DE4237193A1 - Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung zum relativen Verdrehen einer Welle und Einrichtung zum relativen Verdrehen der Welle einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung zum relativen Verdrehen einer Welle sowie einer Ein­ richtung zum relativen Verdrehen der Nockenwelle einer Brennkraft­ maschine gegenüber dem drehbar auf der Nockenwelle angeordneten An­ triebsrad derselben. Bei derartigen bekannten Einrichtungen und Ver­ fahren zur Ansteuerung wird über ein Steuerventil eine Kolben-Zylin­ dereinrichtung beaufschlagt, und der Kolben verschiebt ein Koppel­ glied, welches in einer Ausnehmung der Nockenwelle gelagert ist. Am Koppelglied, das mit der Nockenwelle in Eingriff steht, befinden sich Gerad- und Schrägverzahnungen, die beim Verschieben des Stell­ kolbens die Nockenwelle gegenüber dem Antriebsrad verdrehen. Eine von der Nockenwelle angetriebene hydrostatische Pumpe liefert das für die Verstellung des Stellkolbens nötige Druckmittel. Der Stell­ kolben wird zweiseitig mit Druck beaufschlagt, wobei eine Seite stets mit dem von der Pumpe erzeugten Druck beaufschlagt wird. Der Druck an der anderen Kolbenseite wird durch das Steuerventil durch Druckminderung bzw. durch das Abströmenlassen von Druckmittel in Ab­ hängigkeit bestimmter Regelgrößen verändert (Absteuerung). Ein der­ artiges Verfahren und eine derartige Einrichtung sind sehr aufwendig und dadurch auch kompliziert und erfordern vor allem einen hohen Energieaufwand.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung zum relativen Verdrehen einer Welle nach der Gattung des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß eine sehr schnelle und energetisch günstige Betriebsweise möglich ist. Mit einem derartigen Verfahren läßt sich in besonders vorteilhafter Weise eine Einrichtung zum re­ lativen Verdrehen der Welle einer Brennkraftmaschine betreiben, wie sie in den Ansprüchen 8 bis 20 beschrieben ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum relativen Verdrehen der Nocken­ welle einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 8 hat den Vorteil, daß sie einfach ausgebildet ist und auch besonders kom­ pakt baut. Sie zeichnet sich vor allem durch einen sehr niedrigen Energiebedarf aus. Der Ölverlust beschränkt sich auf Leckagever­ luste, da die aus dem Stellwerk zu verdrängenden Ölmengen von der Pumpe wieder angesaugt werden. Das Verstellelement wird in einer be­ vorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Ruhestellung über das Steuerventil hydraulisch blockiert, es wird keine Regelabweichung erzwungen. Die Energieaufnahme bei dieser Ausführungsform ist be­ sonders gering, da eine Energieaufnahme nur während der Verstellung erfolgt.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird auf vorteilhafte Weise die gesamte Pumpenumdrehung zur Förderung und Verstellung un­ abhängig vom jeweils fördernden Pumpenarbeitsraum (Einzelpumpe) ge­ nutzt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und der Zeichnung.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Be­ schreibung und Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Nockenwellenverstelleinrichtung, in Fig. 2 einen Schnitt längs II-II nach Fig. 1, in Fig. 3 einen Schnitt längs III-III nach Fig. 1, in den Fig. 4 bis 7 (jeweils a bis e) Arbeitsdiagramme der in der Einrichtung verwendeten Pumpen und dazu­ gehörige Ventilansteuerungen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Zeichnung ist mit 10A das Endteil der Nockenwelle 10 einer Brennkraftmaschine bezeichnet. An der Stirnseite befindet sich ein nach außen gerichteter Flansch 10B mit einer zylindrischen Ver­ tiefung 12, in die eine die Nockenwelle 10 durchdringende Längsboh­ rung 11 mündet. Die Längsbohrung 11 ist an die Druckölzufuhr der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges angeschlossen. In die Ver­ tiefung 12 taucht ein zylindrisches Ventilgehäuse 13A eines Steuer­ ventils 13 ein, in dem eine Schieberbohrung 14 ausgebildet ist, die wiederum einen Steuerschieber 15 aufnimmt. Auf die weitere Konstruk­ tion des Ventils ist später eingegangen.

An die Nockenwelle 10 bzw. den Flansch 10B angeschlossen und auf dem Ventilgehäuse 13A sitzend befinden sich eine Scheibe 16, ein als Drehkolbensteller 17 ausgebildetes Flügelrad mit den Flügeln 18, 19, 20 (siehe Fig. 2) sowie ein hohlzylindrisches Pumpengehäuse 21A einer Pumpe 21. Der Durchmesser der Scheibe 16 entspricht etwa dem des Flansches 10B, während der des Drehkolbenstellers 17 geringer ist. Die dem Drehkolbensteller 17 zugewandte Stirnseite des Pumpen­ gehäuses 21A ist flanschartig nach außen erweitert, ihr Durch­ messer entspricht etwa dem der Scheibe 16. Das Pumpengehäuse 21A, der Drehkolbensteller 17 und die Scheibe 16 sind durch vier Schrau­ ben 22 drehfest zusammengespannt und mit dem Flansch 10B der Nocken­ welle 10 verbunden. Diese Schrauben 22 bzw. die dazugehörigen Boh­ rungen 22A gehen von einer zylindrischen Vertiefung 23 aus, die in der dem Drehkolbensteller 17 abgewandten Stirnseite des Pumpenge­ häuses 21A angebracht ist. Die Bohrungen 22A reichen bis in den Flansch 10B der Nockenwelle 10.

Der Drehkolbensteller 17 wird von einem als Zahnrad ausgebildeten Antriebsrad 24 umfaßt. Dieses hat an seinen Stirnseiten jeweils eine zylindrische Einsenkung 24A bzw. 24B zur Aufnahme der flanschartigen Stirnseite des Pumpengehäuses 21A bzw. der Scheibe 16. Das Antriebs­ rad 24 treibt auf noch zu erläuternde Weise die Nockenwelle 10 und das Pumpengehäuse 21A (Rotor der Pumpe 21) an.

Die Flügel 18 bis 20 des Drehkolbenstellers 17 (Flügelrad) liegen in entsprechenden - in Fig. 2 ersichtlichen - Ausnehmungen 25 bis 27 des Antriebsrades 24 und sind dort um einen Winkel von etwa 25° ge­ genüber dem Antriebsrad 24 verdrehbar. Zur Abdichtung der Flügel 18 bis 20 gegenüber den Ausnehmungen 25 bis 27 dienen Dichtrollen 28, welche durch Blattfedern 29 an die Außenfläche der Flügel bzw. an die Innenseite des Antriebsrades 24 gedrückt werden. Diese Dicht­ rollen 28 und Blattfedern 29 liegen in Axialnuten 30, die jeweils im Drehkolbensteller 17 bzw. im Antriebsrad 24 angebracht sind. Die Axialnuten 30 sind jeweils etwa in der Mitte zwischen zwei Flügeln 18 bis 20 im Drehkolbensteller 17 bzw. in der Mitte einer Ausnehmung 25 bis 27 angeordnet. Zwischen den in den Flügeln 18 bis 20 des Drehkolbenstellers 17 angeordneten Dichtrollen 28 und den in den Ausnehmungen 25 bis 27 des Antriebsrades 24 angeordneten Dichtrollen 28 werden Druckräume 25A bis 27A bzw. 25B bis 27B begrenzt. Die Druckräume 25A bis 27A liegen bei der in Fig. 2 gewählten Dar­ stellungsrichtung und im Uhrzeigersinn betrachtet hinter den Dicht­ rollen 28 in der entsprechenden Ausnehmung 25 bis 27, die Druckräume 25B bis 27B davor.

