EP1589196A2 - Hydraulische Einrichtung zur stufenlos variablen Nockenwellenverstellung - Google Patents

Hydraulische Einrichtung zur stufenlos variablen Nockenwellenverstellung Download PDF

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EP1589196A2
EP1589196A2 EP05007186A EP05007186A EP1589196A2 EP 1589196 A2 EP1589196 A2 EP 1589196A2 EP 05007186 A EP05007186 A EP 05007186A EP 05007186 A EP05007186 A EP 05007186A EP 1589196 A2 EP1589196 A2 EP 1589196A2
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EP
European Patent Office
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pendulum
pressure chamber
rotor
outer rotor
main pressure
Prior art date
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Ceased
Application number
EP05007186A
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English (en)
French (fr)
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EP1589196A3 (de
Inventor
Piet Pater
Holger Conrad
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic device for continuously variable Adjustment of the camshaft of an internal combustion engine with one of a Crankshaft driven outer rotor and one of the camshaft assigned to this relatively rotatable inner rotor, wherein between Inner and outer rotor in the inner rotor on the one hand and in the outer rotor on the other hand pivotally mounted pendulum are arranged, which with between the pendulums lying rotor wings druckbeaufschlagbare Include main pressure chambers and in the rotary end positions to the Rotor blades abut.
  • Such devices allow an adjustment of the camshaft relative to the crankshaft and thus the timing of the cam this wave actuated valves and come inlet and / or outlet side for use. Benefits arise in particular with regard to emissions, Fuel consumption, torque curve and power development.
  • DE 199 61 567 A1 describes an initially mentioned Device for continuously variable camshaft adjustment, wherein the between inner and outer rotor arranged pendulum straight flanks have and in the Drehendlagen flat on the also straight sides rest against the wing of the inner rotor.
  • the flanks of the form Pendulum with the corresponding sides of the wings of the inner rotor wedge-shaped squeezing chambers, from which the oil from the inside to must be displaced externally; There are oil guides provided by the the oil can drain.
  • the object of the invention is, while avoiding the disadvantages mentioned dampened application of the pendulum to the corresponding wing sides in to allow the rotary end positions.
  • this is the contact surface between pendulum and rotor blades designed such that when investing a pendulum a rotor wing from the main pressure chamber a throttled drain exhibiting secondary pressure chamber is separable.
  • a pendulum for pivotal mounting in Inner rotor a cylindrical pendulum head and for pivoting and radial sliding bearing in the outer rotor a cylindrical, frontally flattened pendulum foot on.
  • a particularly preferred embodiment of the invention has a Pendulum between pendulum head and pendulum foot with pendulum head and Pendulum foot connected by webs, cylindrical-drop-shaped Pendulum on.
  • the transition from pendulum to the pendulum side The bridge has small radii forming a throttle edge at installation and the Transition from pendulum body to pendulum-head-side bar on large radii.
  • a rotor blade with the contour of a Pendulum has corresponding contact surface, wherein in the Rotary end positions in the area of the pendulum footbridge from the main pressure chamber a secondary pressure chamber separated and in the transition area from Pendulum body to the pendulum footbridge formed a throttled drain becomes.
  • the main pressure chamber is advantageously at least one Outflow channel connected.
  • the inner radius of the Ring area of the outer rotor circular shape and no after to provide internally directed segments. Furthermore, it is very cheap if the attachment points, such as screws, for fastening the lid radially are arranged outside the pressure chambers.
  • FIG. 1 shows a cylinder head 100 with hydraulic devices 102, 104 for continuously variable adjustment of not shown here Inlet and exhaust camshaft (s) of a multi-cylinder internal combustion engine in frontal view.
  • s Inlet and exhaust camshaft
  • the device 102, 104 allows an adjustment of the camshaft relative to the crankshaft and thus the timing of the cam this wave actuated valves, with advantages in particular with respect on emissions, fuel consumption, torque history and Performance development result.
  • the device 102, 104 is in the drive train arranged the camshaft drive, wherein a drive of the camshaft starting from the crankshaft via an outer rotor 114, 116 and a to this relatively rotatable, not visible in the present view, Internal rotor takes place.
