DE19861252B4

DE19861252B4 - Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere Rotationskolben-Verstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle

Info

Publication number: DE19861252B4
Application number: DE19861252A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. Kapp; Jens Dipl.-Ing. Schäfer; Martin Dipl.-Ing. Steigerwald; Eduard Dipl.-Ing. Golovatai-Schmidt; Martin Dr.-Ing Scheidt; Andreas Dipl.-Ing. Strauß
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2018-12-08
Also published as: DE19856318A1; DE19856318B4

Abstract

Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere Rotationskolben-Verstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle, mit folgenden Merkmalen:
– die Vorrichtung (1) ist am antriebsseitigen Ende einer im Zylinderkopf (2) der Brennkraftmaschine gelagerten Nockenwelle (3) befestigt und im Prinzip als in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine steuerbarer hydraulischer Stellantrieb ausgebildet,
– die Vorrichtung (1) besteht im Wesentlichen aus einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung stehendem Antriebsrad (4) und aus einem drehfest mit einer Nockenwelle (3) der Brennkraftmaschine verbundenem Flügelrad (5),
– das Antriebsrad (4) weist einen durch eine hohlzylindrische Umfangswand (6) und zwei Seitenwände (7, 8) gebildeten Hohlraum auf, in dem durch mindestens eine radiale Begrenzungswand (9) mindestens ein hydraulischer Arbeitsraum gebildet wird,
– das Flügelrad (5) weist am Umfang seiner Radnabe (10) mindestens einen sich radial in einen Arbeitsraum des Antriebsrades (2) erstreckenden Flügel (11) auf, der diesen in...

Description

Bezeichnung der Erfindung
Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere Rotationskolben-Verstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1, und sie ist insbesondere vorteilhaft an Rotationskolben-Verstelleinrichtungen zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle realisierbar.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 196 23 818 A1 ist eine gattungsbildende Ventilsteuerzeiten-Regelvorrichtung bekannt, die am antriebsseitigen Ende einer im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine gelagerten Nockenwelle befestigt und im Prinzip als in Abhängigkeit verschiedener Betriebsparameter der Brennkraftmaschine steuerbarer hydraulischer Stellantrieb ausgebildet ist. Diese Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad und aus einem drehfest mit einer No ckenwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Flügelrad, welche miteinander in Kraftübertragungsverbindung stehen um das Drehmoment der Kurbelwelle auf die Nockenwelle der Brennkraftmaschine zu übertragen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist dabei das Antriebsrad einen durch eine hohlzylindrische Umfangswand und zwei Seitenwände gebildeten Hohlraum auf, in dem durch zwei sich zur Längsmittelachse der Vorrichtung erstreckende radiale Begrenzungswände zwei hydraulische Arbeitsräume gebildet werden. Das Flügelrad weist dementsprechend am Umfang seiner Radnabe zwei sich radial in die Arbeitsräume erstreckende Flügel auf, welche die Arbeitsräume in jeweils eine A-Druckkammer und eine B-Druckkammer unterteilen, die bei wahlweiser oder gleichzeitiger Druckbeaufschlagung mit einem hydraulischen Druckmittel eine Schwenkbewegung oder Fixierung des Flügelrades gegenüber dem Antriebsrad und damit der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle bewirken. Darüber hinaus ist das Flügelrad bei Unterschreitung eines zur Verstellung erforderlichen Druckmitteldrucks, wie beispielsweise beim Abschalten der Brennkraftmaschine, durch ein gesondertes