EP1963629A1 - Nockenwellenversteller - Google Patents

Nockenwellenversteller

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EP1963629A1
EP1963629A1 EP06830088A EP06830088A EP1963629A1 EP 1963629 A1 EP1963629 A1 EP 1963629A1 EP 06830088 A EP06830088 A EP 06830088A EP 06830088 A EP06830088 A EP 06830088A EP 1963629 A1 EP1963629 A1 EP 1963629A1
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EP
European Patent Office
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lubricant
camshaft
camshaft adjuster
channel
flow
Prior art date
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Granted
Application number
EP06830088A
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English (en)
French (fr)
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EP1963629B1 (de
Inventor
Mike Kohrs
Jens Schäfer
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IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
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Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Publication of EP1963629A1 publication Critical patent/EP1963629A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1963629B1 publication Critical patent/EP1963629B1/de
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    • 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
    • F01L1/352—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 bevel or epicyclic gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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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
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34436—Features or method for avoiding malfunction due to foreign matters in oil
    • 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
    • F01L2810/00—Arrangements solving specific problems in relation with valve gears
    • F01L2810/02—Lubrication

Definitions

  • the invention relates to a camshaft adjuster for an internal combustion engine in which lubrication takes place via a lubricant stream, in particular according to the preamble of claim 1.
  • Camshaft adjusters can be roughly classified as follows:
  • phase adjuster with an actuator, so a functional unit which engages in the mass flow or energy flow, which is for example formed hydraulically, electrically or mechanically, and rotates with gear elements of the camshaft adjuster.
  • phase adjuster with a separate actuator, ie a functional unit in which from the controller output variable required for the control of the actuator control variable is formed, and a separate actuator
  • Phase adjuster with a co-rotating actuator and a co-rotating actuator such as a high-ratio gearbox whose adjusting shaft can be advanced by a co-rotating hydraulic motor or centrifugal motor and can be reset by means of a spring.
  • Phase adjuster with a co-rotating actuator and a stationary motor-fixed actuator such as an electric motor or an electric or mechanical brake, see DE 100 38 354 A1, DE 102 05 034 A1, EP 1 043 482 B1.
  • Phase adjuster with a directional combination of the solutions according to a. and b. For example, a motor-mounted brake, in which a part of the braking power is used, for example, for adjusting to early to tension a spring, which allows the return adjustment after switching off the brake, s. a. DE 102 24 446 A1, WO 03-098010, US 2003 0226534, DE 103 17 607 A1.
  • the adjustment energy can take the form of a provision by a drive and / or a braking power and by utilizing power losses of the shaft system (eg friction) and / or inertias and / or centrifugal forces.
  • a braking preferably in the adjustment "late” can also be done with full utilization or shared use of the friction of the camshaft.
  • a cam phaser may be equipped with or without a mechanical limitation of the adjustment range.
  • a transmission in a camshaft phaser find one or more stages three-shaft gearbox and / or multi-joint or coupling gear use, for example in the form of a swash plate gear, eccentric, planetary gear, wave gear, cam gear, Mehrgelenk- or Koppfelgetriebe or combinations of the individual designs in one multi-level training.
  • camshaft adjusters For an operation of the camshaft adjuster, a supply of a lubricant to lubrication points, in particular bearing points and / or rolling toothing, is required, wherein the lubricant lubrication and / or Cooling relative to each other moving components of the camshaft adjuster is used.
  • camshaft adjusters have a lubricant circuit which can be coupled, for example, to the lubricant circuit of the internal combustion engine.
  • the present invention is based on the object
  • the object is achieved by the features of claim 1. Further embodiments of the solutions according to the invention will become apparent according to the dependent claims 2 to 5.
  • the invention initially eliminates the prejudice that a supply of lubricant is required for each angular position of the camshaft and thus a continuous supply of lubricant. Rather, the invention uses a discontinuous lubricant supply.
  • Such a discontinuous lubricant supply can be created according to the invention in a particularly simple manner, u. U. without a particularly complex control or regulating unit, an actuator or a valve is required: According to the invention, a release or blocking the lubricant supply movement controlled by the relative movement of the components of the camshaft adjuster, which include the feed channel and the receiving channel.
  • a transfer of lubricant takes place only when the supply channel and the receiving channel are approximately aligned with each other.
  • leakage with reduced delivery volume can result in transmission.