  • Each adjusting device 102, 104 is in a suitably designed Room 106, 108 of the cylinder head and includes the cup-shaped outer rotor 114, 116, with which a drive wheel, such as Sprocket 110, 112, to the output of the crankshaft drive connected is.
  • a drive wheel such as Sprocket 110, 112
  • the outer rotor 114, 116 is the rotation with the camshaft connected, not visible in the present view
  • inner rotor taken to the outer rotor 114, 116 relative between two Drehendlagen is rotatable and which front side a hub portion 118, 120 is assigned.
  • the cup-shaped interior of the outer rotor 114, 116 is closed by means of a screwed lid 122, 124.
  • a cylinder head cover to cover the entire arrangement is a cylinder head cover, not shown here provided, which rests tightly on the peripheral flange 126.
  • This relatively rotatable inner rotor is in Figure 2 in perspective Illustration shown.
  • a ring portion 208 and a Bottom portion 210 having outer rotor 202 is one with the Bottom portion 210 of the outer rotor 202 rotatably connected drive wheel, like sprocket 206, provided.
  • drive wheel like sprocket 206
  • the outer rotor 202 is relative to this rotatable, rotatably connected to a camshaft inner rotor 204th added.
  • the inner rotor has a plurality, in the present case six, rotor blades 212, 214, 216, 218, 220, 222, which with their outer ends at the inner radius of Ring portion 208 of the outer rotor 202 at relative rotation between Outer rotor 202 and inner rotor 204 sliding, but tight, abut.
  • cylindrical shell-shaped pendulum head guides in which the Pendulum heads of pendulum 224, 226, 228, 230, 232, 234 swiveling are arranged, whose pendulum feet in Pendelfußnuten 236, 238, 240, 242, 244, 246 of the outer rotor 202 pivotally mounted and radially displaceable are.
  • the pendulum 224, 226, 228, 230, 232, 234 close with the Rotor blades 212, 214, 216, 218, 220, 222 pressurizable Main pressure chambers and lie in the Drehendlagen as shown on the Rotor blades 212, 214, 216, 218, 220, 222;
  • Each pendulum 224, 226, 228, 230, 232, 234 are thus associated with two main pressure chambers.
  • a relative rotation of inner 204 and outer rotor 202 is by a Pressure differential in the one pendulum 224, 226, 228, 230, 232, 234 associated main pressure chambers achieved, with adjustment angle and Adjustment can be controlled by appropriate pressure gradients.
  • FIG. 3 A detailed view of an arranged between rotor blades 312, 314, pivotally mounted pendulum 326 and a pressurizable Main 376, 374 and secondary pressure chamber 380 shows Figure 3.
  • the pivotable in the inner rotor 304 mounted cylindrical pendulum head 362 ensures a very long, precisely defined sealing gap with good sealing and allows at the same time a high angle of rotation between inner 304 and outer rotor 302 of up to 25-45 °, in particular of about 35 °.
  • the pendulum 326 For pivoting and radial slidable mounting of the pendulum 326 in the Pendelfußnut 338 of Outer rotor 302, the pendulum 326 has a cylindrical, frontally flattened pendulum foot 360 on, so by applying the Pendulum foot 260 to the Pendelfußnut 338 in the direction of the main pressure chamber with lower pressure even in case of possible wear of the Construction of very high pressures with minimized leakage losses is guaranteed.
  • the pendulum 326 between pendulum head 362 and Pendulum foot 360 one with pendulum head 362 and pendulum foot 360 by means of webs 366, 368 connected, cylindrical-drop-shaped pendulum body 364, wherein the transition from pendulum body 364 to the pendelfuß solutionen web 366th small, when applied to the rotor blades 314, 312 a throttle edge forming Radii and the transition from pendulum body 364 to pendulum head side Bridge has 368 large radii.
  • the rotor blades 312, 314 have one with the contour of a pendulum 326th corresponding contact surface, wherein upon movement in the direction the Drehendlagen in the transition region 372 from the pendulum body 364 to pendulum-head-side web 368 from the main pressure chamber 374 a secondary pressure chamber 380 separated and in the transition region 370 from the shuttle 364 to pendulum footbridge 366 a throttled drain is formed.