Verriegelungselement in einer bevorzugten Basisposition innerhalb seines Verstellbereiches mit dem Antriebsrad mechanisch koppelbar, um insbesondere beim Neustart der Brennkraftmaschine bis zum Aufbau des erforderlichen Druckmitteldrucks ein aus den Wechselmomenten der Nockenwelle resultierendes Anschlagklappern des Flügelrades an den Begrenzungswänden des Antriebsrades zu vermeiden. Dieses, konkret als abgestufter zylindrischer Verriegelungsstift ausgebildetes Verriegelungselement ist in einer zur Längsmittelachse der Vorrichtung parallelen Bohrung am Ende eines Flügels des Flügelrades angeordnet und durch ein Federelement in eine Verriegelungsstellung innerhalb seiner Aufnahme in der nockenwellenabgewandten Seitenwand des Antriebsrades verschiebbar. Dabei wird der mit einem größeren Durchmesser abgebildete Abschnitt des Verriegelungsstiftes durch die Innenwandung der Bohrung im Flügel und der mit einem geringeren Durchmesser ausgebildete Abschnitt des Verriegelungsstiftes, der verriegelungsseitig zur exakten Lagebestimmung zwischen Flügelrad und Antriebsrad zusätzlich konisch ausgeführt ist, durch eine in die Bohrung eingesetzte Führungsbuchse geführt. Die Aufnahme des Verriegelungsstiftes ist konkret als in die nockenwellenabgewandte Seitenwand des Antriebsrades eingearbeitete längliche Bohrung ausgebildet, die sich in eine Richtung quer zur Drehrichtung des Flügelrades erstreckt und über eine Nut mit einer A-Druckkammer der Vorrichtung verbunden ist. Zusätzlich ist die am Übergang zwischen den zylindrischen Abschnitten des Verriegelungsstiftes entstehende Ringfläche über eine Radialbohrung auch mit einer B-Druckkammer der Vorrichtung verbunden, so dass sowohl bei Druckbeaufschlagung der A-Druckkammern der Vorrichtung als auch bei Druckbeaufschlagung der B-Druckkammern der Vorrichtung der Verriegelungsstift hydraulisch in eine Entkoppelstellung innerhalb der Bohrung im Flügel des Flügelrades bewegt werden kann.
Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist es jedoch, dass die Anordnung des Verriegelungsstiftes in einer Bohrung am Ende eines Flügels des Flügelrades eine massive Bauweise der Flügel bedingt und somit die Zahl der möglichen hydraulischen Arbeitsräume in der Vorrichtung auf maximal drei bis vier begrenzt, wenn mit der Vorrichtung ein üblicher Verstellwinkel von ca. 30° NW realisierbar sein soll. Darüber hinaus ist die relativ große Entfernung zwischen der Längsachse der Bohrung im Flügel des Flügelrades und der Längsmittelachse der Vorrichtung ursächlich dafür, dass sich die Steifigkeit der verriegelten Verbindung zwischen dem Flügelrad und Antriebsrad verringert und dass der Verriegelungsstift im Motorbetrieb noch erheblichen Fliehkräften unterliegt, die im Zusammenhang mit der gleichzeitig steigenden Schmutzempfindlichkeit der Verriegelung durch die sich rotationsbedingt am Ende der Flügel anlagernden Schmutzpartikel im hydraulischen Druckmittel die Funktion der Verriegelung nachteilig beeinträchtigen können. Ebenso hat sich die Ausführung der Verriegelung mit einem abgestuften zylindrischen Verriegelungsstift, der mit der zwischen den zylindrischen Abschnitten entstehenden Ringfläche und mit seiner verriegelungsseitigen Ringfläche sowohl mit den A-Druckkammern als auch mit den B-Druckkammern der Vorrichtung verbunden ist, dahingehend als nachteilig erwiesen, dass eine Verriegelung beim Abstellen des Motors nicht möglich ist, da mindestens eine der beiden Flächen am Verriegelungsstift noch mit dem Druck des Druckmittels beaufschlagt ist und somit den Verriegelungsstift in seiner Entkoppelstellung in der Bohrung im Flügel des Flügelrades hält. Dadurch ist die Vorrichtung nicht mit einer