Der Drehkolbensteller 17 wird von mehreren Bohrungen 34 bis 39 durchdrungen, welche einerseits mit jeweils einem der Druckräume 25A bis 27A bzw. 25B bis 27B und andererseits mit Ringnuten 31, 32 am Außenumfang des zylindrischen Ventilgehäuses 13A verbunden sind. Die Bohrungen 34, 36 und 38 münden jeweils in die - in Fig. 1 linke - Ringnut 31, die Bohrungen 35, 37 und 39 entsprechend in die rechte Ringnut 32. Über diese Bohrungen werden je nach Stellung des Schiebers 15 des Steuerventils 13 die Druckräume 25A bis 27A bzw. 25B bzw. 27B beaufschlagt oder entlastet, so daß der Drehkolben­ steller 17 eine Rotationsbewegung entweder im Uhrzeiger- oder im Ge­ genuhrzeigersinn durchführt. Dadurch wird die Nockenwelle 10 auf "Früh"-Einstellung bzw. "Spät"-Einstellung der Ventile der Brenn­ kraftmaschine eingestellt, d. h. es erfolgt eine "Phasen"-Verstel­ lung der Nockenwelle relativ zum Antriebsrad 24 bzw. zur Kurbelwelle.

Durch das zylinderförmige Ventilgehäuse 13A des Steuerventils 13 dringen zwei Radialbohrungen 41 und 42, die von den Ringnuten 31 und 32 ausgehen. Die Radialbohrung 42 geht von der Ringnut 32 aus und mündet in die Schieberbohrung 14, während die Radialbohrung 41 von der Ringnut 31 ausgeht und in eine die Schieberbohrung 14 umgebende Steuerringnut 43 mündet. Im Bereich des Pumpengehäuses 21A sind am Außenumfang des Ventilgehäuses 13A zwei weitere Ringnuten 45, 46 ausgebildet. Von der - in Fig. 1 rechten - Ringnut 46 geht eine Radialbohrung 47 aus, die in eine zweite Steuerringnut 48 an der Schieberbohrung 14 eindringt. Von der (linken) Ringnut 45 geht eine Schrägbohrung 49 aus, welche in eine Sackbohrung 50 eindringt, die wiederum parallel zur Schieberbohrung 14 verläuft und von der rechten Seite des Ventilgehäuses 13A bzw. der Vertiefung 12 ausgeht. In dieser Sackbohrung 50 ist ein Rückschlagventil 51 ausgebildet, welches sich bei einer Druckmittelströmung in Richtung von einer Kammer 52 hin zur Schrägbohrung 49 zu öffnen vermag. Diese Kammer 52 ist zwischen dem Ventilgehäuse 13A und dem Grund der Vertiefung 12 ausgebildet. Die Sackbohrung 50 ist von einer Radialbohrung 53 durchdrungen, die ebenfalls an der Schieberbohrung 14 mündet und die am Außenumfang des Ventilgehäuses 13A durch eine Hülse 54 verdeckt ist. Diese ist im Bereich des hohlzylindrischen Pumpengehäuses 21A zwischen diesem und dem Ventilgehäuse 13A angeordnet und fest mit dem Pumpengehäuse 21A verbunden.

Das Ventilgehäuse 13A ist drehfest mit dem Drehkolbensteller 17 ver­ bunden, z. B. durch eine Preßpassung. Durch einen am Außenumfang des Ventilgehäuses 13A angebrachten Sicherungsring 56, der in eine Ring­ nut 58 eingesetzt ist, wird die Hülse 54 und das damit fest verbun­ dene Pumpengehäuse 21a in axialer Richtung fixiert. Die Hülse 54 liegt somit an ihrer einen Stirnseite am Drehkolbensteller 17 und mit ihrer anderen Stirnseite am Sicherungsring 56 an. Im Bereich des Flansches 10B der Nockenwelle 10 ist am Außenumfang des Ventilge­ häuses 13a ein weiterer Sicherungsring 57 angebracht, der an der Scheibe 16 anliegt und diese und den Drehkolbensteller 17 vor dem Anbringen an die Nockenwelle 10 gegen Verschieben sichert.

Im Bereich der Vertiefung 23 im Pumpengehäuse 21A ist in der Stirn­ seite des Ventilgehäuses 13A eine zylindrische Einsenkung 61 ange­ bracht, von der die Schieberbohrung 14 ausgeht. Vom Grund 62 der Schieberbohrung 14 geht eine Axialbohrung 63 aus, die in die Kammer 52 mündet. In dieser Axialbohrung 63 ist ein Rückschlagventil 64 an­ geordnet, das bei einer Druckmittelströmung von der Kammer 52 zur Schieberbohrung 14 zu öffnen vermag.

In der Schieberbohrung 14 ist der Schieber 15 dicht gleitend ge­ führt. Dieser ragt mit seiner einen Stirnseite bis in die Einsenkung 61 und ist dort mit einer Betätigungskugel 66 versehen. Am Außenum­ fang des Schiebers 15 sind zwei Steuerringnuten 67 und 68 ausgebil­ det. Die - in Fig. 1 linke - Steuerringnut 67 ist mit einer den Schieber 15 radial durchdringenden Bohrung 69 verbunden, in die eine axial verlaufende Sackbohrung 70 mündet, die von der in der Schie­ berbohrung 14 befindlichen Stirnseite des Schiebers 15 ausgeht. An dieser Stirnseite stützt sich das eine Ende einer Druckfeder 71 ab, deren anderes Ende am Grund 62 der Schieberbohrung 14 anliegt. An der gegenüberliegenden Stirnseite des Steuerventils 13 liegt an der Führungskugel 66 der Stößel 72A eines Elektromagneten 72 an, mit dem der Schieber 15 gegen die Wirkung der Druckfeder 71 verstellt wird. Dieser Elektromagnet 72 ist achsgleich zur Nockenwelle 10 ange­ steuert und drehfest angeordnet. Er wird durch ein Steuergerät 73 angesteuert.

Wie insbesondere die Fig. 3 zeigt, sind im Pumpengehäuse 21A vier radial verlaufende, durchgehende Bohrungen 74 bis 77 ausgebildet, die jeweils um 90° gegeneinander versetzt sind und in denen jeweils ein Kugelkolben 78 bis 81 geführt ist. Diese legen sich außen gegen einen Hubring 82, der in einem das Pumpengehäuse 21 verschließenden Pumpendeckel 83 angeordnet ist, und dessen Hubkurve kreisförmig ist und exzentrisch gegenüber der Längsachse der Nockenwelle 10 ver­ läuft. Der Pumpendeckel 83 und mit ihm der Hubring 82 sind fest­ stehend, während das Pumpengehäuse 21A mit der Nockenwelle 10 - wie bereits eingangs erwähnt - rotiert. Dazu ist der Pumpendeckel 83 auf geeignete Weise mit der Umgebung bzw. dem Einbauraum verbunden. Dazu kann beispielsweise eine einfache Klauenkupplung dienen. Das sich im Betrieb aufbauende Antriebsmoment kann sich dann beispielsweise am Motorfrontdeckel der Brennkraftmaschine abstützen. An der freien Stirnseite des Pumpendeckels 83 ist ein Abschlußdeckel 84 befestigt, durch dessen Zentralöffnung 84A der Elektromagnet 72 ragt.

