittel
mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebseinheit (2)
sowie einer drehfest mit einer Ein- oder Auslaßnockenwelle verbundenen
Abtriebseinheit (10), wobei die Antriebseinheit (2) aus einem Antriebsrad (3)
und einem an diesem befestigten Gehäuse (12) gebildet wird, an dessen Innen
wandung (13) ein über ein hydraulisches Druckmittel zwischen zwei Endstellun
gen axial verschiebbarer Verstellkolben (16) dichtend geführt wird, der zwei
wechselweise oder gleichzeitig mit einem Druckmittelzufluß und einem Druck
mittelabfluß schaltbare Druckräume (23, 24) axial begrenzt sowie einstückig mit
einer hohlzylindrisch ausgebildeten Schiebemuffe (17) verbunden ist, welche
mit zwei axial zueinander beabstandeten, gegenläufig schrägverzahnten Ab
schnitten (18, 19) versehen ist, von denen der erste Abschnitt (18) mit einer
komplementären Schrägverzahnung (5) an einer drehfest mit dem Antriebsrad
(3) verbundenen Radnabe (4) und der zweite Abschnitt (19) mit einer kom
plementären Schrägverzahnung (22) an der Abtriebseinheit (20) kommuniziert,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem der beiden Druckräume (23 oder 24)
ein Koppelelement (30) vorgesehen ist, mit welchem bei Unterschreitung eines
zur Verschiebung des Verstellkolbens (16) notwendigen Druckes des hydrau
lischen Druckmittels eine verdrehsichere Kraftübertragungsverbindung zwischen
der Antriebseinheit (2) und der Abtriebseinheit (20) in einer oder mehreren
Drehstellung(en) dieser zueinander herstellbar ist, wobei in diesem Druckraum
(23 oder 24) zusätzlich eine den hydraulischen Verbindungsquerschnitt zwi
schen dem Koppelelement (30) und dem Verstellkolben (16) verengende sowie
Druckpulsationen des hydraulischen Druckmittels dämpfende Drosselblende
(40a oder 40b) angeordnet ist.
2. Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswech
selventilen einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einer über ein Zugmittel
mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebseinheit (2')
sowie einer drehfest mit einer Ein- oder Auslaßnockenwelle verbundenen
Abtriebseinheit (20'), wobei die Antriebseinheit (2') aus einem als Außenrotor
ausgebildeten Antriebsrad (3') mit einem durch eine Umfangswand (6) und zwei
Seitenwände (7, 8) gebildeten Hohlraum (11) besteht und die Abtriebseinheit
(20') durch ein in den Hohlraum (11) eingesetztes, als Innenrotor ausgebildetes
Flügelrad (25) mit mindestens einem radialen Flügel (26) gebildet wird, dessen
Flügel (26) über ein hydraulisches Druckmittel zwischen zwei Endstellungen
innerhalb mindestens einer durch axiale Begrenzungswände (28) im Hohlraum
(11) des Antriebsrades (3') gebildeten Arbeitskammer (29) radial verschwenkbar
sind und jede Arbeitskammer (29) in zwei wechselweise oder gleichzeitig mit
einem Druckmittelzufluß und einem Druckmittelabfluß schaltbare Druckräume
unterteilen, wobei bei Unterschreitung eines zum Verschwenken des Flügel
rades (25) notwendigen Druckes des hydraulischen Druckmittels das Flügelrad
(25) in einer der End- oder Zwischenstellungen seiner Flügel (26) drehfest am
Antriebsrad (3') über ein mit mindestens einer Arbeitskammer (29) hydraulisch
verbundenes, axial bewegliches sowie federbelastetes Koppelelement (30')
fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Verbindung zwi
schen der (den) mit dem Koppelelement (30') in Wirkverbindung stehenden Ar
beitskammer(n) (29) und dem Koppelelement (30') mit einer den Verbindungs
querschnitt verengenden sowie Druckpulsationen des hydraulischen Druck
mittels dämpfenden Drosselblende (40c) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsein
heit (2) und die Abtriebseinheit (20) durch das bevorzugt über eine Axialfüh
rung (33) axial bewegliche Koppelelement (30) bevorzugt in einer der End
stellungen des Verstellkolbens (16) koppelbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kop
pelelement (30) bevorzugt als in nockenwellenabgewandte Richtung hydraulisch
verlagerbarer und in nockenwellenzugewandter Richtung durch eine bevorzugt
von einem Federmittel (34) erzeugte Hilfsenergie verschiebbarer Verriegelungs
kolben (31) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verriegelungskolben (31) bevorzugt als konzentrischer Ring mit C-profilförmi
gem Querschnitt ausgebildet ist, welcher an der Innendurchmesserfläche seines