  • a groove which does not completely encircle the peripheral surface can be provided in the region of the feed channel and / or receiving channel, whereby the time duration of a transmission of the lubricant is prolonged.
  • a passage cross-section increasing over time can be formed, which drops back to zero after reaching a maximum (flushing holes), whereby the time signal of the excess volume flow can be predetermined. Possibly.
  • the width of a not completely circumferential circumferential groove can be made suitable for influencing the signal of the transfer volume flow.
  • the delivery rate of the lubricant can be reduced compared to a continuous supply of lubricant.
  • there are pulsations of the lubricant flow in the camshaft adjuster which can lead to improved lubrication and improved distribution of the lubricant.
  • the embodiment of the invention is not limited to embodiments according to the aforementioned prior art, in which the supply via a camshaft bearing. Rather, supply channel and receiving channel can be arranged to bring about a discontinuous lubricant flow in any components that are moved relative to each other in the course of rotation of the camshaft and / or the camshaft adjuster.
  • a plurality of feed channels and / or receiving channels may be evenly or non-uniformly distributed over the circumference.
  • At least one check valve can be arranged in the lubricant circuit, in particular in the region of the camshaft adjuster, the camshaft, the camshaft bearing, the cylinder head.
  • the pulsations of the lubricant are utilized in that downstream of the receiving channel a lubricant injection nozzle is arranged, from which the lubricant can emerge with increasing pressure for an open crossover cross section with increasing speed.
  • Figure 1 is a schematic representation of a camshaft adjuster
  • Figure 2 is a schematic representation of a camshaft adjuster with a swash plate transmission
  • FIG. 3 shows a camshaft adjuster in a schematic representation with a lubricant circuit
  • Figure 4 shows a camshaft adjuster in a schematic representation with a lubricant circuit, in which a filter element is integrated;
  • Figure 5 shows a camshaft adjuster in the half-longitudinal section with a Dead space for the deposition of dirt particles
  • Figure 6 shows a camshaft adjuster in a schematic representation with a lubricant circuit which is equipped both on the input side and on the output side with a throttle and a diaphragm;
  • Figure 7 shows a camshaft adjuster in longitudinal section with the leadership of
  • Figure 8 shows a camshaft adjuster in longitudinal section, in which in a
  • Figure 9 shows a phaser in longitudinal section with a patch on a central screw flow element which forms an aperture with an inner circumferential surface of the camshaft
  • FIG. 10 shows a longitudinal section of a camshaft adjuster with a diaphragm formed between a hollow shaft and a central screw;
  • FIG. 11 shows a camshaft adjuster in longitudinal section with the supply of a lubricant via a crossover cross section from an outlet opening of the cylinder head to an inlet cross section of the camshaft;
  • Figure 12 shows a further embodiment of a supply of a lubricant to a camshaft and a phaser in a longitudinal section
  • FIG. 13 shows a further embodiment of a supply of a lubricant to a camshaft and to a camshaft adjuster in a longitudinal section
  • FIG. 14 shows a further embodiment of a supply of a lubricant to a camshaft and to a camshaft adjuster in a longitudinal section
  • Figure 15 further embodiment of a supply of a lubricant to a camshaft and a phaser in a longitudinal section;
  • FIG. 16 shows a longitudinal section of a camshaft adjuster with different examples of an arrangement of orifices or throttles for influencing the flow of a lubricant
  • FIG. 17 is a perspective view of a camshaft adjuster with openings of a housing of the transmission for passage of the lubricant in the form of drops, lubricant mist or sprayed lubricant;
  • FIG. 18 shows a further spatial view of the camshaft adjuster according to FIG. 17 with further possibilities for openings
  • FIG. 20 shows a camshaft adjuster in the installed state in side view with a drip plate, on which drops of an oil mist are deposited and drop in the direction of the interior of the camshaft adjuster.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a camshaft adjuster 1 in which the movement of two input elements, here a drive wheel 3 and an adjusting shaft 4 (also called a wobble shaft) to an output movement of an output element, in this case a rotationally fixed manner to a camshaft, is connected in a gearbox 2 Output shaft 5 or directly the camshaft 6, is superimposed.
  • the drive wheel 3 is in driving connection with a crankshaft of the internal combustion engine, for example via a traction means such as a chain or a belt or a suitable toothing, wherein the drive wheel 3 may be formed as a chain or pulley.
  • the adjusting shaft 4 is driven by an electric motor 7 or is in operative connection with a brake.