gezielten Verriegelung betreibbar und vor allem für Anwendungen an SOHC-Motoren oder an Auslassnockenwellen ungeeignet, bei denen eine Verriegelung des Flügelrades bzw. der Nockenwelle in einer „frühen" Steuerzeitenlage der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine notwendig ist. Die verriegelungsseitig konische Ausführung des Verriegelungsstiftes mit einem konstanten Kegelwinkel hat darüber hinaus im Zusammenhang mit dessen länglicher Aufnahmebohrung in der nockenwellenabgewandten Seitenwand des Antriebsrades den Nachteil, dass bei der Verriegelung hohe Bauteilbelastungen am Flügelrad und am Antriebsrad der Vorrichtung auftreten und dass bei der Entriegelung die Gefahr besteht, dass es zum Verklemmen des Verriegelungsstiftes in der Aufnahmebohrung kommt. Zusätzlich ist der erhöhte Bauraumbedarf und der relativ hohe Fertigungsaufwand für den abgestuften Verriegelungsstift noch als Nachteil zu nennen, da diese ursächlich für eine beschränkte Anwendbarkeit der Vorrichtung bei beengten Platzverhältnissen im Motorraum und für relativ hohe Herstellungskosten der Vorrichtungskosten sind.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen in einer Brennkraftmaschine, insbesondere Rotationskolben-Verstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle, zu konzipieren, welche zwischen ihrem Flügelrad und ihrem Antriebsrad eine einfache und kostengünstig herstellbare Verriegelung mit einem geringen Bauraumbedarf aufweist, die weitestgehend von Fliehkräften unbeeinflussbar sowie schmutzunempfindlich ist und welche so angeordnet bzw. ausgebildet ist, dass die verriegelte Verbindung zwischen Flügelrad und Antriebsrad eine hohe Steifigkeit aufweist und dass ein universeller Einsatz der Vorrichtung auch an SOHC-Motoren oder an Auslassnockenwellen möglich ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung nach dem Ober begriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass das Verriegelungselement als auf seiner gesamten Länge gleichmäßig zylindrischer Verriegelungsstift ausgebildet und in einer Axialbohrung in der Radnabe des Flügelrades angeordnet ist, deren Längsachse einen geringstmöglichen Abstand zur Längsmittelachse der Vorrichtung aufweist.
In zweckmäßiger Weiterbildung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist das Verriegelungselement dabei an seiner aufnahmeseitigen Stirnseite bevorzugt mit einer konvexen Oberfläche ausgebildet, während es an seiner rückseitigen Stirnseite eine axiale Grundbohrung zur Fixierung des einen Endes des bevorzugt als Druckschraubenfeder ausgebildeten Federelementes aufweist. Die konvexe Ausbildung der aufnahmeseitigen Stirnseite hat sich dabei zur Verringerung der Adhäsionskräfte zwischen der Fläche dieser Stirnseite und der Anschlagfläche in Aufnahme des Verriegelungsstiftes als vorteilhaft erwiesen und trägt dadurch, dass nur noch die Adhäsionskräfte zwischen der entstehenden Punktfläche an der Stirnseite des Verriegelungsstiftes und der Anschlagfläche in der Aufnahme überwunden werden müssen, zu einer Verkürzung der Entriegelungszeit bei. Hinsichtlich der in der rückseitigen Stirnseite des Verriegelungsstiftes angeordneten axialen Grundbohrung, in der das eine Ende des als Druckschraubenfeder ausgebildeten Federelementes fixiert wird, besteht alternativ auch die Möglichkeit, diese komplett wegfallen zu lassen, wenn die verwendete Druckschraubenfeder nicht wie vorgesehen im Durchmesser kleiner als der Verriegelungsstift sondern annähernd den gleichen Durchmesser aufweist oder wenn anstelle der Druckschraubenfeder beispielsweise eine einseitig den Durchmesser des Verriegelungsstiftes aufweisende Kegelfeder zur Anwendung kommt.