  • a throttled drain is formed with increasing abutment of the pendulum 326 with an associated rotor blade, such as the rotor blade 314 shown in the figure.
  • Main pressure chamber 374 and the secondary pressure chamber 380 reach one minimum and that between pendulum body 326 and rotor blades 312 enclosed main pressure chamber 376 reaches a maximum size. Also upon reaching the minimum size, the main pressure space 374 includes small remaining volume, whereas that of Mautikraum 380 enclosed volume is at least approximately close to zero.
  • the arrangement according to the invention ensures a damped application the pendulum 224, 226, 228, 230, 232, 234, 326 to the corresponding Wing sides in the rotary end positions, by applying the pendulum 224, 226, 228, 230, 232, 234, 326 to the rotor blades 212, 214, 216, 218, 220, 222, 312, 314 of the inner rotor 204, 304 not only the main pressure chambers Form "squeeze chambers" in which the oil must be displaced, respectively but also secondary pressure chambers, such as that shown in FIG Secondary pressure chamber 380, to be separated, the additional pressure pad form.
  • a pressure reduction from the secondary pressure chamber 380 is strong throttled over in the transition region 370 from the pendulum body 364 to pendulum side web 366 formed Abiserspalt in the associated Main pressure chamber 374.
  • the main pressure chambers have, as in FIG. 2 illustrated perspective view partially visible, respectively Drain holes 248, 250 on.
  • Inner 204, 304 and outer rotor 202, 302 are in at least one Rotational end position, especially in a previous valve actuation assigned rotary end position, locked against each other, so that For example, a start of the internal combustion engine in this preferred position, the also serves as a reference position takes place.
  • the locking device comprises a guided in a broader rotor blade 222 axially movable Locking bolt 252, which in the locking position in the Bottom portion 210 of the cup-shaped outer rotor 202 engages.
  • the Preferred position is, especially if the pressure chambers are not are pressurized, by means of a preloaded spring, which at least indirectly on the outer rotor 202 on the one hand and on the inner rotor 204th on the other hand supports, ingestible.
  • the adjusting device is in essentially made of steel, but the arrangement is also very good for the implementation of a, for example, aluminum and / or magnesium-based lightweight construction concept, in particular, since in the Drehendlagen a material-saving, damped system of pendulum the rotor blades is guaranteed. Furthermore, the arrangement offers special Advantages in terms of manufacturing, as the inner radius of the ring area 208 of the outer rotor 202, 302, on which the rotor blades 212, 214, 216, 218, 220, 222, 312, 314 sliding with their outer ends, but dense abut, is circular in shape and no inward Has segments. In particular, in a lightweight construction is effectively prevents component distortion.

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Abstract

Hydraulische Einrichtung zur stufenlos variablen Verstellung der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit einem von einer Kurbelwelle angetriebenen Außenrotor und einem der Nockenwelle zugeordneten, zu diesem relativ verdrehbaren Innenrotor, wobei zwischen Innen- und Außenrotor im Innenrotor einerseits und im Außenrotor andererseits schwenkbar gelagerte Pendel angeordnet sind, welche mit zwischen den Pendeln liegenden Rotorflügeln druckbeaufschlagbare Hauptdruckräume einschließen und in den Drehendlagen an den Rotorflügeln anliegen, wobei zur gedämpften Anlage der Pendel an die Rotorflügel gesonderte Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Einrichtung zur stufenlos variablen Verstellung der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit einem von einer Kurbelwelle angetriebenen Außenrotor und einem der Nockenwelle zugeordneten, zu diesem relativ verdrehbaren Innenrotor, wobei zwischen Innen- und Außenrotor im Innenrotor einerseits und im Außenrotor andererseits schwenkbar gelagerte Pendel angeordnet sind, welche mit zwischen den Pendeln liegenden Rotorflügeln druckbeaufschlagbare Hauptdruckräume einschließen und in den Drehendlagen an den Rotorflügeln anliegen.
Derartige Einrichtungen erlauben eine Verstellung der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle und somit der Steuerzeiten der von den Nocken dieser Welle betätigten Ventile und kommen einlass- und/oder auslassseitig zum Einsatz. Vorteile ergeben sich insbesondere in Bezug auf Emissionen, Kraftstoffverbrauch, Drehmomentenverlauf und Leistungsentfaltung.
