EP1794420B1 - Nockenwellenversteller für eine verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Nockenwellenversteller für eine verbrennungskraftmaschine Download PDF

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EP1794420B1
EP1794420B1 EP05773962A EP05773962A EP1794420B1 EP 1794420 B1 EP1794420 B1 EP 1794420B1 EP 05773962 A EP05773962 A EP 05773962A EP 05773962 A EP05773962 A EP 05773962A EP 1794420 B1 EP1794420 B1 EP 1794420B1
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EP
European Patent Office
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stator
rotor
blades
camshaft adjuster
blade
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP05773962A
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English (en)
French (fr)
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EP1794420A1 (de
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Josef Bachmann
Rolf Schwarze
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GKN Sinter Metals Holding GmbH
Original Assignee
GKN Sinter Metals Holding GmbH
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Publication date
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    • 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
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34479—Sealing of phaser devices
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    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/01—Absolute values

Definitions

  • the invention relates to a camshaft adjuster for internal combustion engines.
  • Camshaft adjusters of the aforementioned type serve to enable the most optimal or variable valve control. They offer the possibility of adjusting the phase angle of the valve control infinitely and in a controlled manner.
  • a camshaft adjuster is non-rotatably and non-positively connected to the respective camshaft.
  • a rotational movement is transmitted to the camshaft and thereby preset a respective desired setting of the camshaft relative to the crankshaft of the internal combustion engine.
  • camshaft adjusters are hydraulically driven.
  • the oil pressure required for adjusting the camshaft is obtained from the lubricating oil pressure circuit associated with the respective internal combustion engine.
  • the camshaft is not yet in the desired relative position to the crankshaft, especially in the exhaust-gas-critical engine starting phase.
  • camshaft phasers which steplessly change the angular position of the camshaft, is represented by systems that are based on the swing motor principle.
  • the above systems are supplied via the oil pump from the lubricating oil circuit of the engine with pressurized oil, during which so-called "hot run” these systems must also work at oil temperatures of 150 ° C and pressures of ⁇ 0.5 bar at idle speed of the engine. Thermal influences, which can occur due to the maximum temperatures of 150 ° C reached during engine operation, must be taken into account when designing the component size and tolerances.
  • a drive wheel has a cavity formed by a peripheral wall and two side walls, in which at least one hydraulic working space is formed by at least two boundary walls.
  • a wing extending into the hydraulic working space divides the hydraulic working space into two hydraulic pressure chambers. Gap between a head of a pressure medium distributor and a breakthrough of a side wall of the drive wheel and / or between the lateral surface and an opening of the other side wall of the drive wheel are sealed by wear-resistant sealant against pressure medium leaks.
  • the DE 198 08 619 A1 describes a locking device for a vane-type adjusting device.
  • a vane-adjusting device in which between a swivel impeller and a drive wheel enlarged formed radial gaps are provided, while the sealing elements are designed as pivotable in both directions of rotation of the swivel impeller pendulum sealing strips, with the pressure force of the hydraulic pressure medium against the respective mating surface on the drive wheel or the swing impeller are pivotable.
  • a drive unit is pivotally mounted on a driven unit via a plurality of radial bearing points, wherein at least the surfaces of the individual radial bearing segments of the drive unit and the opposite radial bearing segments of the output unit and optionally also the axial contact surfaces between the drive unit and the output unit are formed with a friction-reducing coating.
  • Probesematic in such camshaft adjusters is that to avoid greater internal leakage in the pressure chambers tight tolerances must be met, which can be met only costly, especially if such components are made by sintering. In a sintering production, these tolerances are therefore only by a corresponding complex mechanical processing, or on significantly reduced quantities reachable. Furthermore, in most camshaft adjusters locking or return springs must be installed to ensure the function in the so-called 'hot idle'.
  • the invention has for its object to provide a camshaft adjuster for internal combustion engines, which prevents internal radial leaks and is inexpensive to manufacture.
  • a camshaft adjuster for an internal combustion engine having a stator which has distributed over its circumference radially inwardly projecting Statorhoffl having at least one arranged in the stator Statoreriellagerasche which is open to the inside and in which a Statorhofflplanetenrad is mounted, said a rotor is mounted in the stator having rotor blades with at least one outwardly open rotor blade bearing pocket in which a Rotorhofflplanetenrad is mounted, wherein the Statorerielplanetengan engage in a arranged on the outer circumference of the rotor between each rotor blade gear segment and the rotor blade planet gears in one on the inner circumference engage the stator between each arranged a stator blade toothed segment.
