DE19817319A1 - Nockenwellenversteller für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Für einen Nockenwellenversteller von Brennkraftmaschinen wird ein Aufbau mit einer zentralen Spannschraube zur Fixierung gegenüber der Nockenwelle vorgeschlagen, wobei in die Spannschraube der die Versorgung des Nockenwellenverstellers mit Druckmedium steuernde Schieber integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Nockenwellenversteller der vorgenannten Art (DE 40 29 849 C2) erfolgt dessen Befestigung in stirn­ seitiger Verlängerung einer Nockenwelle über eine zentrale Spannschraube. Die Steuerung der hydraulischen Druckver­ sorgung des Nockenwellenverstellers erfolgt über ein externes 4/2 Wegeventil, von dem aus Versorgungskanäle zur Nockenwelle und über den Innenkörper zu den Stellmitteln verlaufen, die in einem Aufnahmeraum zwischen Innen- und Außenkörper ange­ ordnet sind, wobei über letzteren die Antriebsverbindung zur Kurbelwelle verläuft. Insgesamt führt eine solche Anordnung zu verhältnismäßig langen Leitungswegen mit entsprechenden Leckagen und einer gewissen Elastizität in der Abstützung der Stellmittel aufgrund eines Gasanteiles im Druckmittel. Sowohl die Leckagen wie auch die verhältnismäßig langen Leitungswege in Verbindung mit der Elastizität des Druckmittels führen dazu, daß das System eine hydraulisch ungenügende Steifigkeit aufweist und damit in seiner Regelung nicht zufriedenstellend beherrschbar ist. Zudem führt die Notwendigkeit, die durch Zu- und Abfluß gebildeten Versorgungsleitungen bis zur ex­ ternen Steuereinrichtung zu führen, zu unerwünscht großer axialer Baulänge, da über das benachbarte Nockenwellenlager zwei voneinander getrennte Ölführungen laufen müssen.

Durch die Erfindung soll ein Nockenwellenversteller einer Brennkraftmaschine geschaffen werden, der sich durch be­ sondere Kompaktheit und hohe Funktionstüchtigkeit aus­ zeichnet.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale des An­ spruches 1 erreicht.

Durch die Integration des Mehrwegeventiles in die zentrale Spannschraube kann die Spannschraube mit dem Wegeventil als vormontierte Einheit ausgebildet werden. Desweiteren ist die Länge der Versorgungsleitungen von dem Mehrwegeventil als Teil der Steuereinrichtung zu den hydraulisch beaufschlagten Stellmitteln im Zwischenraum zwischen Innen- und Außenkörper sehr kurz. Damit ergibt sich eine hohe hydraulische Steifig­ keit. Ferner ergibt die erfindungsgemäße Konstruktion die Möglichkeit einer sehr kurzen Baulänge, und dies bei ver­ schiedenen Bauformen für die Stellmittel. Besonders vorteil­ haft gestaltet sich der Einsatz des erfindungsgemäßen Nocken­ wellenverstellers in Verbindung mit seiner Anordnung im Kettenkasten einer Brennkraftmaschine, da so für den Nocken­ wellenversteller keine absolut öldichte Konstruktion erfor­ derlich ist und außerdem der dem Steuerschieber zugeordnete Stellantrieb seinerseits unabhängig vom Nockenwellenver­ steller am Kettenkasten befestigt werden und beispielsweise durch einen Proportionalmagneten gebildet sein kann, der in vergleichsweise geschützter Lage angeordnet ist. Insbesondere ergibt sich bei dieser Anordnung auch eine geringe Wärmebe­ lastung für den Magneten, wodurch dieser verhältnismäßig klein ausgebildet werden kann. Bezogen auf die Montage gibt die besagte Anordnung des Stellmagneten desweiteren den Vor­ teil, daß dieser nach Anbringung des Nockenwellenverstellers an der Nockenwelle gegenüber dem mit dem Steuerverschieber verbundenen Anker positioniert werden kann, so daß eine be­ rührungslose Kraftübertragung bei sehr kleinen Spaltmaßen realisiert werden kann, mit entsprechend hohen Wirkungsgraden und entsprechender Verringerung der Baugröße.

In Ausgestaltung der Erfindung kann die Zentrierung des Nockenwellenverstellers gegenüber der Nockenwelle unmittelbar über die als Zentralschraube ausgebildete Spannschraube er­ folgen, was besonders enge Toleranzen ermöglicht, oder auch mittelbar über den von der Spannschraube getragenen Innen­ körper, wobei in beiden Fällen der freie Rücklauf der Hydrau­ likflüssigkeit als Druckmedium benachbart zum Nockenwellen­ versteller durch eine Radialbohrung der Nockenwelle in den Kettenkasten erfolgen kann.