Als weitere zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäße ausgebildeten Vorrichtung wird es hinsichtlich der Axialbohrung in der Radnabe des Flügelrades noch vorgeschlagen, diese bevorzugt als Durchgangsbohrung auszubilden, die mehrere abgestufte Bohrungsabschnitte mit verschiedenen Bohrungsdurchmessern aufweist. Ein erster Bohrungsabschnitt weist dabei annähernd den Durchmesser des Verriegelungselements auf und bildet die Führung sowie den Axialanschlag des Verriegelungselementes in dessen Entriegelungsstellung. An den ersten Bohrungsabschnitt schließt sich dann ein zweiter durchmesserverringerter Bohrungsabschnitt sowie ein dritter nochmals durchmesserverringerter Endabschnitt an, der zur Druckmittel-Entlüftung der Axialbohrung für das Verriegelungselement vorgesehen ist. Der zweite Bohrungsabschnitt weist dabei den gleichen Durchmesser wie die Grundbohrung in der rückseitigen Stirnseite des Verriegelungselementes auf und ist zusammen mit der Übergangsstufe zum dritten Bohrungsabschnitt der Axialbohrung als axiale und radiale Fixierung des anderen Endes des Federelementes für das Verriegelungselement ausgebildet. Hierbei ist es jedoch auch möglich, den zweiten Bohrungsabschnitt der Axialbohrung wegzulassen und das andere Ende des Federelementes an einem als eingesetzte Buchse oder in anderer geeigneter Weise ausgebildeten Gegenhalter abzustützen. Die Druckmittel-Entlüftung durch den dritten Bohrungsabschnitt der Axialbohrung erfolgt dabei in vorteilhafter Weise immer gegen den bestehenden atmosphärischen Druck und ist in gleicher Weise sowohl an kettengetriebenen als auch an riemengetriebenen Vorrichtungen ausführbar, wobei das entlüftete Druckmittel bei einem Kettentrieb direkt in den Zylinderkopf und bei Riementrieben über eine drucklose Druckkammer in der Vorrichtung in den Druckmitteltank abgeführt wird.
Schließlich wird es in vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung noch vorgeschlagen, dass die Aufnahme des Verriegelungselementes bevorzugt in die nockenwellenzugewandte Seitenwand des Antriebsrades eingearbeitet und dabei derart in der Druckmittelzuführung zu einer der A-Druckkammern der Vorrichtung positioniert ist, dass eine Druckbeaufschlagung aller A-Druckkammern erst nach dem Verschieben des Verriegelungselementes in seine Entriegelungsstellung möglich ist. Eine derartige Anordnung der Aufnahme des Verriegelungselementes hat den Vorteil, dass beim Start der Brennkraftmaschine und einsetzender Druckbeaufschlagung der A-Druckkammern zuerst das Verriegelungselement in seine Entriegelungsstellung verschoben wird, dann das Befüllen der mit der Aufnahme verbundenen A-Druckkammer erfolgt und durch eine dadurch bedingte Schwenkbewegung des Flügelrades der Vorrichtung dann erst die Druckmittelzuleitungen zu den übrigen A-Druckkammern der Vorrichtung frei werden. Dadurch wird vermieden, dass beim Start der Brennkraftmaschine durch den ständig ansteigenden Druck des hydraulischen Druckmittels in den A-Druckkammern eine spielbedingte Relativverdrehung zwischen dem Flügelrad und dem Antriebsrad einsetzt, durch welche die Konturkante der Aufnahme des Verriegelungsstiftes auf die Mantelfläche des Verriegelungsstiftes eine Scherkraft bzw. ein Drehmoment ausübt und somit ein Verklemmen desselben verursacht.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere Rotationskolben-Verstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen den Vorteil auf, dass durch die Verlagerung der Verriegelung von einem Flügel des Flügelrades in die Radnabe des Flügelrades bzw. durch die erhebliche Verkürzung der Entfernung zwischen der Längsachse der Verriegelung und der Längsmittelachse der Vorrichtung einerseits sich die Steifigkeit der verriegelten Verbindung zwischen dem Flügelrad und dem Antriebsrad wesentlich erhöht und andererseits die im Motorbetrieb auf den Verriegelungsstift wirkenden Fliehkräfte erheblich verringert werden. Da die Verriegelung somit auch nicht mehr im Bereich der Druckkammern der Vorrichtung angeordnet ist, sind sowohl fliehkraftbedingte als auch durch sich anlagernde Schmutzpartikel im hydraulischen Druckmittel bedingte Funktionsstörungen der Verriegelung nahezu ausgeschlossen. Ebenso ist es dadurch möglich, die Flügel des Flügelrades weniger massiv, beispielsweise in Plattenform, auszubilden und somit die Herstellungskosten der Vorrichtung zu senken sowie die Zahl der möglichen Arbeitsräume in der Vorrichtung zu erhöhen.