  • the geometry of the toothing must be designed so that the toothing data of the planet wheels, which are mounted in the rotor blade and in the stator wing, are the same.
  • the production costs are reduced, since only a tool is needed in the sintering technology of the rotor blade planetary gears and Statorplanetenzier.
  • the adjustment of the inner rotor takes place in that pressure is applied to a pressure chamber, wherein in response to the applied pressure chamber, the pressure against the inner rotor blade and this accordingly rotates.
  • the Statorhofflplanetenrad which engages with the toothed segment of the inner rotor is pressurized, whereby the tooth tips of the Statorhofflplanetenrades are pressed against the wall of Statoreriellagerasche and presses the tooth flanks of the Statorhofflplanetsrades against the tooth flanks of the toothed segment of the inner rotor by this pressurization become.
  • the stator has at least two stator blades and the rotor has at least two rotor blades. In a further advantageous embodiment, it is provided that the stator has three stator blades and the rotor has three rotor blades. In a likewise advantageous embodiment, it is provided that the stator has four stator blades and the rotor has four rotor blades.
  • Known camshaft adjusters usually have four stator vanes and four rotor vanes, whereby the possible angle of rotation of the camshaft are structurally limited.
  • stator, the inner rotor and / or the planet wheels are made of sintered metal. These parts can be sintered with larger tolerances without the radial tightness is worsened. Furthermore, the sensitivity to contaminated oil is low.
  • Another advantage of the relatively large manufacturing tolerances is the possibility to use other materials such as sintered aluminum or plastic. It is advantageous if the rotor, stator and the planet gears have at least approximately the same coefficients of thermal expansion so that these components can be paired with each other. It is possible, for example, to use a rotor and stator made of sintered steel and the planet wheels made of a plastic (thermosetting plastic) with approximately the same thermal coefficient. In particular, this results in a reduction of the noise due to the combination of sintered steel / plastic.
  • Fig. 1 shows a camshaft adjuster 1 for an internal combustion engine, not shown, with a stator 2, which has distributed over its circumference radially inwardly projecting stator 3.
  • the stator vanes 3 each have a Statorhoffllagerasche 4, which is open to the inside and in which a Statorhofflplanetenrad 5 is mounted.
  • a rotor 6 is mounted, the rotor blade 7 has.
  • Each rotor blade 7 has an outwardly open rotor blade bearing pocket 8 in which a rotor blade planet 9 is mounted.
  • stator blades 3 protrude radially inwards into the intermediate space between two rotor blades 7.
  • Statorhofflplanetenrad 5 engages in a arranged on the outer circumference of the rotor 6 between each rotor blade 7 toothed segment 10 a.
  • the rotor blade planetary gear 9 arranged in the rotor blade 7 engages in a toothing segment 11 arranged on the inner circumference of the stator 2 between in each case one stator wing 3.
  • the adjustment of the rotor 6 takes place in that 12 pressure is given by the pressure hole in the pressure chamber 13 or for the alternative direction of rotation that pressure in the pressure chamber 15 is given.
  • the Statorerielplanetenrad 5 which is engaged with the toothed segment 10 of the rotor 6, pressurized, by this pressurization, the tooth tips of the Statorerielplanetenrades 5 are pressed against the wall of the Statoreriellagerasche 4 and the tooth flanks of the Statorhofflplanetenrades 5 are pressed against the tooth flanks of the toothed segment 10 of the rotor 6.
  • the contact pressure of the tooth heads and tooth flanks results in large sealing surfaces which separate the pressure chambers 13, 15 radially absolutely tightly from the respective pressure-less chamber 13, 15, so that a radial sealing of the camshaft adjuster 1 is made possible.
  • Fig. 2 shows a detail "X" Fig. 1 with the partially indicated camshaft adjuster 1, which consists of a stator 2 and a rotor 6 mounted therein, wherein a state is shown in which the pressure chamber 15 with pressure, for example by means of a hydraulic fluid, is applied.