Bei der beschriebenen Pumpe handelt es sich um eine Doppelpumpe, d. h. jeweils zwei einander benachbarte, um 90° zueinander versetzte, aber mit ihren Achsen in derselben Ebene liegende Kolben mit ihren entsprechenden Bohrungen bilden die beiden Pumpenelemente. Es ist jedoch auch möglich, nur eine Pumpe mit zwei einander gegenüberlie­ genden Kolben vorzusehen.

Die Hülse 54 wird im Ausführungsbeispiel von vier Druckmittelöff­ nungen durchdrungen, von denen in Fig. 1 und 3 die beiden Druck­ mittelöffnungen 87 und 88 zu erkennen sind. Die beiden Druckmittel­ öffnungen 85 und 86 sind in axialer Richtung gegenüber den Druck­ mittelöffnungen 87 und 88 versetzt und in Fig. 3 schematisch darge­ stellt. Diese Druckmittelöffnungen 85 bis 88 dienen als Ein- u. Aus­ laßöffnungen der (Pumpen-) Bohrungen 74 bis 77. Die Druckmittel­ öffnungen 85 bzw. 86 verbinden die Bohrungen 74 bzw. 75 mit der (rechten) Ringnut 46 und die Druckmittelöffnungen 87 bzw. 88 ver­ binden die beiden anderen Bohrungen 76 bzw. 77 mit der (linken) Ringnut 45 des Steuerventils 13.

Der Elektromagnet 72 ist in seiner in Fig. 1 dargestellten Schalt­ stellung stromdurchflossen, d. h. der Stößel 72A stellt den Schieber 15 gegen die Wirkung der Druckfeder 71 aus seiner (linken) Neutral­ stellung I in seine (rechte) Schaltstellung II. In dieser Schalt­ stellung II des Schiebers 15 sind die Steuerringnut 67 im Steuer­ schieber 15 und die zweite Steuerringnut 48 an der Schieberbohrung 14 miteinander verbunden. Weiterhin sind auch die Steuerringnut 68 des Steuerschiebers 15 und die Steuerringnut 43 der Schieberbohrung 14 miteinander verbunden. Die Bohrungen 76 und 77 im Pumpengehäuse 21A sind über die Druckmittelöffnungen 87 und 88 mit der Ringnut 45 und über die Bohrung 49 mit der Sackbohrung 50 verbunden. Über die Radialbohrung 53 besteht von dieser Sackbohrung 50 eine Verbindung zur Schieberbohrung 14 im Bereich der Steueringnut 68. Von dieser kann Druckmittel über die Steuerringnut 43 und die Radialbohrung 41 in die Ringnut 31 und von dort über die Bohrungen 34, 36 und 38 in die Druckräume 25A, 26A und 27A gelangen. Die anderen Druckräume 25B, 26B und 27B sind über die Bohrungen 35, 37 und 39 mit der Ring­ nut 32 verbunden. Von dieser führt die Radialbohrung 42 in die Schieberbohrung 14 im Bereich zwischen Grund 62 und dem Ende des Steuerschiebers 15. Über die Sackbohrung 70 im Steuerschieber und über die Bohrung 69 kann Druckmittel in die Steuerringnut 67 ge­ langen. Diese ist - wie schon beschrieben - mit der zweiten Steuer­ ringnut 48 verbunden. Von dieser besteht über die Radialbohrung 47 und die Ringnut 46 eine Verbindung zu den Druckmittelöffnungen 85 und 86 und somit zu den Bohrungen 74 und 75.

Bei nicht erregtem Elektromagneten 72 wird der Schieber 15 durch die Wirkung der Druckfeder 71 in seine (linke) Neutralstellung bewegt. In dieser Neutralstellung wird die Steueringnut 43 durch den Steuer­ schieber 15 einseitig verschlossen. Gleichzeitig ist auch die Steuerringnut 67 des Steuerschiebers 15 durch die Wandung der Schieberbohrung 14 einseitig verschlossen. Die Druckräume 25A bis 27A und 25B bis 27B sind somit ebenfalls einseitig verschlossen. Zusätzlich sind die zweite Steuerringnut 48 an der Schieberbohrung 14 und die Steuerringnut 68 des Steuerschiebers 15 miteinander verbunden. Die beiden Bohrungen 74 und 75 im Pumpengehäuse 21A sowie die Bohrungen 76 und 77 sind damit jeweils untereinander verbunden bzw. alle vier Bohrungen 74 bis 77 sind über die beiden Steuerringnuten 48 und 68 kurzgeschlossen.

Wird im Betrieb der Einrichtung zum relativen Verdrehen der Nocken­ welle letztere angetrieben, rotiert mit dieser auch das Pumpenge­ häuse 21A mit den darin angeordneten Bohrungen 74 bis 77 und den entsprechendem Kugelkolben 78 bis 81. Letztere stützen sich an dem im feststehenden Pumpendeckel 83 angebrachten Hubring 82 ab, so daß diese eine Auf- und Abwärtsbewegung (Saug- und Druckhub) aus­ führen. Bei einem Saughub der Kugelkolben 80 und 81 (Bewegung radial auswärts) und bei dem in Schaltstellung II befindlichen Steuerventil 13 bzw. Steuerschieber 15 können die Bohrungen 76 und 77 über das sich öffnende Rückschlagventil 51 aus der Kammer 52 über die Längs­ bohrung 11 in der Nockenwelle 10 mit Druckmittel versorgt werden. Bei einem Druckhub der Kugelkolben 78 und 79 schließt dieses Rück­ schlagventil 51. Entsprechend können die beiden anderen Bohrungen 74 und 75 über das sich im Saughub öffnende Rückschlagventil 64 mit Druckmittel aufgefüllt werden (bei Schaltstellung II des Steuer­ schiebers 15 bzw. des Steuerventils 13). Befindet sich das Steuer­ ventil 13 (Steuerschieber 15) in seiner Neutralstellung I sind - wie bereits angeführt - die vier Bohrungen 74 bis 77 kurzgeschlossen. Da­ bei erfolgt dann im wesentlichen nur ein druckloses Hin- und Her­ pumpen des Druckmittels zwischen diesen vier Bohrungen. Über das Rückschlagventil 51 können aber auch in dieser Neutralstellung I des Steuerschiebers 15 Druckmittelverluste aufgrund von Leckverlusten ausgeglichen werden.

Um den Drehkolbensteller 17 und das Antriebsrad 24 relativ gegenein­ ander zu verdrehen, wird der Elektromagnet 72 angesteuert, so daß eine Verstellung des Steuerventils 13 in die Schaltstellung II des Steuerschiebers 15 - wie in den Fig. 4a bis 4e erläutert - er­ folgt.