Darüber hinaus hat die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung den Vorteil, dass der auf seiner gesamten Länge gleichmäßig zylindrisch ausgebildete Verriegelungsstift einfach und kostengünstig herstellbar ist sowie einen geringen Bauraumbedarf aufweist, so dass die Herstellungskosten der Vorrichtung noch weiter gesenkt werden und die Vorrichtung auch bei beengten Platzverhältnissen im Motorraum universell einsetzbar ist. Die spezielle Anordnung der Auf nahme des Verriegelungsstiftes und der mit der Aufnahme in Wirkverbindung stehenden Stirnseite des Verriegelungsstiftes sind dabei ursächlich dafür, dass bei der Verriegelung keinerlei Bauteilbelastung mehr zwischen dem Flügelrad und dem Antriebsrad der Vorrichtung auftreten und dass bei der Entriegelung ein Verklemmen des Verriegelungsstiftes in der Aufnahme nicht mehr möglich ist. Außerdem hat die Verbindung der Aufnahme des Verriegelungsstiftes ausschließlich mit einer der A-Druckkammern der Vorrichtung den besonderen Vorteil, dass dadurch eine gezielte Verriegelung der Vorrichtung beim Abstellen der Brennkraftmaschine möglich ist. Da beim Abstellen der Brennkraftmaschine und somit bei stromlosen Steuerventilen der Vorrichtung der Druckmitteldruck auf den B-Druckkammern der Vorrichtung anliegt, wird das Flügelrad zumeist unter Volumenminimierung der jeweiligen A-Druckkammern der Vorrichtung in die für den Start der Brennkraftmaschine notwenige Basisposition verdreht, in welcher der Verriegelungsstift dann zuverlässig einriegelt. Bei Einhaltung einer solchen Schaltlogik für das Steuerventil, d. h. den Druckmitteldruck bei abgestellter Brennkraftmaschine immer auf die Druckkammern der Vorrichtung zu schalten, die das Flügelrad noch in die gewünschte Basisposition verdrehen, ist die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung somit sowohl an Einlassnockenwellen mit Verriegelung in „später" Steuerzeitenlage der Gaswechselventile als auch bei Auslassnockenwellen und an SOHC-Motoren mit Verriegelung in „früher" Steuerzeitenlage der Gaswechselventile einsetzbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und ist in den zugehörigen Zeichnungen schematisch dargestellt. Dabei zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung;
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Aus 1 geht deutlich eine Vorrichtung 1 zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine hervor, die als Rotationskolben-Verstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle 3 gegenüber einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Diese Vorrichtung 1 ist am antriebsseitigen Ende einer im Zylinderkopf 2 der Brennkraftmaschine gelagerten Nockenwelle 3 befestigt und im Prinzip als hydraulischer Stellantrieb ausgebildet, der in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine durch ein nicht dargestelltes elektromagnetisches Hydraulikventil gesteuert wird.