  • the electric motor 7 is supported relative to the surroundings, for example the cylinder head 8 or another part fixed to the engine.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a camshaft adjuster 1 with a gearbox 2 in a swash plate design.
  • a housing 9 is rotatably connected to the drive wheel 3 and sealed in an axial end region via a sealing element 10 relative to the adjusting shaft 4. In the opposite axial end region, the housing 9 is sealed relative to the cylinder head 8 with a sealing element 1 1.
  • interior 36 protrudes an end portion of the camshaft 6 in.
  • a coupling 12 with the adjusting shaft 4 eccentric shaft 13, a via a bearing element 14, for example, a roller bearing, mounted swash plate 15 and a hollow shaft 16, via a bearing element 17, for example, a roller bearing, inside in a central Recess of the eccentric shaft 13 is supported and a Abbybsgelgel 18 carries arranged.
  • the driven bevel gear 18 is supported via a bearing 19 relative to the housing 9. Inside, the housing 9 forms a drive bevel wheel 20.
  • the swash plate 15 has on opposite end faces suitable teeth.
  • the eccentric shaft 13 with Bearing element 14 and swash plate rotates about a relative to a longitudinal axis 21 -21 inclined axis, so that the swash plate on circumferentially offset portions with one another with the drive bevel gear 20 and on the other hand with the output bevel gear 18 meshes, between Abtsbsgelrad and Abtriebskegelrad an over - or reduction is given.
  • the driven bevel gear 18 is rotatably connected to the camshaft 6.
  • the hollow shaft 16 is screwed with Abtriebskegelrad 18 via a central screw 22 which extends through the hollow shaft 16, frontally with the camshaft 6.
  • Lubrication with a lubricant, in particular oil, is required in the area of lubrication points 23, 24, which are, for example, at
  • a continuous, cyclic, pulsating or intermittent supply and / or forwarding of a lubricant via lubricant channels takes place.
  • the lubricant Via a Zunaturalaus Principleung 25 of the cylinder head 8, the lubricant is fed to a flow channel 26 of the camshaft 6, which communicates with a flow channel 27, which is hollow cylindrical between an inner circumferential surface 28 of the hollow shaft 16 and an outer circumferential surface 29 of the central screw 22 is formed.
  • a radial bores 30 of the hollow shaft 16 the lubricant from the flow channel 27 can pass radially outward and are supplied to the lubrication points.
  • FIG. 3 shows a schematic lubricant circuit.
  • the lubricant is supplied from a reservoir 31, for example an oil pan or an oil tank, via a pump 32, for example an engine oil pump, through a filter 33, in particular an engine oil filter, to the feed recess 25 and the flow pump. mungskanal 26 of the camshaft 6 promoted.
  • the lubricant leaves the camshaft adjuster 1 or the housing 9 thereof via an outlet opening 34 and is returned to the reservoir 31 again.
  • the schematic lubricant circuit according to FIG. 4 has an additional filter element 35.
  • the filter element 35 is preferably assigned to the camshaft adjuster 1 and arranged, for example, after a branch of the lubricant circuit to further components to be lubricated and exclusively associated with the branch of the lubricant circuit, which serves to lubricate the camshaft adjuster.
  • the filter 35 is arranged as close as possible to the installation location of the camshaft adjuster 1 or in the camshaft adjuster itself.
  • the filter element 35 can serve to keep machining residues in flow channels, which are arranged upstream of the filter element 35, away from flow channels of the cylinder head and the camshaft.
  • a diaphragm characteristic or a throttle effect of the filter element 35 can be used selectively in order to influence the flow conditions, in particular the pressure, the volume flow and the speed of the lubricant.
  • the filter element 35 is preferably to be implemented in such a way that it can not clog or become clogged due to the flow conditions in the maximum assumed contamination with particles and dirt during the life of the camshaft adjuster.
  • the arrangement in a riser and / or as a bypass filter is advantageous, for example.
  • the filter element 35 may, for example, as
  • a sieve a sieve, a ring filter, a plug-in filter, a cap filter, Filter plates, filter net or sintered filter
  • lubricant is conveyed into an interior 36 of the housing 9, for example according to the embodiments described above, wherein in the interior 36, the lubricant comes into contact with the lubrication points.
  • the inner space 36 is in lubricant communication with a dead space 37, which is arranged at a radially farthest point of the inner space 36.