Die Fig. 4a zeigt den Förderstromverlauf der vier Einzelpumpen Ia, Ib, IIa, IIb, die durch die Bohrungen 74 bis 77 zusammen mit den Kugelkolben 78 bis 81 gebildet werden. Die beiden Einzelpumpen Ia und Ib werden durch die Bohrungen 74 und 75 zusammen mit den Kugel­ kolben 78 und 79 gebildet, sind ständig miteinander verbunden und beaufschlagen die Druckräume 25B bis 27B. Die beiden ebenfalls ständig miteinander verbundenen Einzelpumpen IIa und IIb werden entsprechend durch die beiden anderen Bohrungen 76 und 77 zusammen mit den Kugelkolben 80 und 81 gebildet und beaufschlagen die Druck­ räume 25A bis 27A.

Der Förderstromverlauf ist über eine Umdrehung (360°) des Pumpenge­ häuses 21A dargestellt und beginnt beim Nulldurchgang des Volumen­ stroms der Einzelpumpe Ia, d. h. im oberen Totpunkt des Kugelkolbens 78. Die drei anderen Einzelpumpen Ib, IIa, IIb sind um jeweils 90° phasenversetzt, d. h. nach der in Fig. 3 dargestellten Drehrichtung führt die Einzelpumpe Ib einen Saughub aus, die Einzelpumpe IIa be­ findet sich im unteren Totpunkt und die Einzelpumpe IIb führt einen Druckhub aus.

Um die Nockenwelle 10 in eine "frühe" Drehlage zu bringen, d. h. um eine frühe Ventilbetätigung zu erzielen, muß der Drehkolbensteller 17 gegenüber dem Antriebsrad 24 mit der Drehrichtung (hier mit dem Uhrzeigersinn) verdreht werden. Dazu muß der Druck in den Druck­ räumen 25B bis 27B größer sein als der in den Druckräumen 25A bis 27A. Bei gleichen Druckflächen ergibt sich dann die relative Ver­ drehung des Drehkolbenstellers 17. Dazu wird das Steuerventil 13 (in Fig. 4a schematisch als 4/2-Wegeventil dargestellt) über den Elek­ tromagneten 72 über einen definierten Zeitraum aus seiner Neutral­ stellung I in seine Schaltstellung II verstellt, wenn beginnend bei ausgeglichenen Druckverhältnissen in den Druckräumen 25A bis 27A bzw. 25B bis 27B das Fördervolumen der beiden Einzelpumpen Ia und Ib in der Summe positiv ist (Druckphase) und das der beiden Einzel­ pumpen IIa und IIb negativ ist (Saugphase). Dieser Förderzustand wird am Beispiel des in Fig. 4a dargestellten Förderstromverlaufs im Bereich eines Umdrehungswinkels von 45° bis 225° erreicht.

In Fig. 4b ist die entsprechende Ansteuerung des Elektromagneten 13 dargestellt. Dieser wird für eine Verstellung der Nockenwelle in eine frühe Drehlage aktiviert, d. h. bestromt, wenn die Summe der Volumenströme der Einzelpumpen Ia und Ib positiv wird, d. h. wenn der ausgestoßene Volumenstrom gegenüber dem angesaugten Volumenstrom überwiegt. Diese Ansteuerung beginnt demzufolge bei einem Drehwinkel der Einzelpumpe Ia von 45°. In dieser Phase ist das ausgestoßene Volumen der Einzelpumpe Ia gleich dem angesaugten Volumen der Ein­ zelpumpe Ib. Das Saugvolumen der Einzelpumpe IIa und das Druckvo­ lumen der Einzelpumpe IIb ergänzen sich in dieser Drehphase eben­ falls zu Null. Die Ansteuerung des Elektromagneten 72 über das Steuergerät 73 wird über die Druckphase beider Einzelpumpen Ia und Ib (vom Drehwinkel 90° bis 180° der Einzelpumpe Ia) beibehalten und dauert so lange an, bis die Summe der Volumenströme negativ wird. Dieser negative Summen-Volumenstrom beginnt bei einem Drehwinkel der Einzelpumpe Ia von 225°. Nach diesem Drehwinkel ist das angesaugte Volumen der Einzelpumpe Ia größer als das ausgestoßene Volumen der Einzelpumpe Ib. Über diesen gesamten Drehbereich (45° bis 225°) ist der Summen-Volumenstrom der Einzelpumpen IIa und IIb negativ.

Durch die Ansteuerung des Elektromagneten 72 wird das Steuerventil 13 in seine Schaltstellung II gebracht, so daß die Druckräume 25B bis 27B vom Summen-Volumenstrom der Einzelpumpen Ia und Ib beauf­ schlagt werden. Gleichzeitig sind die Druckräume 25A bis 27A mit den Einzelpumpen IIa und IIb verbunden. Deren Summen-Volumenstrom ist jedoch negativ, d. h. es wird Druckmittel angesaugt. Der Drehkolben­ steller 17 wird demzufolge relativ zum Antriebsrad 24 im Uhrzeiger­ sinn verdreht, d. h. in Richtung "frühe" Drehlage der Nockenwelle 10.

Um die Nockenwelle 10 in eine "späte" Drehlage zu verstellen, werden entsprechend die Druckräume 25A bis 27A mit Druck beaufschlagt. Dazu wird - wie in Fig. 4C dargestellt - der Elektromagnet 72 vom Steuergerät 73 angesteuert, wenn der Summen-Volumenstrom der beiden Einzelpumpen IIa und IIb größer ist als der der Einzelpumpen Ia und Ib. Dies ist der Fall bei einem Drehwinkel der Einzelpumpe Ia zwischen 225° und 405° bzw. 45°.

Um die Nockenwelle 10 in einer eingestellten Drehlage - auch wenn diese nicht einer Endstellung des Drehkolbenstellers 17 ent­ spricht - zu halten, wird der Elektromagnet 72 stromlos geschaltet, so daß das Steuerventil 13 in seine Neutralstellung I gebracht wird (Fig. 4d). In dieser Neutralstellung I sind die Druckräume 25A bis 27A und 25B bis 27B einseitig verschlossen, d. h. der Drehkolben­ steller 17 ist hydraulisch blockiert.

Die Ansteuerung des Elektromagneten 72 erfolgt über das Steuergerät 73. Dieses erfaßt die Ist-Phasenlage der Nockenwelle 10 über nicht dargestellte Winkelsensoren, vergleicht diese Ist-Phasenlage mit einem vorgebbaren Sollwert und generiert unter Berücksichtigung der momentanen Pumpenstellung ein zyklisch zugeordnetes Taktsignal. In Abhängigkeit von der gewünschten Verstellung der Nockenwelle kann dieses Signal bzw. diese Ansteuerung in mehreren hintereinander an­ geordneten Takten jeweils im zugeordneten Winkelbereich erfolgen. Es ist auch möglich, bei relativ kleinen Verstellbereichen bzw. Korrek­ turbereichen dieses Signal bzw. diese Ansteuerung nur über einen Teilbereich des maximal möglichen Winkelbereiches zu erzeugen.