  • Pressure is introduced into the pressure chamber 15 via the pressure bore 14, wherein the pressurized space occupied by the hydraulic fluid is drawn in black. It turns out that in addition to the pressure chamber 15, which is formed from the space between the stator 3 and the rotor blade 7 also other areas are pressurized.
  • Fig. 3 shows a camshaft adjuster 1 for an internal combustion engine, not shown, with a stator 2, which has distributed over its circumference radially inwardly projecting stator 3.
  • the stator vanes 3 each have a Statorhoffllagerasche 4, which is open to the inside and in which a Statorhofflplanetenrad 5 is mounted.
  • a rotor 6 is mounted, the rotor blade 7 has.
  • Each rotor blade 7 has an outwardly open rotor blade bearing pocket 8 in which a rotor blade planet 9 is mounted.
  • the stator blades 3 protrude radially inwards into the intermediate space between two rotor blades 7. The same applies to the rotor blades 7, which each protrude into the intermediate space.
  • the rotor 6 is formed approximately star-shaped.
  • Stator pursuelplanetenrad 5 engages in a arranged on the outer circumference of the rotor 6 between each rotor blade 7 toothed segment 10 a.
  • the rotor blade planetary gear 9 arranged in the rotor blade 7 engages in a toothing segment 11 arranged on the inner circumference of the stator 2 between in each case one stator wing 3. Internal radial leaks that occur between the contact points of the stator 2 and the inner rotor 6 in the form of gap losses are prevented by the use of the toothed segments and the planetary gears engaging in them.
  • the adjustment of the rotor 6 takes place in that 12 pressure is given by the pressure hole in the pressure chamber 13 or for the alternative direction of rotation that pressure in the pressure chamber 15 is given.
  • the pressure against the rotor blade 7, Dependent on from the applied pressure chamber 13, 15, the pressure against the rotor blade 7, whereby this is rotated accordingly.
  • the Statorhofflplanetenrad 5 which is engaged with the toothed segment 10 of the rotor 6, pressurized, by this pressurization, the tooth tips of the Statorerielplanetenrades 5 are pressed against the wall of the Statoreriellagerasche 4 and the tooth flanks of the Statorhofflplanetenrades 5 are pressed against the tooth flanks of the toothed segment 10 of the rotor 6.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für Verbrennungskraftmaschinen.
  • Nockenwellenversteller der vorgenannten Art dienen dazu, jeweils eine möglichst optimale beziehungsweise veränderliche Ventilansteuerung zu ermöglichen. Sie bieten die Möglichkeit, den Phasenwinkel der Ventilsteuerung stufenlos und geregelt zu verstellen. Hierzu ist ein Nockenwellenversteller drehfest und kraftschlüssig mit der jeweiligen Nockenwelle verbunden.
  • In Abhängigkeit der Vorgabe einer Überwachungs- und Steuerelektronik wird eine Drehbewegung auf die Nockenwelle übertragen und hierdurch eine jeweils gewünschte Einstellung der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine voreingestellt.
  • Herkömmliche Nockenwellenversteller werden zumei st hydraulisch angetrieben. Der zur Verstellung der Nockenwelle benötigte Öldruck wird aus dem der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Schmieröldruckkreis gewonnen. Dabei besteht das Problem, das sich die Nockenwelle gerade in der abgaskritischen Motorstartphase noch nicht in der gewünschten Relativposition zur Kurbelwelle befindet.
  • Die aktuelle Generation von Nockenwellenverstellern, die stufenlos die Winkellage der Nockenwelle verändern, wird durch Systeme dargestellt, die nach dem Schwenkmotorprinzip aufgebaut sind.
  • Die Vorteile derartiger Systeme sind die stufenlose Verstellung der Nockenwelle und die kompakte und kostengünstige Bauweise. Ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Nockenwellenverstellern ist das Sinterverfahren, das auch für Großserien geeignet ist.
  • Die vorstehend genannten Systeme werden über die Ölpumpe aus dem Schmierölkreislauf des Motors mit Drucköl versorgt, wobei während des sogenannten "Heißleerlaufs" diese Systeme auch bei Öltemperaturen von 150° C und Drücken von < 0,5 bar bei Leerlaufdrehzahl des Motors funktionieren müssen. Thermische Einflüsse, die aufgrund der im Motorbetrieb erreichten Temperaturen von maximal 150° C auftreten können, müssen bei der Auslegung der Bauteilgröße und Toleranzen berücksichtig werden.