Beispielsweise beschreibt die DE 199 61 567 A1 eine eingangs genannte Einrichtung zur stufenlos variablen Nockenwellenverstellung, wobei die zwischen Innen- und Außenrotor angeordneten Pendel gerade Flanken aufweisen und in den Drehendlagen flach an den ebenfalls geraden Seiten der Flügel des Innenrotors anliegen. Beim Anlegen bilden die Flanken der Pendel mit den korrespondierenden Seiten der Flügel des Innenrotors keilförmige Quetschkammern, aus welchen das Öl jeweils von innen nach außen verdrängt werden muss; Es sind Ölführungen vorgesehen, durch die das Öl abfließen kann.
Bei einer Verdrehung zwischen Innen- und Außenrotor kommen in den Drehendlagen die Pendel annähernd ungedämpft an den Seiten der Flügel des Innenrotors zur Anlage, mit der Folge nicht nur einer beträchtlichen Geräuschentwicklung, sondern auch einer hohen mechanischen Belastung, welche letztlich zu einer verkürzten Lebensdauer der Einrichtung führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der genannten Nachteile ein gedämpftes Anlegen der Pendel an die korrespondierenden Flügelseiten in den Drehendlagen zu ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, wobei gemäß der zugrundeliegenden Idee zur gedämpften Anlage der Pendel an die Rotorflügel gesonderte Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sind.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist zur Dämpfung bei der Anlage in den Drehendlagen zusätzlich zu einem in einem Hauptdruckraum gebildeten Druckpolster ein weiteres Druckpolster aufbaubar. Vorteilhafterweise ist dazu die Anlagefläche zwischen Pendel und Rotorflügel derart ausgestaltet, dass bei der Anlage eines Pendels an einen Rotorflügel vom Hauptdruckraum ein einen gedrosselten Abfluss aufweisender Nebendruckraum abtrennbar ist.
Als sehr zweckmäßig hat es sich herausgestellf, wenn in einem Nebendruckraum gegenüber einem diesem zugeordneten Hauptdruckraum ein erhöhter Druck aufbaubar ist und ein Druckausgleich von einem Nebendruckraum in einen zugeordneten Hauptdruckraum erfolgt.
Vorteilhafterweise weist ein Pendel zur schwenkbaren Lagerung im Innenrotor einen zylindrischen Pendelkopf und zur schwenk- und radial verschiebbaren Lagerung im Außenrotor einen zylinderartigen, stirnseitig abgeflachten Pendelfuß auf.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist ein Pendel zwischen Pendelkopf und Pendelfuß einen mit Pendelkopf und Pendelfuß mittels Stegen verbundenen, zylindrisch-tropfenförmigen Pendelkörper auf. Der Übergang von Pendelkörper zum pendelfußseitigen Steg weist kleine, bei Anlage eine Drosselkante bildende Radien und der Übergang von Pendelkörper zum pendelkopfseitigen Steg große Radien auf.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn ein Rotorflügel eine mit der Kontur eines Pendels korrespondierende Anlagefläche aufweist, wobei in den Drehendlagen im Bereich des pendelfußseitigen Stegs vom Hauptdruckraum ein Nebendruckraum abgetrennt und im Übergangsbereich vom Pendelkörper zum pendelfußseitigen Steg ein gedrosselter Abfluss gebildet wird.
Zweckmäßigerweise verkleinert sich mit zunehmender Anlage eines Pendels an einen Rotorflügel der zugeordnete Nebendruckraum, wobei ein Druckabbau durch den Abfluss in den zugeordneten Hauptdruckraum erfolgt. Der Hauptdruckraum wiederum ist vorteilhafterweise mit wenigstens einem Abflusskanal verbunden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, den inneren Radius des Ringbereichs des Außenrotors kreisrund auszugestalten und keine nach innen gerichteten Segmente vorzusehen. Ferner ist es sehr günstig, wenn die Befestigungsstellen, wie Schrauben, zur Befestigung des Deckels radial außerhalb der Druckkammern angeordnet sind.