Die Verstellung der Nockenwelle 10 in Richtung "späte" Drehlage wird im Betriebszustand durch ein rückwirkendes Moment unterstützt, das sich aufgrund der Nockenbetätigung ergibt. Die Verstellung der Nockenwelle in Richtung "späte" Drehlage kann auch allein aufgrund dieses rückwirkenden Momentes erfolgen. Durch die Wirkung dieses Rückstellmomentes ergeben sich im Betriebszustand geringe Leckver­ luste des Drehflügelstellers 17, so daß dieser entsprechend verdreht wird. Um diese Leckverluste auszugleichen, wenn keine Verstellung erwünscht ist, wird der Elektromagnet 72 - wie in Fig. 4e exempla­ risch dargestellt - in der Regel in der Frühverstellungsphase (Winkelbereich zwischen 45° und 225° der Einzelpumpe Ia) durch kurze Schaltsignale angesteuert. Damit erfolgt eine Nachführung des Dreh­ kolbenstellers 17.

Zusätzlich zum beschriebenen Ausführungsbeispiel sind weitere Ein­ zelpumpenanordnungen und entsprechende Ansteuerungen des Steuer­ ventils möglich, wobei das Grundprinzip der zyklischen Zuordnung von Einzelpumpen zu den Druckräumen 25A bis 27A bzw. 25B bis 27B jeweils erhalten bleibt. Möglich sind dabei verschiedene Anordnungen mit fester Zuordnung der Einzelpumpen zu den Druckräumen 25A bis 27A bzw. 25B bis 27B. Dabei kann jede Einzelpumpe nur die in eine Ver­ stellrichtung wirkenden Druckräume 25A bis 27A oder 25B bis 27B be­ aufschlagen. Das Steuerventil ist dabei so - wie im Ausführungsbei­ spiel zuvor beschrieben - ausgebildet, daß in seiner Neutralstellung I die Druckräume einseitig verschlossen sind. Damit ist der Dreh­ kolbensteller - wie zuvor beschrieben - bis auf die Auswirkungen eventueller Leckverluste hydraulisch blockiert.

• a) Im einfachsten Fall werden zwei gegenüberliegende Einzelpumpen mit je einem (Kugel-)Kolben verwendet, wobei jeder Einzelpumpe die in eine Verstellrichtung wirkenden Druckräume 25A bis 27A bzw. 25B bis 27B fest zugeordnet ist. Verwiesen wird hier auf die schematische Darstellung der Volumenströme und der An­ steuerung des Elektromagneten 72 bzw. des Steuerventils 13 nach Fig. 5 (5a bis 5e, analog zu den Fig. 4a bis 4e). Das Steuerventil 13 - in dieser Figur als 4/2-Ventil darge­ stellt - schließt in der Neutralstellung I (unbestromter Elektromagnet 72) beide Einzelpumpen Ic und IIc kurz und sperrt gleichzeitig die Druckräume, z. B. 25A bis 27A bzw. 25B bis 27B, ab. In der Schaltstellung II des Steuerventils 13 wird die sog. "Frühpumpe" (Einzelpumpe Ic) mit denjenigen Druckräumen ver­ bunden, die bei positiver Druckbeaufschlagung die Frühver­ stellung der Nockenwelle 10 bewirken (z. B. Druckräume 25B bis 27B), die sog. "Spätpumpe" (Einzelpumpe IIc) mit den Druck­ räumen, die bei positiver Druckbeaufschlagung die Spätver­ stellung bewirken (z. B. die Druckräume 25A bis 27A).
• Die Volumenstromverläufe der beiden Einzelpumpen Ic und IIc sind in Fig. 5a dargestellt, dabei zeigt die durchgezogene Linie den Volumenstromverlauf der Einzelpumpe Ic ("Frühpumpe") und die gestrichelte Linie den Volumenstromverlauf der Einzel­ pumpe IIc ("Spätpumpe"). Die Ansteuerung des Elektromagneten 72 und damit des Steuerventils 13 ist in den vier darunterliegen­ den Schaltstellungen wiedergegeben. Die erste in Fig. 5b dar­ gestellte Ansteuerung des Elektromagneten bedeutet Frühver­ stellung, die zweite in Fig. 5c dargestellte Ansteuerung führt zu einer Spätverstellung (ohne Leckage). Zur Frühverstellung werden die entsprechenden Druckräume (z. B. 25B bis 27B) in der Druckphase der Einzelpumpe Ic angesteuert (0° bis 180°), die anderen Druckräume (z. B. 25A bis 27A) sind dadurch gleichzeitig während der Saugphase mit der Einzelpumpe IIc verbunden. Bei gewünschter Verstellung muß der Elektromagnet 72 je nach Ver­ stellrichtung zu den im Diagramm angegebenen Zeiten angesteuert werden, d. h. bei einer Ansteuerung im Winkelbereich von 0° bis 180° der Einzelpumpe Ic erfolgt die Frühverstellung, bei einer Ansteuerung im Bereich von 180° bis 360° erfolgt eine Spätver­ stellung. Der Winkelbereich ist dabei so festgelegt, daß der Winkel 0° dem oberen Totpunkt der Einzelpumpe Ic entspricht.
• Dieser Winkel entspricht somit dem Beginn der Druckphase dieser Einzelpumpe Ic. Bei nicht erregtem Elektromagneten 72 (Neutral­ stellung I des Steuerventils 13, Fig. 5d) erfolgt keine Ver­ stellung, die Pumpen sind kurzgeschlossen und befüllen sich ge­ genseitig ohne Leistungsaufnahme (abgesehen von Reibungs- und Leckverlusten).
• Zum Ausgleich von Leckverlusten im Stellwerk und der Ölzu­ führung wird der Elektromagnet 72 (Steuerventil 13) mit kurzen Steuerimpulsen mit derjenigen Phase angesteuert, die der Regel­ abweichung entgegenwirkt (in der Regel in der Frühverstell­ phase). Die Nachführung der auftretenden Leckmengen erfolgt durch die beiden Rückschlagventile 51, 64 vom Motorölkreislauf (Fig. 5e).
• b) Bei einer Ausbildung der Pumpe mit vier Einzelpumpen kann die Huberzeugung auch über einen elliptischen Hubring erfolgen, der pro Umdrehung bei jedem Kolben einen Doppelhub jeder Einzel­ pumpe erzeugt. Dabei werden jedoch die jeweils um 180° gegen­ einander versetzt angeordneten Einzelpumpen zusammengefaßt. Es wirken dann jeweils zwei um 180° versetzt angeordnete Einzel­ pumpen als "Frühpumpe", die beiden anderen Einzelpumpen wirken als "Spätpumpe". Die Ansteuerung erfolgt analog zu dem in den Fig. 5a bis 5e erläuterten Schaltschema.
• c) Bei einer Ausbildung der Pumpe nach dem unter a) beschriebenen Prinzip können auch vier Kolben paarweise hintereinander (in axialer Richtung) und um 180° versetzt zueinander angeordnet werden. Diese werden durch ebenfalls hintereinander angeordne­ te, in ihrer Exzentrizität um 180° versetzte, exzentrisch ange­ ordnete kreisförmige Hubringe angetrieben (2-reihige Pumpe).
• Dabei werden jeweils die um 180° versetzten Einzelpumpen jeder Pumpenreihe zusammengefaßt, so daß diese phasengleich arbeiten und gleiche Druckräume beaufschlagen. Die Ansteuerung erfolgt ebenfalls analog zu dem in den Fig. 5a bis 5e beschriebenen Schaltschema.