einen Schenkels (32) zumindest teil- oder bereichsweise eine axiale Gerad- oder
Schrägverzahnung als Teil seiner Axialführung (33) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verrie
gelungskolben (31) auf einem starr mit der Abtriebseinheit (20) verbundenen
sowie die Abtriebseinheit (20) teilweise umschließenden Gleitring (21) gelagert
ist, welcher an seiner äußeren Umfangsfläche zumindest teil- oder bereichs
weise eine zur Gerad- oder Schrägverzahnung des Verriegelungskolbens (31)
komplementäre Gerad- oder Schrägverzahnung als weiterer Teil seiner Axialfüh
rung (33) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verrie
gelungskolben (31) an seiner dem Verstellkolben (16) zugewandten Kolben
fläche (35) bevorzugt ein oder mehrere konzentrisch angeordnete Ansätze (37)
aufweist, welche bei Unterschreitung des zur Verlagerung des Verstellkolbens
(16) notwendigen Druckes des hydraulischen Druckmittels mit komplementären
Ausnehmungen (14) an der Innenwandung (13) des Gehäuses (12) formschlüssig
verbunden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verrie
gelungskolben (31) radial außen und innen über Dichtmittel, beispielsweise
über Kolbendichtringe (38, 39) mit den angrenzenden Bauteilen, wie Gehäuse
(12) und Gleitring (21), leckagefrei verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federmittel
(34) zur Erzeugung der Hilfsenergie des Verriegelungskolbens (31) bevorzugt als
die Abtriebseinheit (20) umschließende Druck- oder Wellfeder ausgebildet ist,
welche sich einerseits gegen die nockenwellenferne Innenstirnseite (15) des
Gehäuses (12) und andererseits gegen die dem Verstellkolben (16) abgewandte
Kolbenfläche (36) des Verriegelungskolbens (31) abstützt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel
blende (40a) zwischen dem Koppelelement (30) und dem Verstellkolben (16)
bevorzugt als ein mit seinem Außendurchmesser am Gehäuse (12) der Antriebs
einheit (2) befestigter und mit seinem Innendurchmesser den Gleitring (21) der
Abtriebseinheit (20) umschließender Stahlring ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die als
Stahlring ausgebildete Drosselblende (40a) an der freien Randpartie ihrer dem
Koppelelement (30) zugewandten Ringfläche bevorzugt mit einer von deren In
nendurchmesser ausgehenden, als Druckmittelführung zum Koppelelement (30)
vorgesehenen, umlaufenden Verengung (41) ihres Profilquerschnitts ausgebildet
ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel
blende (40b) zwischen dem Koppelelement (30) und dem Verstellkolben (16)
bevorzugt durch zwei axialseitig aneinander gleitend angeordnete Stahlringe
(43, 44) gebildet ist, von denen der eine Stahlring (43) mit seinem Innendurch
messer am Gleitring (21) der Abtriebseinheit (20) und der andere Stahlring (44)
mit seinem Außendurchmesser am Gehäuse (12) der Antriebseinheit (2) befestigt
ist, wobei beide Stahlringe (43, 44) jeweils mindestens einen Durchbruch durch
ihre Axialflächen (45, 46) aufweisen, die in übereinanderliegender Stellung
zueinander einen Druckmitteldurchlaß zum Koppelelement (30) bildend ange
ordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Durchbrüche bevorzugt als Radialschlitze (47, 48) ausgebildet und derart in die
Axialflächen (45, 46) der Stahlringe (43, 44) eingearbeitet sind, daß diese aus
schließlich in einer der Endstellungen des Verstellkolbens (16) bzw. in Ver
riegelungsstellung des Koppelelementes (30) übereinanderliegend angeordnet
sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelele
ment (30') in an sich bekannter Weise als Verriegelungspin (31') ausgebildet ist,
der in einer Axialbohrung (27) in einem Flügel (26) des Flügelrades (25) an
geordnet ist und mit einer komplementären Bohrung (9) in der Seitenwand (8)
des Antriebsrades (3') in Wirkverbindung steht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß in die
komplementäre Bohrung (9) in der Seitenwand (8) des Antriebsrades (3') ein mit
der Druckmittelzuführung für die mit dem Verriegelungspin (31') in Wirkverbin
dung stehende Arbeitskammer (29) verbundener Druckmittelkanal (10) mündet,
in welchem die bevorzugt als örtliche Querschnittsverengung ausgebildete
Drosselblende (40c) angeordnet und über welchen bei Druckbeaufschlagung
der Arbeitskammer (29) der Verriegelungspin (31') entriegelbar ist.
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