Nachfolgend ist unter Bezugnahme Figuren ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, dabei zeigen schematisch und beispielhaft
Figur 1
einen Zylinderkopf mit einer hydraulischen Einrichtungen zur stufenlos variablen Verstellung der Einlass- und Auslassnockenwelle(n) einer Brennkraftmaschine,
Figur 2
eine hydraulische Einrichtung zur stufenlos variablen Verstellung der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit einem von einer Kurbelwelle angetriebenen Außenrotor und einem der Nockenwelle zugeordneten, zu diesem relativ verdrehbaren Innenrotor in perspektivischer Darstellung und
Figur 3
ein zwischen Rotorflügeln angeordnetes, schwenkbar gelagertes Pendel sowie einen druckbeaufschlagbaren Haupt- und Nebendruckraum.
Figur 1 zeigt einen Zylinderkopf 100 mit hydraulischen Einrichtungen 102, 104 zur stufenlos variablen Verstellung der hier nicht näher dargestellten Einlass- und Auslassnockenwelle(n) einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine in stirnseitiger Ansicht.
Die Einrichtung 102, 104 erlaubt eine Verstellung der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle und somit der Steuerzeiten der von den Nocken dieser Welle betätigten Ventile, wobei sich Vorteile insbesondere in Bezug auf Emissionen, Kraftstoffverbrauch, Drehmomentenverlauf und Leistungsentfaltung ergeben. Die Einrichtung 102, 104 ist im Antriebsstrang des Nockenwellenantriebs angeordnet, wobei ein Antrieb der Nockenwelle ausgehend von der Kurbelwelle über einen Außenrotor 114, 116 und einen zu diesem relativ verdrehbaren, in der vorliegenden Ansicht nicht sichtbaren, Innenrotor erfolgt.
Jede Verstelleinrichtung 102, 104 ist in einem entsprechend ausgestalteten Raum 106, 108 des Zylinderkopfes aufgenommen und umfasst den topfförmigen Außenrotor 114, 116, mit welchem ein Antriebsrad, wie Kettenrad 110, 112, zum von der Kurbelwelle ausgehenden Antrieb verbunden ist. Im Außenrotor 114, 116 ist der mit der Nockenwelle drehfest verbundene, in der vorliegenden Ansicht nicht sichtbare Innenrotor aufgenommen, welcher zum Außenrotor 114, 116 relativ zwischen zwei Drehendlagen verdrehbar ist und welchem stirnseitige ein Nabenteil 118, 120 zugeordnet ist. Der topfförmige Innenraum des Außenrotors 114, 116 ist mittels eines verschraubten Deckels 122, 124 verschlossen. Zur Abdeckung der gesamten Anordnung ist eine hier nicht gezeigte Zylinderkopfhaube vorgesehen, welche auf dem umlaufenden Flansch 126 dicht aufliegt.
Eine hydraulische Einrichtung zur stufenlos variablen Verstellung der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit einem von einer Kurbelwelle angetriebenen Außenrotor und einem der Nockenwelle zugeordneten, zu diesem relativ verdrehbaren Innenrotor ist in Figur 2 in perspektivischer Darstellung gezeigt.
Zum Antrieb des topfartig ausgestalteten, einen Ringbereich 208 und einen Bodenbereich 210 aufweisenden Außenrotors 202 ist ein mit dem Bodenbereich 210 des Außenrotors 202 drehfest verbundenes Antriebsrad, wie Kettenrad 206, vorgesehen. Im Außenrotor 202 ist der zu diesem relativ verdrehbare, mit einer Nockenwelle drehfest verbundene Innenrotor 204 aufgenommen.