Ein prinzipieller Vorteil der zuvor beschriebenen Einrichtungen zum relativen Verdrehen der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine ist der sehr niedrige Energiebedarf im Vergleich zu anderen hydraulischen Lösungen, die nach dem Absteuerprinzip arbeiten. Eine Energieauf­ nahme erfolgt hier nur während der Verstellung. Insbesondere ge­ genüber einer Einrichtung zum relativen Verdrehen der Nockenwelle mit einer sauggedrosselten Pumpe ist ein deutlicher Geräuschvorteil zu erwarten, da die Kolben bzw. Kugelkolben in dauerndem Kontakt zur Hubkurve stehen. Der Ölverbrauch bzw. die Ölverluste bei einer der­ artigen Einrichtung beschränken sich auf Leckageverluste, da die aus dem Drehkolbensteller zu verdrängenden Ölmengen von den Einzelpumpen wieder angesaugt werden. Der Drehkolbensteller ist in der Ruhe­ stellung (bei nicht angesteuertem Elektromagneten, Neutralstellung I des Steuerventils) hydraulisch blockiert, es wird keine Regelab­ weichung "erzwungen". Bei der unter a) beschriebenen Ausführung der Pumpe 21 mit zwei Einzelpumpen Ic und IIc ist durch zwei diametral gegenüberliegende Zylinderbohrungen ein sehr einfacher Aufbau der Pumpe gegeben. Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Pumpe 21 hat demgegenüber ein um den Faktor √ vergrößertes Fördervolumen bei gleicher Dimensionierung der Einzelpumpen und bei einfacher Kontur des Hubrings. Bei der unter b) beschriebenen Ausbildung der Pumpe mit vier Einzelpumpen und elliptischem Hubring ergibt sich ein um den Faktor 4 vergrößertes Fördervolumen, sowie ein querkraftfreies Nockenwellenende durch Ausgleich der diametral gleichzeitig wirken­ den Pumpenkräfte. Die unter c) beschriebene Ausbildung hat gegenüber der unter a) geschilderten ein um den Faktor 2 vergrößertes Förder­ volumen sowie ebenfalls ein querkraftfreies Nockenwellenende.

Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, die jeweiligen Einzelpumpen den Druckräumen ohne feste Zuordnung zueinander zuzuordnen. Die für eine definierte Verstellung erforderliche phasen- und richtungsabhängige Zuordnung erfolgt über das Steuerventil 13′. Das Steuerventil 13′ ist ebenfalls als 4/2-We­ ge-Ventil ausgebildet, sein Steuerschieber 15′ kann gegen die Wir­ kung einer Druckfeder 71 durch den Elektromagneten 72 aus seiner Neutrallage I in die Schaltstellung II geschaltet werden. Der Steuerschieber 15′ ist so ausgebildet, daß von den vier Anschlüssen a-d in Neutralstellung I die Anschlüsse a und d bzw. die An­ schlüsse b und c verbunden sind. In der Schaltstellung II sind dage­ gen die Anschlüsse a und c sowie die Anschlüsse b und d miteinander verbunden. Der Anschluß c ist mit den Druckräumen (z. B. 25B bis 27B) des Drehkolbenstellers 17 verbunden, die bei positiver Druckbeauf­ schlagung eine Frühverstellung der Nockenwelle bewirken. Der An­ schluß d ist mit den anderen Druckräumen (z. B. 25A bis 27A) des Drehkolbenstellers verbunden, die bei positiver Druckbeaufschlagung eine Spätverstellung der Nockenwelle bewirken. Bei dem in Fig. 6a dargestellten Volumenstromverlauf ist die Pumpe aus zwei Einzelpum­ pen IIIa und IVa zusammengesetzt. Diese Einzelpumpen IIIa bzw. IVa sind um 180° versetzt angeordnet und wirken mit einem kreisförmigen, exzentrischen Hubring zusammen. Die Einzelpumpe IIIa ist dabei mit dem Anschluß a des Steuerventils 13A verbunden, während die Einzel­ pumpe IVa mit dem Anschluß b des Steuerventils 13A verbunden ist.

Zur Frühverstellung der Nockenwelle (Fig. 6b) wird der Elektro­ magnet 72 in der Druckphase der Einzelpumpe IIIa angesteuert (0° bis 180°). In dieser Phase befindet sich die andere Einzelpumpe IVa in ihrer Saugphase. Durch die Ansteuerung des Elektromagneten 72 wird das Steuerventil 13′ in seine Schaltstellung II gebracht. In dieser Schaltstellung II ist die Einzelpumpe IIIa über den Anschluß a des Steuerventils 13′ mit dessen Anschluß c und dadurch mit den für eine Frühverstellung zu beaufschlagenden Druckräumen (z. B. 25B bis 27B) verbunden. Gleichzeitig ist die Einzelpumpe IVa über die Anschlüsse b und d des Steuerventils 13′ mit den anderen Druckräumen (25A bis 27A) verbunden. Im Winkelbereich zwischen 180° und 360° - in der Saugphase der Einzelpumpe IIIa - wird der Elektromagnet 72 stromlos geschaltet. Dadurch bewegt sich der Steuerschieber 15′ des Steuer­ ventils 13′ in seine Neutrallage I, so daß die für eine Frühver­ stellung zu beaufschlagenden Druckräume (z. B. 25B bis 27B) von der Einzelpumpe IVa beaufschlagt wird. Diese Einzelpumpe IVa befindet sich nun in ihrer Druckphase. Gleichzeitig werden die anderen Druck­ räume (z. B. 25A bis 27A) von der Einzelpumpe IIIa beaufschlagt, die sich in ihrer Saugphase befindet. Damit werden jeweils die in einer Richtung wirkenden Druckräume immer mit Druck beaufschlagt, während die anderen Druckräume ständig mit einer sich in ihrer Saugphase be­ findlichen Einzelpumpe verbunden sind.

Für eine Spätverstellung der Nockenwelle (Fig. 6c) erfolgt die An­ steuerung des Elektromagneten 72 genau entgegengesetzt, d. h. der Elektromagnet 72 wird in der Druckphase der Einzelpumpe IIIa strom­ los geschaltet, in der Saugphase der Einzelpumpe IIIa mit Strom be­ aufschlagt.

Bei dieser Pumpenanordnung und Ventilausbildung ist keine hydrau­ lische Blockierung des Drehkolbenstellers möglich. Die Ansteuerung des Elektromagneten 72 wird in diesem Fall so gewählt, daß der Dreh­ kolbensteller um die gewünschte Sollage pendelt. Die Ansteuerung des Elektromagneten kann dabei wie in den Fig. 6d und 6e dargestellt erfolgen. In der Fig. 6d wird die Haltephase des Drehkolbenstellers bzw. der Nockenwelle durch einen Ansteuerimpuls pro vollständigem Winkelbereich (0° bis 360°) erreicht. Die Ansteuerung erfolgt dabei im Winkelbereich zwischen 90° und 270°. Im Winkelbereich zwischen 270° und 450° bzw. 90° wird der Elektromagnet 72 stromlos geschaltet.