  • Aus der DE 199 62 981 A1 ist eine nach dem sogenannten Flügelzellen-Prinzip arbeitende Nockenwellenverstelleinrichtung bekannt. Ein Antriebsrad weist einen durch eine Umfangswand und zwei Seitenwände gebildeten Hohlraum auf, in dem durch mindestens zwei Begrenzungswände mindestens ein hydraulischer Arbeitsraum gebildet wird. Ein sich in den hydraulischen Arbeitsraum erstreckender Flügel unterteilt den hydraulischen Arbeitsraum in zwei hydraulische Druckkammern. Spalte zwischen einem Kopf eines Druckmittelverteilers und einem Durchbruch der einen Seitenwand des Antriebsrades und/oder zwischen der Mantelfläche und einem Durchbruch der anderen Seitenwand des Antriebsrades werden durch verschleißfeste Dichtmittel gegen Druckmittelleckagen abgedichtet.
  • Die DE 198 08 619 A1 beschreibt eine Verriegelungseinrichtung für eine Flügelzellen-Verstelleinrichtung. Dort ist eine mechanische Kopplung zwischen einem Flügelrad und einem Antriebsrad durch mindestens einen sowohl als Flügelradschwenkelement als auch zugleich als Verriegelungselement ausgebildeten axial beweglichen Flügel des Flügelrades herstellbar.
  • Aus der DE 100 20 120 A1 ist eine Flügelzellen-Verstelleinrichtung bekannt, in der zwischen einem Schwenkflügelrad und einem Antriebsrad vergrößert ausgebildete Radialspalte vorgesehen sind, während die Dichtelemente als in beide Drehrichtungen des Schwenkflügelrades schwenkbare Pendeldichtleisten ausgebildet sind, die mit Druckkraft des hydraulischen Druckmittels gegen die jeweilige Gegenfläche am Antriebsrad oder am Schwenkflügelrad verschwenkbar sind.
  • In der Flügelzellen-Verstelleinrichtung der DE 101 09 837 A1 ist eine Antriebseinheit über mehrere radiale Lagerstellen schwenkbar auf einer Abtriebseinheit gelagert, wobei zumindest die Oberflächen der einzelnen Radiallagersegmente der Antriebseinheit und der gegenüberliegenden Radiallagersegmente der Abtriebseinheit sowie wahlweise auch die axialen Kontaktflächen zwischen der Antriebseinheit und er Abtriebseinheit mit einer reibungsmindernden Beschichtung ausgebildet sind.
  • Aus den Patent Abstracts of Japan JP 11013431 ist eine Flügelzellen-Verstelleinrichtung bekannt, bei der zur Erzielung eines kompakten Aufbaus eine Übertragung der Drehung mittels dreier Bolzen erfolgt, welche in entsprechende Langlöcher im Gehäuse der Flügelzellen-Verstelleinrichtung eingreifen. Auch das japanische Dokument JP 405 296 011 zeigt eine derartige Verstelleinrichtung.
  • Probtematisch bei derartigen Nockenwellenverstellern ist, dass zur Vermeidung größerer interner Leckage in den Druckkammern enge Toleranzen eingehalten werden müssen, die nur kostenaufwrendig eingehalten werden können, insbesondere wenn derartige Bauteile sintertechnisch hergestellt werden. Bei einer sintertechnischen Herstellung sind diese Toleranzen deshalb nur durch eine entsprechende aufwändige mechanische Bearbeitung, oder über deutlich reduzierte Stückzahlen, erreichbar. Ferner müssen bei den meisten Nockenwellenverstellern Verriegelungen oder Rückstellfedern eingebaut werden, um bei dem sogenannten "Heißleerlauf' die Funktion zu gewährleisten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nockenwellenversteller für Verbrennungskraftmaschinen anzugeben, der innere radiale Leckagen verhindert und kostengünstig herzustellen ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine mit einem Stator, der über seinen Umfang verteilt radial nach innen ragende Statorflügel aufweist, die wenigstens eine im Stator angeordnete Statorflügellagertasche aufweisen, die nach innen geöffnet ist und in der ein Statorflügelplanetenrad gelagert ist, wobei in dem Stator ein Rotor gelagert ist, der Rotorflügel mit wenigstens einer nach außen geöffneten Rotornflügellagertasche aufweist in der ein Rotorflügelplanetenrad gelagert ist, wobei die Statorflügelplanetenräder in eine auf dem Außenumfang des Rotors zwischen jeweils einem Rotorflügel angeordnetes Verzahnungssegment eingreifen und die Rotorflügelplanetenräder in eine auf dem Innenumfang des Stators zwischen jeweils einem Statorflügel angeordnetes Verzahnungssegment eingreifen.