Der Innenrotor weist mehrere, vorliegend sechs, Rotorflügel 212, 214, 216, 218, 220, 222 auf, welche mit ihren äußeren Enden am Innenradius des Ringbereichs 208 des Außenrotors 202 bei Relativdrehung zwischen Außenrotor 202 und Innenrotor 204 gleitend, jedoch dicht, anliegen. Zwischen den Rotorflügeln 212, 214, 216, 218, 220, 222 des Innenrotors 204 befinden sich zylinderschalenförmige Pendelkopfführungen, in denen die Pendelköpfe von Pendeln 224, 226, 228, 230, 232, 234 schwenkbar angeordnet sind, deren Pendelfüße in Pendelfußnuten 236, 238, 240, 242, 244, 246 des Außenrotors 202 schwenk- und radial verschiebbar gelagert sind. Die Pendel 224, 226, 228, 230, 232, 234 schließen mit den Rotorflügeln 212, 214, 216, 218, 220, 222 druckbeaufschlagbare Hauptdruckräume ein und liegen in den Drehendlagen wie dargestellt an den Rotorflügeln 212, 214, 216, 218, 220, 222 an; Jedem Pendel 224, 226, 228, 230, 232, 234 sind also zwei Hauptdruckräume zugeordnet.
Eine Relativverdrehung von Innen- 204 und Außenrotor 202 wird durch eine Druckdifferenz in den einem Pendel 224, 226, 228, 230, 232, 234 zugeordneten Hauptdruckräumen erreicht, wobei Verstellwinkel und Verstellgeschwindigkeit durch entsprechende Druckverläufe regelbar sind.
Eine Detailansicht eines zwischen Rotorflügeln 312, 314 angeordneten, schwenkbar gelagerten Pendels 326 sowie eines druckbeaufschlagbaren Haupt- 376, 374 und Nebendruckraums 380 zeigt Figur 3. Der schwenkbar im Innenrotor 304 gelagerte zylindrische Pendelkopf 362 gewährleistet einen sehr langen, exakt definierten Dichtspalt mit guter Abdichtung und ermöglicht gleichzeitig einen hohen Verdrehwinkel zwischen Innen- 304 und Außenrotor 302 von bis zu 25-45°, insbesondere von ca. 35°. Zur schwenk- und radial verschiebbaren Lagerung des Pendels 326 in der Pendelfußnut 338 des Außenrotors 302 weist das Pendel 326 einen zylinderartigen, stirnseitig abgeflachten Pendelfuß 360 auf, sodass durch das Anlegen des Pendelfußes 260 an die Pendelfußnut 338 in Richtung des Hauptdruckraums mit niedrigerem Druck selbst bei eventuell auftretendem Verschleiß der Aufbau sehr hoher Drücke bei gleichzeitig minimierten Leckageverlusten gewährleistet ist. Zudem wird durch die konstruktiv optimal gestaltete, zylinderschalenförmige Lagerung 378 des Pendelkopfes 362 in Verbindung mit der Lagerung des zylinderartigen, stirnseitig abgeflachten Pendelfußes 360 in der Pendelfußnut 338 des Außenrotors 302 der Verschleiß der einander berührenden Baugruppen deutlich minimiert, sodass bei hoher Betriebssicherheit auch die Übertragung hoher Drehmomente bei höchstem Wirkungsgrad gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß weist das Pendel 326 zwischen Pendelkopf 362 und Pendelfuß 360 einen mit Pendelkopf 362 und Pendelfuß 360 mittels Stegen 366, 368 verbundenen, zylindrisch-tropfenförmigen Pendelkörper 364 auf, wobei der Übergang von Pendelkörper 364 zum pendelfußseitigen Steg 366 kleine, bei Anlage an den Rotorflügel 314, 312 eine Drosselkante bildende Radien und der Übergang von Pendelkörper 364 zum pendelkopfseitigen Steg 368 große Radien aufweist.
Die Rotorflügel 312, 314 weisen eine mit der Kontur eines Pendels 326 korrespondierende Anlagefläche auf, wobei bei einer Bewegung in Richtung der Drehendlagen im Übergangsbereich 372 vom Pendelkörper 364 zum pendelkopfseitigen Steg 368 vom Hauptdruckraum 374 ein Nebendruckraum 380 abgetrennt und im Übergangsbereich 370 vom Pendelkörper 364 zum pendelfußseitigen Steg 366 ein gedrosselter Abfluss gebildet wird. Mit zunehmender Anlage des Pendels 326 an einen zugeordneten Rotorflügel, wie dem in der Figur gezeigten Rotorflügel 314, verkleinert sich der zugeordnete Nebendruckraum 380, wobei ein Druckabbau durch den Abfluss in den zugeordneten Hauptdruckraum 372 erfolgt. Bei Erreichen der Drehendlage liegt der Pendelkörper 326 an dem Rotorflügel 314 an, der zwischen Pendelkörper 326 und Rotorflügel 314 eingeschlossene Hauptdruckraum 374 sowie der Nebendruckraum 380 erreichen eine minimale und der zwischen Pendelkörper 326 und Rotorflügel 312 eingeschlossene Hauptdruckraum 376 erreicht ein maximale Größe. Auch bei erreichen der minimalen Größe schließt der Hauptdruckraum 374 ein kleines Restvolumen ein, wohingegen das von Nebendruckraum 380 eingeschlossene Volumen zumindest annähernd gegen Null geht.
Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet ein gedämpftes Anlegen der Pendel 224, 226, 228, 230, 232, 234, 326 an die korrespondierenden Flügelseiten in den Drehendlagen, indem beim Anlegen der Pendel 224, 226, 228, 230, 232, 234, 326 an die Rotorflügel 212, 214, 216, 218, 220, 222, 312, 314 des Innenrotors 204, 304 nicht nur die Hauptdruckräume "Quetschkammern" bilden, in denen das Öl jeweils verdrängt werden muss, sondern zudem Nebendruckräume, wie der in der Figur 3 gezeigte Nebendruckraum 380, abgetrennt werden, die zusätzliche Druckpolster bilden. Ein Druckabbau aus dem Nebendruckraum 380 erfolgt stark gedrosselt über den im Übergangsbereich 370 vom Pendelkörper 364 zum pendelfußseitigen Steg 366 gebildeten Abflussspalt in den zugeordneten Hauptdruckraum 374. Die Hauptdruckräume weisen, wie in der mit Figur 2 dargestellten perspektivischen Ansicht teilweise ersichtlich, jeweils Abflussbohrungen 248, 250 auf.
Innen- 204, 304 und Außenrotor 202, 302 sind in wenigstens einer Drehendlage, insbesondere in der einer frühern Ventilbetätigung zugeordneten Drehendlage, gegeneinander verriegelbar, so dass beispielsweise ein Start der Brennkraftmaschine in dieser Vorzugslage, die auch als Referenzlage dient, erfolgt. Die Verriegelungseinrichtung umfasst einen in einem breiter ausgeführten Rotorflügel 222 axialbeweglich geführten Verriegelungsbolzen 252, welcher in Verriegelungsstellung in den Bodenbereich 210 des topfförmigen Außenrotors 202 eingreift. Die Vorzugslage ist, insbesondere wenn die Druckräume nicht druckbeaufschlagt sind, mittels einer vorgespannten Feder, welche sich zumindest mittelbar am Außenrotor 202 einerseits und am Innenrotor 204 andererseits abstützt, einnehmbar.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Verstelleinrichtung im wesentlichen aus Stahl gefertigt, die Anordnung ist jedoch auch überaus gut für die Umsetzung eines, beispielsweise aluminium- und/oder magnesiumbasierten Leichtbaukonzepts geeignet, insbesondere, da in den Drehendlagen eine werkstoffschonende, gedämpfte Anlage der Pendel an die Rotorflügel gewährleistet ist. Ferner bietet die Anordnung besondere Vorteile in Bezug auf die Fertigung, da der innere Radius des Ringbereichs 208 des Außenrotors 202, 302, an welchem die Rotorflügel 212, 214, 216, 218, 220, 222, 312, 314 mit ihren äußeren Enden gleitend, jedoch dicht anliegen, kreisrund ausgestaltet ist und keine nach innen gerichteten Segmente aufweist. Insbesondere bei einer Leichtbauausführung wird wirksam ein Bauteilverzug vermieden. Zur besonderen belastungsgerechten Ausführung trägt auch die Anordnung der in den Figuren nicht bezeichneten Schrauben zur Befestigung des Deckels 122, 124 radial außerhalb der Druckkammern 374, 376 bei. Die Herstellung der Rotorflügel 212, 214, 216, 218, 220, 222, 312, 314 kann beispielsweise elektro-/funkenerosiv mittels Erodieren erfolgen. Im Falle einer aluminiumbasierten Leichtbauausführung bietet es sich an, stärker belastete Bauteile/Bereiche zu eloxieren.