Durch eine derartige Ansteuerung des Elektromagneten werden aller­ dings große Regelabweichungen verursacht. Um diese großen Regelab­ weichungen zu minimieren, kann der Elektromagnet 72 - wie in Fig. 6e verdeutlicht - mit kurzen Steuerimpulsen angesteuert werden. Da­ bei werden mehrere, über eine gesamte Umdrehung einer Einzelpumpe verteilte Steuerimpulse an den Elektromagneten 72 gegeben, so daß den Regelabweichungen der Nockenwelle entgegengewirkt wird. Die ein­ zelnen Steuerimpulse sind in ihrer Zeitfolge und Zeitdauer vorteil­ hafterweise so angelegt, daß sie jeweils in der Druckphase und Saug­ phase einer Einzelpumpe gleich sind.

Analog zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, die Pumpe aus vier Einzelpumpen IIIb, IIIc, IVb und IVc zu­ sammenzusetzen, die jeweils um 90° gegeneinander versetzt sind. Der Förderstromverlauf einer derartigen aus vier Einzelpumpen zusammen­ gesetzten Pumpe ist in Fig. 7a dargestellt. Die beiden Einzelpumpen IIIb und IIIc sind dabei mit dem Anschluß a des Steuerventils 13′ verbunden, die beiden anderen Einzelpumpen IVb und IVc entsprechend mit dem Anschluß b. Die Ansteuerung des Elektromagneten 72 ist in den Fig. 7b bis 7e dargestellt, wobei die Fig. 7b die für eine Frühverstellung erforderliche Ansteuerung zeigt. Die Fig. 7c zeigt entsprechend eine Ansteuerung für eine Spätverstellung der Nocken­ welle, die Fig. 7d und 7e zeigen die Ansteuerungen des Elektro­ magneten 72 in der Haltephase.

Für eine Frühverstellung erfolgt eine Ansteuerung des Elektro­ magneten 72 im Winkelbereich zwischen 45° und 225°. Über den Winkel­ bereich von 225° bis 405° bzw. 45° wird der Elektromagnet 72 strom­ los geschaltet. Bei einem Drehwinkel von 45° befindet sich die Ein­ zelpumpe IIIb in ihrer Druckphase, die mit ihr verbundene Einzel­ pumpe IIIc in ihrer Saugphase. Das Saugvolumen der Einzelpumpe IIIc und das Druckvolumen der Einzelpumpe IIIb ergänzen sich in diesem Moment zu Null.

Gleiches gilt für die Einzelpumpen IVb und IVc, wobei sich die Ein­ zelpumpe IVc in ihrer Druckphase und die Einzelpumpe IVb in ihrer Saugphase befindet. Die Ansteuerung ist so gewählt, daß analog zu der in Fig. 4b beschriebenen die Ansteuerung so lange erfolgt, wie der Summenvolumenstrom der Einzelpumpen IIIb und IIIc positiv ist und gleichzeitig der Summenvolumenstrom der Einzelpumpen IVb und IVc negativ ist. Kehren sich die Vorzeichen der Summenvolumenströme der beiden jeweils miteinander verbundenen Einzelpumpen um (bei Dreh­ winkel 225° der Einzelpumpe IIlb), wird der Elektromagnet 72 strom­ los geschaltet, so daß das Steuerventil 13′ in seine Neutralstellung I bewegt wird. In dieser Neutralstellung I wird die Zuordnung zu den einzelnen Druckräumen - wie zuvor beschrieben - gewechselt, so daß weiterhin eine Verstellung erfolgt.

Für eine Spätverstellung der Nockenwelle erfolgt nach Fig. 7c die Ansteuerung des Elektromagneten genau gegensätzlich, d. h. er ist im Winkelbereich zwischen 45° und 225° stromlos und wird im Winkelbe­ reich zwischen 225° und 405° bzw. 45° angesteuert.

Für die Haltephase der Nockenwelle sind wie beim Ausführungsbeispiel zuvor Ansteuerungen mit großen Regelabweichungen (Fig. 7d) und An­ steuerungen für kleine Regelabweichungen (Fig. 7e) möglich. Bei der Ansteuerung nach Fig. 7d wird ein einzelner Steuerimpuls im Winkel­ bereich zwischen 135° und 305° an den Elektromagneten gegeben. Die Ansteuerung erfolgt so, daß der Drehkolbensteller um seine Sollage pendelt. Bei der Ansteuerung nach Fig. 7e werden mehrere kurze Steuerimpulse über den Winkelbereich verteilt, so daß Regelab­ weichungen der Nockenwelle bzw. des Drehkolbenstelles von der Sol­ lage korrigiert werden. Die Ansteuerung kann dabei so erfolgen, daß die Korrektur der Regelabweichung über die Sollage hinausgeht, wobei sich eine "Pendellage" einstellt, die in geringer Bandbreite um die­ sen Sollwert schwankt.

Analog zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist auch eine Ausbildung der Pumpe mit elliptischem Hubring bzw. mit jeweils zwei um 180° versetzten und axial gegeneinander versetzten Ein­ zelpumpen (zweireihige Pumpe) möglich. Die Ansteuerung der Einzel­ pumpen erfolgt dann bei entsprechender Zuordnung analog zu dem in Fig. 6 beschriebenen Schaltschema.

Die zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiele der Einrichtung zur Verstellung einer Nockenwelle mit wechselweiser Zuordnung der Ein­ zelpumpen zu den Druckräumen hat den Vorteil, daß die gesamte Pum­ penumdrehung zur Förderung und Verstellung unabhängig von der je­ weils fördernden Einzelpumpe ist. Damit kann bei gleichen Ab­ messungen gegenüber den in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Aus­ bildungen eine um den Faktor 2 schnellere Verstellung erzielt wer­ den. Die Regelabweichung um die Sollage kann durch einen schnellen Elektromagneten klein gehalten werden.

Die Ansteuerung des Elektromagneten 72 erfolgt auch hier über ein elektronisches Steuergerät, das die Ist-Phasenlage der Nockenwelle über Winkelsensoren erfaßt, mit dem Sollwert vergleicht und unter Berücksichtigung der momentanen Pumpenstellung ein zyklisch zugeord­ netes Taktsignal generiert. Die Ölzuführung erfolgt durch die Längs­ bohrung 11 in der Nockenwellenmitte und das Rückschlagventil 64. Die gewünschte Spätverstellung bei stromlosem Magnetventil kann durch Leckage aufgrund des durchgeleiteten Drehmoments und zusätzlich über durch ein Rückschlagventil 51 zugeführten Motoröldruck auf die Spät­ seite erreicht werden.

Die gesamte Verstelleinrichtung aus Stellwerk (Drehkolbensteller), Pumpe und Steuerventil mit Elektromagneten ist kompakt als vormontierbare Einheit aufgebaut und weist als Schnittstellen lediglich auf:

die Verschraubung und Zentrierung an der Nockenwelle;
die Abstützung der Pumpenhubkurve (Hubring) über eine einfache Klauenkupplung o. ä. und
den elektrischen Anschluß am stehenden Magnet des Elektromagnetven­ tils.