  • Interne radiale Leckagen, die zwischen den Kontaktstellen des Stators und des Innenrotors in Form von Spaltverlusten entstehen, müssen durch die Anbringung eines Dichtelementes zwischen dem Innenrotor und dem Stator, oder durch eingeengte Toleranzen, verhindert werden. Durch die Anbringung eines Verzahnungssegments in Form einer Außenverzahnung zwischen zwei Rotorflügeln am Innenrotor und einem im Statorflügel gelagerten Planetenrad, das mit dem Verzahnungssegment des Innenrotors im Eingriff steht, werden die Spaltverluste verhindert. Ergänzend wird am Stator ein Verzahnungssegment in Form einer Innenverzahnung zwischen den Statorflügeln vorgesehen, wobei in dem Rotorflügel ein Rotorflügelplanetenrad gelagert ist, das mit dem Verzahnungssegment des Stators im Eingriff steht.
  • Bei einer Veränderung der Winkellage des Innenrotors zum Stator rollt das Statorplanetenrad auf dem Verzahnungssegment des Innenrotors ab und das Rotorflügelplanetenrad, welches im Rotorflügel gelagert ist auf dem Verzahnungssegment des Stators ab.
  • Um Eingriffstörungen zu vermeiden, muss die Geometrie der Verzahnung so ausgelegt sein, dass die Verzahnungsdaten der Planetenräder, die im Rotorflügel und in dem Statorflügel gelagert sind, gleich sind. Hierdurch werden auch die Herstellungskosten gesenkt, da bei der sintertechnischen Herstellung der Rotorflügelplanetenräder und Statorplanetenräder nur ein Werkzeug gebraucht wird. Die Verstellung des Innenrotors erfolgt dadurch, dass Druck auf eine Druckkammer gegeben wird, wobei in Abhängigkeit von der beaufschlagten Druckkammer der Druck gegen den Innenrotorflügel erfolgt und diesen dementsprechend dreht. Durch den Öldruck in der Druckkammer wird das Statorflügelplanetenrad, das mit dem Verzahnungssegment des Innenrotors im Eingriff steht, druckbeaufschlagt, wobei durch diese Druckbeaufschlagung die Zahnköpfe des Statorflügelplanetenrades gegen die Wand der Statorflügellagertasche gepresst werden und die Zahnflanken des Statorflügelplanetenrades gegen die Zahnflanken des Verzahnungssegments des Innenrotors gepresst werden.
  • Durch die Anpressung der Zahnköpfe und Zahnflanken kommt es zu großen Dichtflächen, die die Druckkammer radial absolut dicht von der drucklosen Kammer trennen. Hierdurch wird eine radiale Abdichtung des Nockenwellenverstellers ermöglicht,
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stator wenigstens zwei Statorflügel und der Rotor wenigstens zwei Rotorflügel aufweist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Stator drei Statorflügel und der Rotor drei Rotorflügel aufweist. In ebenfalls vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Stator vier Statorflügel und der Rotor vier Rotorflügel aufweist. Bekannte Nockenwellenversteller weisen meistens vier Statorflügel und vier Rotorflügel auf, wodurch die möglichen Verdrehwinkel der Nockenwelle konstruktiv bedingt begrenzt sind. Eine Reduzierung der Anzahl der Statorflügel und Rotorflügel auf zwei oder drei Flügel, führt zu dem Ergebnis, dass einerseits größere Verdrehwinkel realisiert werden können und andererseits die Nockenwellenversteller leichter werden und eine geringere Masse zu bewegender Teile vorliegt. Konstruktiv sind auch mehr als vier Flügel möglich.