Claims (13)

  1. Hydraulische Einrichtung zur stufenlos variablen Verstellung der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit einem von einer Kurbelwelle angetriebenen Außenrotor und einem der Nockenwelle zugeordneten, zu diesem relativ verdrehbaren Innenrotor, wobei zwischen Innen- und Außenrotor im Innenrotor einerseits und im Außenrotor andererseits schwenkbar gelagerte Pendel angeordnet sind, welche mit zwischen den Pendeln liegenden Rotorflügeln druckbeaufschlagbare Hauptdruckräume einschließen und in den Drehendlagen an den Rotorflügeln anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass zur gedämpften Anlage der Pendel (224, 226, 228, 230, 232, 234, 326) an die Rotorflügel (212, 214, 216, 218, 220, 222, 212, 314) gesonderte Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sind.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dämpfung bei der Anlage in den Drehendlagen zusätzlich zu einem in einem Hauptdruckraum (374) gebildeten Druckpolster ein weiteres Druckpolster aufbaubar ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbau des weiteren Druckpolsters die Anlagefläche zwischen Pendel (224, 226, 228, 230, 232, 234, 326) und Rotorflügel (212, 214, 216, 218, 220, 222, 212, 314) derart ausgestaltet ist, dass bei der Anlage vom Hauptdruckraum (374) ein einen gedrosselten Abfluss aufweisender Nebendruckraum (380) abtrennbar ist.
  4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Nebendruckraum (380) gegenüber einem diesem zugeordneten Hauptdruckraum (374) ein erhöhter Druck aufbaubar ist und ein Druckausgleich von einem Nebendruckraum (380) in einen Hauptdruckraum (374) erfolgt.
  5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pendel (224, 226, 228, 230, 232, 234, 326) zur schwenkbaren Lagerung im Innenrotor (204, 304) einen zylindrischen Pendelkopf (362) aufweist.
  6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pendel (224, 226, 228, 230, 232, 234, 326) zur schwenk- und radial verschiebbaren Lagerung im Außenrotor (202, 302) einen zylinderartigen, stirnseitig abgeflachten Pendelfuß (360) aufweist.
  7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pendel (224, 226, 228, 230, 232, 234, 326) zwischen Pendelkopf (362) und Pendelfuß (360) einen mit Pendelkopf (362) und Pendelfuß (360) mittels Stegen (366, 368) verbundenen, zylindrisch-tropfenförmigen Pendelkörper (364) aufweist.
  8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von Pendelkörper (364) zum pendelfußseitigen Steg (366) kleine, bei Anlage eine Drosselkante bildende Radien und der Übergang von Pendelkörper (364) zum pendelkopfseitigen Steg (368) große Radien aufweist.
  9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotorflügel (212, 214, 216, 218, 220, 222, 212, 314) eine mit der Kontur eines Pendels (224, 226, 228, 230, 232, 234, 326) korrespondierende Anlagefläche aufweist, wobei in den Drehendlagen im Bereich des pendelfußseitigen Stegs (366) vom Hauptdruckraum (374) ein Nebendruckraum (380) abgetrennt und im Übergangsbereich (370) vom Pendelkörper (364) zum pendelfußseitigen Steg (366) ein gedrosselter Abfluss gebildet wird.
  10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich mit zunehmender Anlage eines Pendels (224, 226, 228, 230, 232, 234, 326) an einen Rotorflügel (212, 214, 216, 218, 220, 222, 212, 314) der zugeordnete Nebendruckraum (380) verkleinert, wobei ein Druckabbau durch den Abfluss (370) in den zugeordneten Hauptdruckraum (374) erfolgt.
  11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptdruckraum (374) mit wenigstens einem Abflusskanal (248, 250) verbunden ist.
  12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Radius des Ringbereichs (208) des Außenrotors (202, 302) kreisrund ausgestaltet ist und keine nach innen gerichteten Segmente aufweist.
  13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstellen zur Befestigung des Deckels (122, 124) radial außerhalb der Druckkammern (374, 376) angeordnet sind.
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