Das beschriebene Verfahren zur Ansteuerung der Einrichtung zum Ver­ drehen der Nockenwelle bzw. zur Ansteuerung der Druckräume ist nicht auf den hier beschriebenen Drehkolbensteller beschränkt. Es eignet sich auch für eine Einrichtung zur Verstellung der Nockenwelle mit einer Schiebemuffe bzw. einem Stellzylinder. Dabei sollten dann vorteilhafterweise die jeweils entgegengerichtet wirkenden Druck­ räume gleiches Volumen haben.

Dieses Verfahren zur Ansteuerung und die beschriebene Einrichtung zum Verdrehen einer Welle können beispielweise auch bei einem hy­ draulisch betätigbaren Spritzversteller für Einspritzpumpen verwen­ det werden.

Claims (20)

1. Verfahren zur Ansteuerung einer Einrichtung zum relativen Ver­ drehen einer Welle (10), insbesondere der Nockenwelle einer Brenn­ kraftmaschine, gegenüber dem drehbar auf dieser Welle (10) angeord­ neten Antriebsrad (24) mit einem Stellelement (17) mit mindestens zwei bei Druckbeaufschlagung entgegengesetzt auf dieses einwirkenden Druckräumen (25A bis 27A, 25B bis 27B), mit einer Pumpe (21) und einem Steuerventil (13, 13′) zur Verbindung der Pumpe (21) mit dem Stellelement (17), dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13, 13′) die Pumpe (21) in Abhängigkeit von ihrer Arbeitsphase (Saug­ phase/Druckphase) mit jeweils einem der Druckräume (25A bis 27A, 25B bis 27B) des Stellelementes (17) verbindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Stellbewegung des Stellelementes (17) die Druckräume (25A bis 27A, 25B bis 27B) über das Steuerventil (13, 13′) so mit der Pumpe (21) verbunden werden, daß mindestens ein Druckraum (25A bis 27A, 25B bis 27B) während der Saugphase der Pumpe (21) und der andere (25B bis 27B, bzw. 25A bis 27A) während der Druckphase mit dieser verbunden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der stationären Stellung des Stellelementes (17) die Verbindung zwischen der Pumpe (21) und dem Stellelement (17) durch das Steuer­ ventil (13, 13′) unterbrochen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre Stellung des Stellelementes (17) durch zyklisch getakte­ te, gegensinnige Beaufschlagung der Druckräume (25A bis 27A, 25B bis 27B) eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Pumpe (21) aus mindestens zwei phasenversetzt ar­ beitenden Einzelpumpen (Ia, Ib, IIa, IIb, Ic, IIc, IIIa, IVa, IIIb, IIIc, IVb, IVc) zusammensetzt, die bei einer Schaltstellung des Steuerventils (13, 13′) mit unterschiedlichen Druckräumen (25A bis 27A, 25B bis 27B) verbunden werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Pumpe (21) aus mindestens drei phasenversetzt ar­ beitenden Einzelpumpen (Ia, Ib, IIa, IIb, IIIb, IIIc, IVb, IVc) be­ steht, die zu zwei Summenpumpen verschaltet sind, wobei zur Ver­ stellung des Stellelementes (17) die Druckräume (25A bis 27A, 25B bis 27B) über das Steuerventil (13, 13′) so mit der Pumpe verbunden werden, daß mindestens ein Druckraum mit der in der Saugphase be­ findlichen Summenpumpe verbunden ist, während mindestens ein anderer Druckraum mit der in der Druckphase befindlichen anderen Summenpumpe verbunden ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Stellelement (17) mindestens vier Druckräume (25A bis 27A, 25B bis 27B) umfaßt, die jeweils so mit dem Steuerventil (13, 13′) verbunden werden, daß sich bei Druckbeaufschlagung zwei Gruppen von Druckräumen mit gemeinsamer Wirkungsrichtung auf das Stellele­ ment (17) ergeben.

8. Einrichtung zum relativen Verdrehen einer Welle (10) einer Brennkraftmaschine, insbesondere der Nockenwelle, gegenüber dem drehbar auf dieser Welle (10) angeordneten Antriebsrad (24) derselben, das auch eine hydrostatische Pumpe (21) antreibt, die mit Druckmittel aus einem Niederdruckkreis der Brennkraftmaschine versorgt wird und dieses über ein Steuerventil (13, 13′) an ein das Verdrehen der Welle (10) bewirkendes Stellelement (17) mit mindestens zwei bei Druckbeaufschlagung entgegengesetzt auf dieses einwirkenden Druckräumen (25A bis 27A, 25B bis 27B) leitet, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Stellelement (17) innerhalb des Antriebsrads (24) der Welle (10) befindet und als Drehflügelsteller ausgebildet ist, dessen Nabe auf dem mittigen und zentral liegenden Gehäuse (13A) des Steuerventils (13, 13′) drehfest angeordnet ist, und daß der Rotor (21A) der hydraulischen Pumpe (21) gleichachsig zum Drehflügelsteller (17) angeordnet und von der Nockenwelle (10) angetrieben ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hy­ draulische Pumpe (21) als Radialkolbenpumpe, insbesondere als Kugel­ kolbenpumpe ausgebildet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21A) der Pumpe (21) drehfest mit der Nockenwelle (10) verbunden ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuerventil (13, 13′) als elektromagnetisch betä­ tigbares, insbesondere getaktetes Ventil ausgebildet ist und daß dessen Elektromagnet (72) durch eine von Sensoren beeinflußte Elek­ tronik (73) ansteuerbar ist und auf einen Steuerschieber (15, 15′) des Steuerventils (13, 13′) einwirkt, welcher in einem Ventilgehäuse (13A) in einer Schieberbohrung (14) gleitend angeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuerventil (13, 13′) als 4/2-Wegeventil ausge­ bildet ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stellelement (17) aus einem Drehflügelsteller mit mindestens zwei Flügeln (18 bis 20) besteht, die über Druckräume (25A bis 27A, 25B bis 27B) beaufschlagbar sind, die wiederum über im Stellelement (17), im Ventilgehäuse (13A) und der Pumpe (21) ausge­ bildete Kanäle und Bohrungen (34 bis 39, 41 bis 43, 45 bis 50, 53, 67 bis 70, 85 bis 88) beaufschlagbar bzw. entlastbar sind.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pumpe (21) als Radialkolbenpumpe mit mindestens zwei phasenversetzt wirkenden Pumpenarbeitsräumen (74 bis 77) ausge­ bildet ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialkolbenpumpe (21) vier um jeweils 90° gegeneinander versetzte Pumpenarbeitsräume (74 bis 77) hat.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialkolbenpumpe (21) als zweireihige Pumpe ausgebildet ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ein- und Auslaßsteuerung der Pumpe (21) durch phasenabhängig auf die Saug- und Förderzyklen abgestimmte Ansteuerung des Steuerventils (13, 13′) erfolgt.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hubring (82) eine elliptische Hubkurve hat.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hubring (82) eine Hubkurve aufweist, die als Kreisbahn exzentrisch zur Achse der Nockenwelle (10) verläuft.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Innenseite des Pumpengehäuses (21A) und dem Ventilgehäuse (13A) eine Hülse (54) angeordnet ist, in welcher sich Zu- und Ablauföffnungen (85 bis 88) für die Pumpe (21) be­ finden, die mit dem Steuerventil (13, 13′) verbunden sind.