  • Im besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stator, der Innenrotor und/oder die Planetenräder aus Sintermetall bestehen. Diese Teile können mit größeren Toleranzen sintertechnisch gefertigt werden ohne dass die radiale Dichtigkeit verschlechtert wird. Des weiteren ist die Empfindlichkeit gegen verschmutztes Öl gering.
  • Ein weiterer Vorteil der relativ großen Fertigungstoleranzen ist die Möglichkeit andere Materialien wie Sinteraluminium oder Kunststoff zu verwenden. Vorteilhaft ist es wenn der Rotor, Stator und die Planetenräder zumindest annähernd gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, damit diese Bauteile miteinander gepaart werden können. Es ist bei annähernd gleichem Wärmekoeffizienten beispielsweise möglich einen Rotor und Stator aus Sinterstahl und die Planetenräder aus einem Kunststoff (Duroplast) einzusetzen. Hierdurch ergibt sich insbesondere eine Reduzierung der Geräusche durch die Paarung Sinterstahl/Kunststoff.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in:
    • Fig. 1
    einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller mit vier Stator- und Rotorflügeln,
    Fig. 2
    die Einzelheit "X" gemäß Fig. 1 und
    Fig. 3
    einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller mit zwei Stator- und Rotorflügeln,
  • Fig. 1 zeigt einen Nockenwellenversteller 1 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine mit einem Stator 2, der über seinen Umfang verteilt radial nach innen ragende Statorflügel 3 aufweist. Die Statorflügel 3 weisen jeweils eine Statorflügellagertasche 4 auf, die nach innen geöffnet ist und in der ein Statorflügelplanetenrad 5 gelagert ist. In dem Stator 2 ist ein Rotor 6 gelagert, der Rotorflügel 7 aufweist. Jeder Rotorflügel 7 weist eine nach außen geöffnete Rotorflügellagertasche 8 auf, in der ein Rotorflügelplaneten 9 gelagert ist.
  • Die Statorflügel 3 ragen radial nach innen jeweils in den zwischen zwei Rotorflügeln 7 bestehenden Zwischenraum rein. Gleiches gilt für die Rotorflügel 7, die jeweils in den Zwischenraum reinragen. Es ergibt sich somit, dass der Rotor 6 annähernd sternförmig ausgebildet ist.
  • Das in dem Statorflügel 3 angeordnete Statorflügelplanetenrad 5 greift In einen auf den Außenumfang des Rotors 6 zwischen jeweils einem Rotorflügel 7 angeordnetes Verzahnungssegment 10 ein. Das in dem Rotorflügel 7 angeordnete Rotorflügelplanetenrad 9 greift in einen auf den Innenumfang des Stators 2 zwischen jeweils einem Statorflügel 3 angeordnetes Verzahnungssegment 11 ein.
  • Interne radiale Leckagen, die zwischen den Kontaktstellen des Stators 2 und des Innenrotors 6 in Form von Spaltverlusten entstehen, werden durch den Einsatz der Verzahnungssegmente und die in diese eingreifenden Planetenräder verhindert.
  • Die Verstellung des Rotors 6 erfolgt dadurch, dass durch die Druckbohrung 12 Druck in die Druckkammer 13 gegeben wird oder für die alternative Drehrichtung, dass Druck in die Druckkammer 15 gegeben wird. In Abhängigkeit von der beaufschlagten Druckkammer 13, 15 erfolgt der Druck gegen den Rotorflügel 7, wodurch dieser entsprechend gedreht wird. Durch den Öldruck in der Druckkammer 13 oder 15 wird das Statorflügelplanetenrad 5, das mit dem Verzahnungssegment 10 des Rotors 6 im Eingriff steht, druckbeaufschlagt, wobei durch diese Druckbeaufschlagung die Zahnköpfe des Statorflügelplanetenrades 5 gegen die Wand der Statorflügellagertasche 4 gepresst werden und die Zahnflanken des Statorflügelplanetenrades 5 gegen die Zahnflanken des Verzahnungssegmentes 10 des Rotors 6 gepresst werden. Durch die Anpressung der Zahnköpfe und Zahnflanken kommt es zu großen Dichtflächen, die die Druckkammern 13, 15 radial absolut dicht von der jeweils drucklosen Kammer 13, 15 trennen, so dass eine radiale Abdichtung des Nockenwellenverstellers 1 ermöglicht wird.