Für einen einfachen Aufbau von Nockenwellenverstellern, ins­ besondere von solchen gemäß dem Anspruch 1 erweist es sich als zweckmäßig, wenn zumindest eine der Stirnwände des Nockenwellenverstellers einstückig mit einem anderen Bauteil des Nockenwellenverstellers ausgebildet wird. Erfindungsgemäß kann hierfür die Spannschraube an ihrem von der Nockenwelle abgelegenen Ende mit einem Radialbund zu versehen, der eine der stirnseitigen Wände des Nockenwellenverstellers bildet und den Aufnahmeraum zwischen Innenkörper und Außenkörper stirnseitig abschließt. Für die gegenüberliegende Stirnwand erweist sich erfindungsgemäß ein entsprechender Aufbau als zweckmäßig, bei dem der Innenkörper nockenwellenseitig in einen Radialbund übergeht, der eine stirnseitige Wand des Nockenwellenverstellers bildet und damit den Aufnahmeraum zwischen Innenkörper und Außenkörper nach der Gegenseite ab­ schließt. Von Vorteil ist es, wenn der Außenkörper zwischen den Stirnwänden liegt und auf gegenüber dem Umfang radial nach innen abgesetzten, axialen Schultern der Stirnwände ge­ lagert ist, eine Lösung, die insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die zwischen Innenkörper und Außenkörper vorge­ sehenen, hydraulisch beaufschlagbaren Stellmittel durch einen Ringkolben gebildet sind. Eine solche Konstruktion erlaubt enge Toleranzen, und damit kleine Spaltmaße mit hoher Dicht­ wirkung, so daß auch unter Arbeitsdrücken die jeweils einge­ stellte Winkellage des Nockenwellenverstellers gut gehalten wird und geringer Nachstellbedarf aufgrund Leckagen besteht.

Eine weitere erfindungsgemäße, insbesondere in Verbindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorteilhafte Ausgestaltung be­ steht darin, Innen- und Außenkörper mit stirnseitigen Plan­ flächen zu versehen und die stirnseitig Abdeckung durch Ring­ deckel zu bilden. Die Ringdeckel können radial innen an Ring­ bunden der Spannschraube oder der Nockenwelle anschließen, wobei eine solche Ausgestaltung insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn die Zentrierung des Außenkörpers gegenüber dem Innenkörper unmittelbar erfolgt, beispielsweise dadurch, daß die Stellmittel durch dem Außenkörper zugeordnete, radial nach innen ragende Kolbenflügel gebildet sind, die in durch dem Innenkörper zugeordnete Gegenflügel begrenzte Ring­ sektoren des Aufnahmeraumes hineinragen, so daß gegeneinander abgegrenzte Arbeitskammern entstehen. Bei einer derartigen Lösung kann die Zentrierung unmittelbar über die Stirnseiten der Flügel oder Gegenflügel erfolgen. Vorteilhaft können Innen- und Außenkörper jeweils stirnseitig plangeschliffen sein und über die Ringdeckel, die ebenfalls plangeschliffen sind, abgedeckt sein. Eine derartige Lösung ist fertigungs­ technisch besonders einfach, zumal die axiale Verspannung des Nockenwellenverstellers gegenüber der Nockenwelle dadurch er­ reicht werden kann, daß die Anlageflächen für die Ringdeckel am Innenkörper gleichzeitig Spannflächen für die Nockenwelle bzw. die Spannschraube bei Verspannung des Verstellers gegen­ über der Nockenwelle bilden.