Desweiteren ist in 1 zu sehen, dass die Vorrichtung 1 im Wesentlichen aus einem mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad 4 und aus einem drehfest mit der Nockenwelle 3 der Brennkraftmaschine verbundenen Flügelrad 5 besteht, wobei das Flügelrad 5 im Antriebsrad 4 schwenkbar gelagert ist und mit diesem in Kraftübertragungsverbindung steht. Das Antriebsrad 4 weist dabei einen durch eine hohlzylindrische Umfangswand 6 und zwei Seitenwände 7, 8 gebildeten Hohlraum auf, in dem durch mehrere zur Längsmittelachse der Vorrichtung 1 gerichtete radiale Begrenzungswände 7 mehrere gleichmäßig umfangsverteilte hydraulische Arbeitsräume gebildet werden. Das Flügelrad 5 der Vorrichtung 1 weist dementsprechend am Umfang seiner Radnabe 10 die gleiche Anzahl gleichmäßig umfangsverteilter und sich jeweils radial in einen Arbeitsraum des Antriebsrades 4 erstreckender Flügel 11 auf, welche die Arbeitsräume in jeweils eine A-Druckkammer 12 und eine B-Druckkammer 13 unterteilen, die bei wahlweiser oder gleichzeitiger Druckbeaufschlagung mit einem hydraulischen Druckmittel eine Schwenkbewegung oder Fixierung des Flügelrades 5 gegenüber dem Antriebsrad 4 und damit eine Drehwinkelverstellung oder hydraulische Einspannung der Nockenwelle 3 gegenüber der Kurbelwelle bewirken.
Weiterhin ist aus 1 ersichtlich, dass die Vorrichtung 1 zur Vermeidung eines aus den Wechselmomenten der Nockenwelle resultierenden Anschlag klapperns des Flügelrades 5 beim Start der Brennkraftmaschine ein gesondertes Verriegelungselement 14 aufweist, mit dem das Flügelrad 5 bei Unterschreitung eines zur Verstellung erforderlichen Druckmitteldrucks in einer bevorzugten Basisposition innerhalb seines Verstellbereiches mit dem Antriebsrad 4 mechanisch koppelbar ist. Dieses Verriegelungselement 14 ist in einer zur Längsmittelachse der Vorrichtung 1 parallelen Bohrung im Flügelrad 5 angeordnet und durch ein Federelement 15 in einer Verriegelungsstellung innerhalb einer Aufnahme 16 in der Seitenwand 8 des Antriebsrades 4 verschiebbar. Durch eine Verbindung der Aufnahme 16 des Verriegelungselementes 14 mit zumindest einer Druckkammer 12 oder 13 innerhalb der Vorrichtung 1 ist es möglich, das Verriegelungselement 14 bei Druckbeaufschlagung der Druckkammern 12, 13 wieder hydraulisch in seine Entriegelungsstellung innerhalb der Bohrung im Flügelrad 3 zu bewegen.
Darüber hinaus ist der Darstellung in 1 noch entnehmbar, dass das Verriegelungselement 14 erfindungsgemäß als auf seiner gesamten Länge gleichmäßig zylindrischer Verriegelungsstift ausgebildet ist, der in einer durchgehenden Axialbohrung 17 in der Radnabe 10 des Flügelrades 5 angeordnet und in dieser längsverschiebbar ist. Dabei ist deutlich zu sehen, dass die Längsachse dieser Axialbohrung 17 ausgehend von den Abmessungen aller angrenzenden Bauteile einen geringst möglichen Abstand zur Längsmittelachse der Vorrichtung 1 aufweist, um die im Motorbetrieb entsehenden Fliehkrafteinflüsse auf das Verriegelungselement 14 zu minimieren.
Schließlich ist in 1 der Zeichnungen auch noch angedeutet, dass die Aufnahme 16 des Verriegelungselementes 14 in die nockenwellenzugewandte Seitenwand 8 des Antriebsrades 4 eingearbeitet und dabei derart in der Druckmittelzuführung zu einer A-Druckkammer 12 der Vorrichtung 1 positioniert ist, dass eine Druckbeaufschlagung aller A-Druckkammern 12 erst nach dem Verschieben des Verriegelungselementes 14 in seine Entriegelungsstellung möglich ist. Dadurch wird erreicht, dass das verriegelte Verriegelungselement 14 durch die beim Start der Brennkraftmaschine einsetzende Druckbeaufschlagung der A-Druckkammern 12 zuerst in seine Entriegelungsstellung in der Radnabe 10 des Flügelrades 5 verschoben wird, ehe ein Befüllen aller A-Druckkammern 12 der Vorrichtung 1 möglich ist und gegebenenfalls ein Verklemmen des Verriegelungselementes 14 verursacht.