  • Fig. 2 zeigt eine Einzelheit "X" aus Fig. 1 mit dem teilweise angedeuteten Nockenwellenversteller 1, der aus einem Stator 2 und einem in diesem gelagerten Rotor 6 besteht, wobei ein Zustand gezeigt wird, in dem die Druckkammer 15 mit Druck, beispielsweise mittels einer Hydraulikflüssigkeit, beaufschlagt ist.
  • Über die Druckbohrung 14 wird Druck in die Druckkammer 15 gegeben, wobei der von der Hydraulikflüssigkeit eingenommene druckbeaufschlagte Raum schwarz gezeichnet ist. Es zeigt sich, dass zusätzlich zu der Druckkammer 15, die aus dem Raum zwischen dem Statorflügel 3 und dem Rotorflügel 7 gebildet wird auch weitere Bereiche mit Druck beaufschlagt werden.
  • Durch die Druckbeaufschlagung der Druckkammer 15 wird Druck auf den Rotorflügel 7 ausgeübt, wodurch sich der Rotor in Richtung des Pfeils A verdreht. Gleichzeitig erfolgt auch eine Drehung des in der Rotorflügellagertasche 8 gelagerten Rotorflügelplanetenrades 9 in Richtung des Pfeils B während dieses auf dem zwischen den Statorfllügeln 3 angeordneten Verzahnungssegment 11 abrollt. Durch die Druckbeaufschlagung werden die Zahnköpfe 16 des Rotorflügelplanetenrades 9 gegen die Wand 17 der Rotorflügellagertasche 8 gepresst. Gleichzeitig werden die Zahnflanken 18 des Rotorflügelplanetenrades 9 gegen die Zahnflanken 19 des Verzahnungssegmentes 11 gepresst. Durch die Anpressung der Zahnköpfe 16 an die Wand 17 und die Zahnflanken 18 an die Zahnflanken 19 des Verzahnungssegmentes 11 kommt es zu großen Dichtflächen, die die Druckkammer 15 radial absolut dicht von der drucklosen Kammer 13 trennen, so dass eine radiale Abdichtung des Nockenwellenversteller 1 gewährleistet ist.
  • Diese Abdichtung wird auf der einen Seite der Druckkammer durch die Abdichtung im Bereich des Rotorflügelplanetenrades 9 und auf der anderen Seite der Kammer im Bereich des Statorflügelplanetenrades 5 erzielt. Bei dem Statorflügelplanetenrad 5 werden entsprechend die Zahnköpfe 20 des Statorflügelplanetenrades gegen die Wand 21 der Statorflügellagertasche 4 gepresst und gleichzeitig die Zahnflanken 22 des Statorflügelplanetenrades 5 gegen die Zahnflanken 23 des Verzahnungssegmentes 10 gepresst.
  • Fig. 3 zeigt einen Nockenwellenversteller 1 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine mit einem Stator 2, der über seinen Umfang verteilt radial nach innen ragende Statorflügel 3 aufweist. Die Statorflügel 3 weisen jeweils eine Statorflügellagertasche 4 auf, die nach innen geöffnet ist und in der ein Statorflügelplanetenrad 5 gelagert ist. In dem Stator 2 ist ein Rotor 6 gelagert, der Rotorflügel 7 aufweist. Jeder Rotorflügel 7 weist eine nach außen geöffnete Rotorflügellagertasche 8 auf, in der ein Rotorflügelplaneten 9 gelagert ist. Die Statorflügel 3 ragen radial nach innen jeweils in den zwischen zwei Rotorflügeln 7 bestehenden Zwischenraum rein. Gleiches gilt für die Rotorflügel 7, die jeweils in den Zwischenraum reinragen. Es ergibt sich somit, dass der Rotor 6 annähernd sternförmig ausgebildet ist. Das in dem Statorflügel 3 angeordnete Statorflügelplanetenrad 5 greift in einen auf den Außenumfang des Rotors 6 zwischen jeweils einem Rotorflügel 7 angeordnetes Verzahnungssegment 10 ein. Das in dem Rotorflügel 7 angeordnete Rotorflügelplanetenrad 9 greift in einen auf den Innenumfang des Stators 2 zwischen jeweils einem Statorflügel 3 angeordnetes Verzahnungssegment 11 ein. Interne radiale Leckagen, die zwischen den Kontaktstellen des Stators 2 und des Innenrotors 6 in Form von Spaltverlusten entstehen, werden durch den Einsatz der Verzahnungssegmente und die in diese eingreifenden Planetenräder verhindert. Die