Fällt bei Nockenwellenverstellern der besprochenen Art der Druck des Hydraulikmediums, z. B. bei Stillstand der Brenn­ kraftmaschine ab, so sollte das jeweils zur Verdrehung des Außenkörpers gegenüber dem Innenkörper hydraulisch beauf­ schlagbare Stellmittel in einer Einstellage gehalten sein, um bei Starten der Brennkraftmaschine bis zum Aufbau eines ent­ sprechenden Druckpotentials ein Schlagen der Stellmittel unter Einfluß der in unterschiedlichen Drehrichtungen auf die Nocken der Nockenwelle wirkenden Kräfte zu vermeiden. In Ver­ bindung mit einem Ringkolben als Stellmittel ist dies in be­ kannter Weise über eine den Ringkolben in Richtung auf eine der Startstellung der Brennkraftmaschine entsprechende End­ lage belastende Axialfeder möglich. Eine weitere auch eigen­ ständig erfinderische Möglichkeit, die insbesondere in Ver­ bindung mit der Ausbildung des Außenkörpers als Flügelrotor, d. h. mit zwischen Gegenflügel des Innenkörpers ragenden Kolbenflügeln zweckmäßig ist, sich aber auch in Verbindung mit Ringkolben verwirklichen läßt und zu einer weiteren Ver­ kürzung der Baulänge dort beiträgt, besteht darin, die Ver­ riegelung in einer der Startstellung entsprechenden Endlage der Stellmittel dadurch vorzunehmen, daß dem Außenkörper ein im wesentlichen radial verschiebbarer Rastbolzen zugeordnet wird, der in Richtung auf den Innenkörper federbelastet ist und der bei Aufbau von Öldruck entgegen der Federlast aus seiner ihm im Innenkörper zugeordneten Rastöffnung herausge­ schoben wird, so daß Außen- und Innenkörper gegeneinander frei verdrehbar sind.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Desweiteren wird die Erfindung anhand der Zeichnungen mit zusätzlichen Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Schnittdarstellung gemäß I-I in Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Nockenwellenversteller gemäß der Erfindung, teilweise schematisiert dargestellt, wobei der Nockenwellenversteller in Verlängerung zur Nockenwelle der nicht weiter dargestellten Brennkraft­ maschine angeordnet und von einem hier ebenfalls nicht weiter dargestellten, stirnseitig zur Brennkraft­ maschine vorgesehenen Kettenkasten aufgenommen wird,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1, in verein­ fachter Darstellung,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des zentralen, den Steuerschieber umfassenden Bereiches in Fig. 1,

Fig. 4 eine der Fig. 1 weitgehend entsprechende Darstellung eines Nockenwellenverstellers in einer abgewandelten Ausgestaltung, und

Fig. 5 in einer vergrößerten Darstellung und einer den Fig. 1 und 4 entsprechenden Schnittführung eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Nocken­ wellenverstellers.

Der Nockenwellenversteller gemäß Fig. 1 bis 3 ist insge­ samt mit 1 bezeichnet und in Zuordnung zu einer Nockenwelle 2 einer Brennkraftmaschine dargestellt, die hier nur schema­ tisiert angedeutet und mit 3 bezeichnet ist und an deren dem dargestellten Ende der Nockenwelle 2 zugeordneter Stirnseite ein Kettenkasten vorgesehen ist, der weitgehend nur schema­ tisiert angedeutet und mit 4 bezeichnet ist. An diesem Kettenkasten 4 ist in axialer Verlängerung zur Nockenwelle 2, und dieser gegenüberliegend, der dem Nockenwellenversteller 1 zugeordnete Stellantrieb 5 vorgesehen, der durch einen Stell­ magneten gebildet ist und der von außen auf die der Brenn­ kraftmaschine 3 gegenüberliegende Stirnseite des Ketten­ kastens 4 aufgeschraubt ist, wie bei 6 angedeutet.

Der durch einen Stellmagneten gebildete Stellantrieb 5 wirkt mit dem Anker 7 eines Steuerschiebers 8 zusammen, der in eine Zentralschraube als Spannschraube 9 integriert ist, über die der Nockenwellenversteller 1 stirnseitig an der Nockenwelle 2 angeflanscht ist, wobei die Spannschraube 9 mit dem Steuer­ schieber 8 des Nockenwellenverstellers 1 sowie dem Stell­ antrieb 5 koaxial zur Nockenwelle 2 liegt.

Auf der Spannschraube 9 sitzt, gegen die Nockenwelle 2 axial verspannt, der Innenkörper 10 des Nockenwellenverstellers 1, dem ein Außenkörper 11 zugeordnet ist, der an seinem Außenum­ fang Verzahnungen 12 aufweist, über die, in bezogen auf Dreh­ richtung und Drehzahl fester Zuordnung, die Nockenwelle 2 von der hier nicht dargestellten Kurbelwelle der angedeuteten Brennkraftmaschine 3 angetrieben wird. Anstelle eines hier angedeuteten und angesprochenen Kettentriebes können selbst­ verständlich auch andere Antriebsverbindungen treten, wie beispielsweise Zahnriemenantriebe oder auch Zahnradantriebe.

Der Außenkörper 11 weist über seinen Umfang verteilt radial nach innen ragende Kolbenflügel 13 auf, denen seitens des Innenkörpers 10 Gegenflügel 14 zugeordnet sind, wobei jeweils zwei Gegenflügel 14 einen Ringsektor 15 begrenzen, in dem ein Kolbenflügel 13 des Außenkörpers 11 liegt, wobei der Außen­ körper 11 mit seinen ihm zugeordneten Kolbenflügeln 13 quasi einen Flügelrotor bildet, der gegenüber dem Innenkörper 10 über einen Winkelbereich verstellbar ist, der durch die Ge­ genflügel 14 eines Ringsektores 15 begrenzt ist.

Innerhalb des jeweiligen Ringsektores 15 begrenzen Kolben­ flügel 13 und Gegenflügel 14 jeweils zwei Arbeitskammern 16, 17, die hydraulisch beaufschlagbar sind, und zwar gesteuert über den Steuerschieber 8.