1: Vorrichtung
2: Zylinderkopf
3: Nockenwelle
4: Antriebsrad
5: Flügelrad
6: Umfangswand
7: Seitenwand
8: Seitenwand
9: Begrenzungswand
10: Radnabe
11: Flügel
12: A-Druckkammer
13: B-Druckkammer
14: Verriegelungselement
15: Federelement
16: Aufnahme
17: Axialbohrung

Claims

Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, insbesondere Rotationskolben-Verstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle, mit folgenden Merkmalen: – die Vorrichtung (1) ist am antriebsseitigen Ende einer im Zylinderkopf (2) der Brennkraftmaschine gelagerten Nockenwelle (3) befestigt und im Prinzip als in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine steuerbarer hydraulischer Stellantrieb ausgebildet, – die Vorrichtung (1) besteht im Wesentlichen aus einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung stehendem Antriebsrad (4) und aus einem drehfest mit einer Nockenwelle (3) der Brennkraftmaschine verbundenem Flügelrad (5), – das Antriebsrad (4) weist einen durch eine hohlzylindrische Umfangswand (6) und zwei Seitenwände (7, 8) gebildeten Hohlraum auf, in dem durch mindestens eine radiale Begrenzungswand (9) mindestens ein hydraulischer Arbeitsraum gebildet wird, – das Flügelrad (5) weist am Umfang seiner Radnabe (10) mindestens einen sich radial in einen Arbeitsraum des Antriebsrades (2) erstreckenden Flügel (11) auf, der diesen in jeweils eine A-Druckkammer (12) und eine B-Druckkammer (13) unterteilt, – die Druckkammern (12, 13) bewirken bei wahlweiser oder gleichzeitiger Druckbeaufschlagung mit einem hydraulischen Druckmittel eine Schwenkbewegung oder Fixierung des Flügelrades (5) gegenüber dem Antriebsrad (4) und damit der Nockenwelle (3) gegenüber der Kurbelwelle, – das Flügelrad (5) ist bei Unterschreitung eines zur Verstellung erforderlichen Druckmitteldrucks durch ein gesondertes Verriegelungselement (14) in einer bevorzugten Basisposition innerhalb seines Verstellbereiches mit dem Antriebsrad (4) mechanisch koppelbar, – das Verriegelungselement (14) ist in einer zur Längsmittelachse der Vorrichtung (1) parallelen Bohrung im Flügelrad (5) angeordnet und durch ein Federelement (15) in eine Verriegelungsstellung innerhalb einer Aufnahme (16) in einer der Seitenwände (7, 8) des Antriebsrades (4) verschiebbar, – die Aufnahme (16) des Verriegelungselementes (14) ist mit zumindest einer Druckkammer (12 oder 13) innerhalb der Vorrichtung (1) verbunden, so dass bei Druckbeaufschlagung dieser Druckkammer (12 oder 13) das Verriegelungselement (14) hydraulisch in eine Entriegelungsstellung innerhalb der Bohrung im Flügelrad (5) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Verriegelungselement (14) als auf seiner gesamten Länge gleichmäßig zylindrischer Verriegelungsstift ausgebildet und in einer Axialbohrung (17) in der Radnabe (10) des Flügelrades (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (14) in seiner rückseitigen Stirnseite (19) eine axiale Grundbohrung (20) zur Fixierung des einen Endes des bevorzugt als Druckschraubenfeder ausgebildeten Federelementes (15) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialbohrung (17) in der Radnabe (10) des Flügelrades (5) bevorzugt als Durchgangsbohrung mit mehreren abgestuften Bohrungsabschnitten ausgebildet ist, von denen ein erster Abschnitt (21) die Führung des Verriegelungselementes (14) bildet, ein zweiter durchmesserverringerter Abschnitt (22) als Fixierung des anderen Endes des Federelementes (15) ausgebildet ist und ein dritter, weiter durchmesserverringerter Abschnitt (23) zur Druckmittel-Entlüftung der Axialbohrung (17) vorgesehen ist.