Verstellung des Rotors 6 erfolgt dadurch, dass durch die Druckbohrung 12 Druck in die Druckkammer 13 gegeben wird oder für die alternative Drehrichtung, dass Druck in die Druckkammer 15 gegeben wird. In Abhängigkeit von der beaufschlagten Druckkammer 13, 15 erfolgt der Druck gegen den Rotorflügel 7, wodurch dieser entsprechend gedreht wird. Durch den Öldruck in der Druckkammer 13 oder 15 wird das Statorflügelplanetenrad 5, das mit dem Verzahnungssegment 10 des Rotors 6 im Eingriff steht, druckbeaufschlagt, wobei durch diese Druckbeaufschlagung die Zahnköpfe des Statorflügelplanetenrades 5 gegen die Wand der Statorflügellagertasche 4 gepresst werden und die Zahnflanken des Statorflügelplanetenrades 5 gegen die Zahnflanken des Verzahnungssegmentes 10 des Rotors 6 gepresst werden. Durch die Anpressung der Zahnköpfe und Zahnflanken kommt es zu großen Dichtflächen, die die Druckkammern 13, 15 radial absolut dicht von der jeweils drucklosen Kammer 13, 15 trennen, so dass eine radiale Abdichtung des Nockenwellenverstellers 1 ermöglicht wird. Dadurch, dass der Nockenwellenversteller 1 in Fig. 3 nur zwei Statorfiügel 3 und zwei Rotorflügel 7 aufweist, wird durch diese Reduzierung der Anzahl der Statorflügel und Rovorflügel von vier Flügeln 3, 7 auf zwei Flügel erreicht, dass einerseits größere Verdrehwinkel realisiert werden können und andererseits die Nockenwellenversteller leichter werden und eine geringere Masse zu bewegender Teile vorliegt. Zusätzlich reduziert sich die Reibung, da gleichzeitig weniger Planetenräder in die entsprechenden Verzahnungsegmente eingreifen.

Claims (7)

  1. Nockenwellenversteller (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem Stator (2), der über seinen Umfang verteilt radial nach innen ragende Statorflügel (3) aufweist, und wobei in dem Stator (2) ein Rotor (6), der Rotorflügel (7) mit Wenigstens einer nach außen geöffneten Rotorflügeltasche aufweist, gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die statorflügel wenigstens eine im Stator (2) angeordente Statorflügellagertasche (4) aufweisen, die nach innen geöffnet ist und in der ein Statorfiügelplanetenrad (5) gelagert ist und, dass in der wenigstens einen Rotorflügeltasche ein Rotorflügelplanetenrad (9) gelagert ist, wobei die Statorflügelplanetenräder (5) in ein auf dem Außenumfang des Rotors (6) zwischen jeweils einem Rotorflügel (7) angeordnetes Verzahnungssegment (10) eingreifen und die Rotorflügelplanetenräder (9) in ein auf dem Innenumfang des Stators (2) zwischen jeweils einem Statorflügel (3) angeordnetes Verzahnungssegment (11) eingreifen.
  2. Nockenwellenversteller (1) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) wenigstens zwei Statorflügel (3), und der Rotor (6) wenigstens zwei Rotorflügel (7) aufweist.
  3. Nockenwellenversteller (1) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) drei Statorflügel (3) und der Rotor (6) drei Rotorflügel (7) aufweist
  4. Nockenwellenverstellef (1) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) vier Statorflügel (3) und der Rotor (6) vier Rotorflügel (7) ausweist.
  5. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2), der Innenrotor (6) und/oder die Planetenräder (5), (9) aus Sintermetall bestehen.
  6. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2), der Innenrotor (6) und/oder die Planetenräder (5), (9) aus Kunststoff bestehen.
  7. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2), der Innenrotor (6) und/oder die Planetenräder (5), (9) einen zumindest annähernd gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ausweisen.
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