Aus Fig. 1 und 3 ist ersichtlich, daß der Innenkörper 10 der Nockenwelle 2 zugewandt einen radial abgesetzten Axialbund 18 aufweist, der von einem Zentrierbund 19 der Nockenwelle 2 übergriffen ist, so daß bei axialer Verspannung des Nocken­ wellenverstellers 1 über die Spannschraube 9 eine Zentrierung des Nockenwellenverstellers 1 gegenüber der Nockenwelle 2 er­ reicht ist.

Die Zuführung von Druckmedium auf die jeweilige Arbeitskammer 16 bzw. 17 erfolgt bei der Darstellung gemäß Fig. 1 bis 3 in nicht näher gezeigter Weise über eine Lagerstelle der Nockenwelle im Gehäuse der Brennkraftmaschine und Radial­ bohrungen 20 in der Nockenwelle 2. Ausgehend hiervon führt ein Axialkanal 21, 22 über Nockenwelle 2 und Innenkörper 10 zu einem Ringraum 23 im Innenkörper, der in Überdeckung zu Radialbohrungen 24 in der Spannschraube 9 liegt. Diese münden auf einen Ringraum 25 des Steuerschiebers 8 aus, der zwischen Ringbunden 26, 27 des Steuerschiebers 8 liegt, über die der Ringraum 25 axial begrenzt ist.

Der von der Nockenwelle 2 abgelegene Ringbund 26 begrenzt mit einem weiteren, nach der von der Nockenwelle 2 abgelegenen Seite versetzten Ringbund 28 einen weiteren Ringraum 29, der über eine radiale Anschlußbohrung und eine Axialbohrung 30 mit der Aufnahme 31 in Verbindung steht, die über eine die bodenseitige Begrenzung der Aufnahme 31 durchsetzende Bohrung 32 und einen radialen, den Axialbund 18 und den Zentrierbund 19 der Nockenwelle 2 durchsetzenden Verbindungskanal 33 in den Kettenkasten 4 ausmündet.

Die die Arbeitskammern 16 und 17 beinhaltenden Ringsektoren 15 sind seitlich durch Ringdeckel 34 und 35 geschlossen, die flächig Teile der Stirnflächen des Innenkörpers 10 und des Außenkörpers 11 überdecken, wobei im Ausführungsbeispiel ge­ mäß Fig. 1 der Außenkörper 11 am Außenumfang die Deckel 34 und 35 radial führende Axialbunde 36 und 37 aufweist. Die Ringdeckel 34 und 35 sind über axiale Spannschrauben 38 gegen die Stirnflächen des Innenkörpers 10 und des Außenkörpers 11 anliegend gehalten.

Zur Fixierung des Außenkörpers 11 als Flügelrotor in seiner der Startstellung der Brennkraftmaschine entsprechenden Stellung, die im Regelfall einer Spät-Stellung der Nocken­ welle entspricht, ist im Bereich eines Kolbenflügels 13 des Außenkörpers 11 ein Sperrelement 39 in Form eines Radial­ bolzens vorgesehen, der in Richtung auf den Innenkörper 10 federbelastet ist und dem im Innenkörper 10 eine Rastöffnung 40 zugeordnet ist. Die Rastöffnung 40 steht in Überschneidung zu einem auf die Kammer 16 ausmündenden Radialkanal 41, der von einer im Innenumfang des Innenkörpers 10 vorgesehenen Ringnut 42 ausgeht. Diese steht in Überdeckung zu Radial­ bohrungen 43 in der die Führung des Steuerschiebers 8 bildenden, die Aufnahme für den Steuerschieber begrenzenden Axialwandung der Spannschraube 9. Bezogen auf die Darstellung gemäß Fig. 1 axial versetzt und auf die jeweils andere Arbeitskammer 17 ausmündend sind, in Fig. 2 strichliert dar­ gestellt, Radialkanäle 44 im Innenkörper 10 vorgesehen, die auf Ringnuten 45 (Fig. 1 und 3) ausmünden, welche in Ober­ deckung zu Radialbohrungen 46 in der Wandung der Spann­ schraube 9 stehen.

Wird die Brennkraftmaschine 3 angefahren, so wird über die Radialbohrung 20 in der Nockenwelle 2 Druckmedium zugeführt, das über die Axialkanäle 21 und 22 in den Ringraum 25 des Steuerschiebers 8 gelangt. Der Startstellung entsprechend nimmt dieser zunächst seine der Nockenwelle 2 benachbarte, federbelastete Endlage ein, bis mit Durchführung des Start­ vorgangs der Stellantrieb 5 aktiviert und durch den Stell­ magneten der Anker 7 angezogen wird, so daß der Ringraum 25 in Überdeckung zur Radialbohrung 43 in der Spannschraube 9 und über die Ringnut 42 zum Radialkanal 41 kommt, und damit das Sperrelement 39 und die Kammer 16 mit Druckmedium beauf­ schlagt. Das Sperrelement 39 wird hierdurch entgegen der Federkraft verschoben, die über das Sperrelement 39 ausgeübte Verriegelung aufgehoben und der Außenkörper 11, bezogen auf die Darstellung gemäß Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn in Rich­ tung einer Früh-Stellung der Nockenwelle verschwenkt. Ist über eine entsprechende Ansteuerung des Steuermagneten des Stellantriebes, in Abhängigkeit von der Motorsteuerung, die gewünschte Nockenwellenlage erreicht, so wird der Steuer­ schieber 8 mit seinen beiden Ringbunden 26 und 27 in Über­ deckung zu den Bohrungen 43 und 46 gebracht, die Zufuhr von Druckmedium zu den Kammern 16 und 17 also unterbrochen, so­ lange die Sollnockenwellenlage gegeben ist. Ergeben sich ge­ genüber dieser, beispielsweise durch Leckagen, Ver­ schiebungen, so wird über den Stellmagneten 5 als kontinuierlich steuerndes Element entsprechend nachgesteuert, d. h. durch Zufuhr bzw. Ablassen von Druckmedium zu der einen oder anderen Kammer 17 bzw. 18 die notwendige Nachstellung vorgenommen.

Wird die Brennkraftmaschine 3 abgeschaltet, so geht der Steuerschieber 8 in die gezeigte Ausgangslage zurück, in der die Kammer 16 über den Ringraum 29 an den Rücklauf ange­ schlossen ist, so daß sich die Kammer 16 entleert und gleich­ zeitig auch der das Sperrelement 39 bildende Bolzen durch die Federkraft in seine Sperrstellung verschoben werden kann. In beiden Endstellungen des Steuerschiebers 8 ist die jeweils nicht druckbeaufschlagte Kammer gegen die Rücklauf offen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 liegt ein in Achsrichtung der Nockenwelle 2 sehr kurz bauender Nocken­ wellenversteller 1 vor, bei dem der Innenkörper 10 über die Spannschraube 9 axial gegen die Nockenwelle 2 verspannt ist und ausgehend vom Innenkörper 10 über die Ringdeckel 34 und 35 die axiale Lage auch des Außenkörpers 11 bestimmt ist. Un­ geachtet dessen ist es auch bei dieser Ausgestaltung möglich, die dem Außenkörper 11 zugeordnete Verzahnung 12 baulich ge­ genüber dem gezeigten Ausführungsbeispiel axial versetzt an­ zubringen, und zwar auch über die gegebene Breite des Nocken­ wellenverstellers 1 in der gezeigten Form hinausgehend, bei­ spielsweise dadurch, daß der Außenkörper 11 mit einem radial versetzten Ringbund am Außenumfang verbreitert wird.

Fig. 4 zeigt eine im wesentlichen in Darstellung und Aufbau der Fig. 1 entsprechende Konstruktion, wobei auch hier in erfindungsgemäßer Weise über den in die Spannschraube 9 inte­ grierten Steuerschieber 8 die Funktion eines 4/2-Propor­ tional-Ventiles verwirklicht ist. Unter Verwendung von gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 3, soweit keine Ab­ weichungen gegeben sind, und soweit möglich jeweils ent­ sprechender, aber um die Zahl 100 erhöhter Bezugszeichen, so­ weit Abweichungen gegeben sind, wird die Beschreibung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 4 auf die abweichenden Merkmale beschränkt.

Dies ist einmal die Ausbildung von Innenkörper 110 und Außen­ körper 111 als plane Scheiben, so daß diese in zur Achse der Nockenwelle 2 senkrecht stehenden Ebenen liegende Stirnseiten aufweisen und durch ebenfalls plane Ringdeckel 134, 135 abge­ deckt werden können. Entsprechend der planen Ausführung des Innenkörpers 111 muß bei einer derartigen Lösung die Zen­ trierung gegenüber der Nockenwelle 2 über einen Zentrierbund 119 unmittelbar gegenüber dem Umfang der Spannschraube 9 er­ folgen.

Dargestellt ist im Ausführungsbeispiel desweiteren radial außen eine Abdichtung 147 durch Ringdichtungen zwischen dem Außenkörper 110 und den Ringdeckeln 134 und 135. Dies ge­ schieht nur beispielshalber, eine solche Abdichtung ist aber im Regelfall dann entbehrlich, wenn die Stirnseiten von Außenkörper 110 und Innenkörper 111 sowie der gegen diese ge­ richteten Flächen der Deckel 134, 135 entsprechend fein be­ arbeitet sind, da die Arbeitsdrücke verhältnismäßig klein sind.

Eine weitere Ausgestaltung eines Nockenwellenstellers 201 ist in Fig. 5 gezeigt, wobei für die Darstellung gemäß Fig. 5 Bezugszeichen zwischen 200 und 300 Verwendung finden, unge­ achtet dessen, daß die Grundfunktion des Nockenwellenver­ stellers 201 gemäß Fig. 5 jener gemäß Fig. 1 bis 3 ent­ spricht. Im wesentlichen sind die baulichen Unterschiede durch die Verwendung eines axial verschieblichen Ringkolbens 264 als Stellmittel zur Verdrehung des Außenkörpers 211 ge­ genüber dem Innenkörper 210 gegeben, im Gegensatz zur Ver­ wendung eines Flügelrotors gemäß Fig. 1. Dementsprechend kann bezüglich der Funktion teilweise auch auf die bisherigen Darlegungen verwiesen werden, die die erfindungswesentlichen Details der vorstehend angesprochenen Fig. 1 bis 4 an­ sprechen.

Der Nockenwellenversteller 201 gemäß Fig. 5 ist in nicht näher dargestellter Weise über eine Spannschraube 209 axial gegen eine schematisiert angedeutete Nockenwelle 202 ver­ spannt. Die Spannschraube 209 bildet dabei an ihren kopf­ seitigen, von der Nockenwelle 202 abgelegenen Ende mit einem Ringbund einen Deckel 234. Auf der Spannschraube 209 ist der Innenkörper 210 geführt, der seinerseits einen axial ver­ laufenden radial inneren Hülsenteil aufweist, der mit 260 be­ zeichnet ist und der, von der Spannschraube 209 axial durch­ setzt, an seinem der Nockenwelle 202 zugewandten Ende einen Radialbund trägt, der ebenfalls einen Deckel 235 bildet. Zwischen den beiden Deckeln 234 und 235 liegt der Außenkörper 211, wobei die Deckel 234 und 235 im Bereich ihres Außen­ umfanges radial nach innen abgesetzte Ringschultern 261, 262 aufweisen, die axiale Führungsflächen für den Außenkörper 211 bilden, der zwischen den Deckeln 234 und 235 liegt und der an seinem Außenumfang die Verzahnung 263 trägt, über die der Kettenantrieb von der Kurbelwelle der hier nur angedeuteten Brennkraftmaschine 203 verläuft, wobei der Nockenwellenver­ steller 201, wie schon anhand der Fig. 1 erläutert, in einem Kettenkasten 204 der Brennkraftmaschine liegt, von dem hier nur ein Ausschnitt ge zeigt ist und an dem außenseitig ein Stellantrieb 205 in Form eines Stellmagneten für den in die Spannschraube 209 integrierten Steuerschieber 208 vorgesehen ist. Der Steuerschieber 208 mit dem Stellantrieb 205 ist im Prinzip wie anhand der Fig. 1 erläutert aufgebaut und es wird deshalb auf die diesbezüglichen Erläuterungen verwiesen.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel bildet die Spannschraube 209 einen Aufnahmeraum 231 für den Steuerschieber 208, und in dem die Wandung des Aufnahmeraumes 231 bildenden Teil des Steuerschiebers 208 sind, analog zur Fig. 1, Steuerbohrungen bildende Radialbohrungen 224, 243 und 246 vorgesehen, über die die Versorgung der Arbeitskammern 216, 217 des Nocken­ wellenverstellers 201 erfolgt.

Diese Arbeitskammern 216, 217 sind in dem Ringraum zwischen dem Hülsenteil 260 des Innenkörpers 210 und dem Außenkörper 211 vorgesehen und werden durch einen Ringkolben 264 vonein­ ander getrennt, der in Richtung auf seine der Startstellung entsprechende Lage - minimale Größe der Arbeitskammer 216 - durch eine Feder 265 belastet ist. Der Ringkolben 264 ist radial innen mit einer sich nach der von der Feder 265 abge­ wandten Seite erstreckenden Hülse 266 versehen, die mit dem Außenkörper 211 und der Hülse 260 des Innenkörpers 210 je­ weils durch eine Verzahnung verbunden ist. Diese mit 267 und 268 bezeichneten Verzahnungen sind jeweils durch eine schräg verzahnte Zahnpaarung gebildet, wobei die Verzahnungen 267 und 268 entgegengesetzt gepfeilt sind, so daß durch Axialver­ schiebung des Ringkolbens 264 der Innenkörper 210 und der Außenkörper 211 gegeneinander verdreht werden. In ent­ sprechender Weise erfolgt die Verstellung der Nocken­ wellenlage, und zwar ausgehend von der gezeigten Stellung, die einer Spät-Stellung entspricht (Startstellung), in eine Frühstellung, die der nicht dargestellten, entgegengesetzten Lage des Ringkolbens 264 entspricht.

Die dem Außenkörper 211 zugeordnete Verzahnung 263 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 von einem radial nach außen ragenden Winkelring 269 getragen, wobei die Verzahnung 263 dem axial verlaufenden Profilschenkel zugeordnet ist. Durch entsprechende Gestaltung eines derartigen Überbrückungs­ elementes, das hier als Winkelring 269 ausgebildet ist, läßt sich die Verzahnung bei gleichem Aufbau des Nockenwellenver­ stellers 201 axial und auch radial den Bedürfnissen ent­ sprechend positionieren, bzw. auch in der Größe des Durch­ messers verändern.

Die Startstellung ist bei dem in Fig. 5 dargestellten Aus­ führungsbeispiel durch die Belastung des Ringkolbens 264 mit der Feder 265 festgelegt. Mit Starten der Brennkraftmaschine 203 und Zuführung von Druckmedium bei gleichzeitiger Axial­ verschiebung des Steuerschiebers 208 wird die Radialbohrung 243 freigegeben und Druckmedium in die Kammer 216 über die aus der Zeichnung ersichtlichen und anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterten Wege eingeführt. Ist die jeweils über die Motorsteuerung vorgegebene Nockenwellenlage angefahren, durch entsprechende Axialverschiebung des Ringkolbens 264, so wird der Steuerschieber 208 bezogen auf die Bohrungen 243 und 246 über den Stellantrieb 205 in eine Sperrstellung gefahren. Diese wird im weiteren durch beidseitige Druckbeaufschlagung des Ringkolbens 264, also Druckmittelzufuhr zu den Arbeits­ kammern 216 und/oder 217 aufrechterhalten oder den Vorgaben der Motorsteuerung entsprechend verändert. Mit Abschalten der Brennkraftmaschine 203 nimmt der Steuerschieber 208 wiederum die hier dargestellte Lage ein, in der die Arbeitskammer 216 an den Rücklauf angeschlossen ist, so daß der Ringkolben 264 in seine der Startlage entsprechende, gezeichnete Stellung über die Feder 265 gedrückt werden kann.

Die Zentrierung des Nockenwellenverstellers 201 gegenüber der Nockenwelle 202 erfolgt im gezeichneten Ausführungsbeispiel über einen durch einen radialen Absatz gebildeten Ringbund 270 des Innenkörpers 210. Nach erfolgter Montage des Nocken­ wellenverstellers 201 auf der Nockenwelle 202 kann der Stell­ antrieb 205 auf den Anker 207 des Steuerschiebers 208 ausge­ richtet werden, da dieser außenseitig am Kettengehäuse vorge­ sehen ist und gegen dieses, wie bei 271 angedeutet, ver­ schraubt ist, so daß sich bei der erfindungsgemäßen Lösung ein berührungsloser Stellantrieb mit minimalen Spalten und dementsprechend auch in der Leistung kleinen Stellmagneten verwirklichen läßt.

Die erfindungsgemäße Integration des Steuerschiebers 208 in die Spannschraube 209 als zentrales Element des Nockenwellen­ verstellers 201 ermöglicht zwischen dem Steuerschieber 208 und den Arbeitskammern 216, 217 sehr kurze Verbindungswege, so daß sich eine hydraulisch sehr steife und sehr gut regel­ bare Verstelleinrichtung ergibt.

Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist es im Rahmen der Erfindung grundsätzlich auch möglich, den Ringkolben in seiner der Startstellung entsprechenden Stellung nicht durch Federkraft, sondern durch mechanische Verrastung zu fixieren, wobei dies über eine Lösung gemäß jener, die anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert wurde, ge­ schehen kann.

Claims (21)

1. Nockenwellenversteller für Brennkraftmaschinen, der im Antrieb einer Nockenwelle von der Kurbelwelle liegt und koaxial mit der Nockenwelle zu verbinden ist, mit einem zur Nockenwelle drehfesten Innenkörper, der über eine zentrale Spannschraube axial gegen die Nockenwelle verspannbar ist, einem gegenüber dem Innenkörper verdrehbaren Außenkörper, über den die Antriebsverbindung zur Kurbelwelle läuft, einem Aufnahmeraum zwischen Innenkörper und Außenkörper für hydraulisch beaufschlagbare Stellmittel zur Verdrehung des Außenkörpers gegenüber dem Innenkörper und einer diesen Stellmitteln zugeordneten Steuereinrichtung mit einem Mehrwegeventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrwegeventil (Steuerschieber 8, 208) in die Spannschraube (9, 209) integriert ist, die als Gehäuse eine axiale Aufnahme für einen zentral liegenden und axial verschiebbaren Steuerschieber (8, 208) bildet.

2. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Innenkörper (10) tragende Spannschraube (9) über den Innenkörper (10) gegenüber der Nockenwelle (2) zentriert ist.

3. Nockenwellenversteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (2) einen axialen, einen stirnseitigen Schulterbereich (Axialbund 18) des Innenkörpers (10) übergreifenden Zentrierbund (19) aufweist.

4. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Innenkörper (10) tragende Spannschraube (9) mit ihrem nockenwellenseitigen Ende in einen axialen Zentrierbund (119) der Nockenwelle (2) eingreift und gegen diesen abgestützt ist.

5. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (9) an ihrem nockenwellenseitigen Ende in einen Gewindeansatz ausläuft, der von der nockenwellenseitigen Stirnwand der Aufnahme (31) für den Steuerschieber (8) getragen ist.

6. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (209) an ihrem von der Nockenwelle (202) abgelegenen Ende einen Radialbund (Deckel 234) aufweist, der eine stirnseitige Wand eines zwischen Innenkörper (210) und Außenkörper (211) liegenden Aufnahmeraumes bildet.

7. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (210) nockenwellenseitig einen Radialbund (Deckel 235) aufweist, der eine stirnseitige Wand eines zwischen Innenkörper und Außenkörper liegenden Aufnahmeraumes bildet.

8. Nockenwellenversteller nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (211) zwischen den Radialbunden (Deckel 234, 235) liegt.

9. Nockenwellenversteller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialbunde (Deckel 234, 235) an ihren einander zugewandten Seiten axiale Führungsflächen für den Außenkörper (211) aufweisen.

10. Nockenwellenversteller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Führungsflächen von radial nach innen abgesetzten Schultern (261, 262) der Radialbunde (Deckel 234, 235) gebildet sind.

11. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (111) und der Außenkörper (110) stirnseitig plan ausgebildet sind und über Ringdeckel (134, 135) flächig abgedeckt sind.

12. Nockenwellenversteller nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdeckel (134, 135) radial innen an Ringbunde der Spannschraube (9) und/oder der Nockenwelle (2) anschließen.

13. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel zur Verdrehung des Außenkörpers (211) gegenüber dem Innenkörper (210) einen im Aufnahmeraum zwischen Außenkörper (211) und Innenkörper (210) liegenden Ringkolben (264) aufweisen, der über entgegengesetzt gepfeilte Schrägverzahnungen (267, 268) gegenüber dem Außenkörper (211) einerseits und dem Innenkörper (210) andererseits abgestützt ist, derart, daß durch axiales Verschieben des Ringkolbens (264) der Außenkörper (211) gegenüber dem Innenkörper (210) verdrehbar ist.

14. Nockenwellenversteller nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägverzahnungen (267, 268) dem Außenumfang und dem Innenumfang einer in axialer Verlängerung des Ringkolbens (264) vorgesehenen Hülse (266) zugeordnet sind.

15. Nockenwellenversteller nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (264) in Richtung auf eine Endlage federbelastet ist.

16. Nockenwellenversteller nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die federbelastete Endlage des Ringkolbens (264) der Startstellung der Brennkraftmaschine zugeordnet ist.

17. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel durch dem Außenkörper (11) zugeordnete, radial nach innen ragende Kolbenflügel (13) gebildet sind, die in durch dem Innenkörper zugeordnete Gegenflügel (14) begrenzte Ringsektoren (15) des Aufnahmeraumes hineinragen und hydraulisch beaufschlagbare Arbeitskammern (16, 17) gegeneinander abgrenzen.

18. Nockenwellenversteller nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlaglage der Kolbenflügel (13) der Startstellung der Brennkraftmaschine entspricht und daß der Außenkörper (11) in seiner dieser Startstellung entsprechenden Lage gegen den Innenkörper (10) verriegelbar ist.

19. Nockenwellenversteller nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung durch ein im Außenkörper (11) geführtes, in Richtung auf den Innenkörper (10) federbelastetes und in eine Rastöffnung (40) des Innenkörpers (10) einschiebbares Sperrelement (39) gebildet ist.

20. Nockenwellenversteller nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (39) durch einen Radialbolzen gebildet ist, der in seiner Raststellung entgegen der Federbelastung hydraulisch beaufschlagbar ist.

21. Nockenwellenversteller nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastöffnung (40) durch eine Bohrung gebildet ist, die mit einem Zufuhrkanal zu der Arbeitskammer (16) verbunden ist, die zum Verdrehen des Außenkörpers (11) aus seiner der Startstellung entsprechenden Endlage mit Druckmittel beaufschlagbar ist.