  • a connection of the dead space 37 to the interior 36 can be formed over a large area over crossing cross sections or via separate channels, via which an access of lubricant and an outlet of lubricant to and from the dead space 37 is possible.
  • the dead space 37 is formed as a circumferential annular channel.
  • a dead space 37 is, in particular, a space in which the lubricant moves or almost rests at low speeds, so that the dead space 37 is not arranged in an immediate, maximum flow zone of the lubricant.
  • the lubricant is subjected to a centrifugal force due to the rotation of the housing 9, whereby heavy components and suspended particles are pressed in the lubricant to the outside and can deposit on a radially outer wall 38 and are not performed back to a lubrication point.
  • annular dead space 37 is separated in the circumferential direction by intermediate walls, so that a plurality of individual chambers are formed in the circumferential direction, is avoided by the fact that in the dead space 37, the lubricant in the circumferential direction relative to the housing 9 can move , A deposition of dirt is thus analogous to a rotating centrifuge.
  • Dead spaces according to dead space 37 can be arranged at any point in the transmission. be net and in the area of the camshaft, which can be achieved so that important functional surfaces, for example, in the immediate vicinity of the dead space, not "silted” by centrifuged dirt in the transmission. The centrifugal action is enhanced by increasing the distance of the dead spaces from the longitudinal axis 21 -21.
  • the dead space has no additional outflow, so that centrifuged dirt particles are permanently deposited in the dead space 37.
  • the dead space has at least one additional outlet opening 39, 40, wherein the outlet opening 39 is axially oriented and the outlet opening 40 is radially oriented.
  • a dirt separation takes place in that the lubricant is guided in a flow channel labyrinth-like or zigzag.
  • Dirt deposition by such a labyrinthine dirt separator is due to the different inertia of the lubricant and interfering particles in the lubricant.
  • a strong deflection of the lubricant flow can cause the particles are not deflected, but deposit at the boundaries of the labyrinth.
  • deposition in the labyrinth on radially outer surfaces due to the centrifugal action described above can take place in such channels as well as also in axial channels.
  • An alternative or cumulative separation effect may arise when the lubricant is decelerated and accelerated, with the easier to accelerate lighter lubricants while leaving particles of dirt behind.
  • the centrifugal effect can be at least partially generated by the fact that the lubricant flow channels are circular or spirally oriented, so that solely by the movement of the lubricant through the curved flow channels can form a deposit on outer boundaries of the flow channels.
  • the schematic lubricant circuit has an input-side diaphragm 41 and an input-side throttle 42 and an output-side diaphragm 43 and an output-side throttle 44.
  • the diaphragms 41, 43 and throttles 42, 44 form flow elements for influencing the flow conditions in the lubricant circuit.
  • the aforementioned flow elements are associated with a parallel lubricant path, which acts exclusively on the camshaft adjuster 1.
  • the flow elements are arranged close to or at least partially in the camshaft adjuster 1, the camshaft or a cylinder head in the region of a bearing for the camshaft.
  • the orifices 41, 43 and throttles 42, 44 can be used to throttle the volume flow to the camshaft adjuster.
  • An additional throttling can result from the use of the filter element 35.
  • the filter element is arranged in the flow direction upstream of the flow elements, so that the flow elements are not clogged by particles or added over time.
  • a continuously variable or in stages variable flow element can be used. It is possible to use a flow element, its flow effect
  • a change of the flow element takes place, for example, such that the volume flow of the lubricant is kept at a constant value, regardless of a temperature of the lubricant. It is also possible that the volume flow is increased or decreased by influencing the flow element in operating areas in which a higher lubricant or cooling demand or a lower such need exists.
  • the camshaft 6 has an end blind bore 46, which merges with a conical chamfer 47 into a thread for receiving the central screw 22.
  • the receiving channels 45 open into the chamfer 47.
  • the receiving channels 45 are fed by a supply groove of the cylinder head 8 with the lubricant.
  • Approximately in the center of the receiving channel 45 is a radial circumferential recess 48 introduced with rectangular in the longitudinal section shown geometry.
  • a portion of the lubricant supplied to the recess 48 via the receiving channel 45 and bore 46 passes via an axial bore 49 of the camshaft
  • the other part of the groove 48 supplied lubricant passes through a formed between the inner surface of the hollow shaft 16 and the outer surface of the central screw 22 flow channel 51 with circular cross-section to at least one radial bore 52 to a lubrication point, for example, the bearing 17 or The interior of the transmission 2.
  • the recess 48 is formed with a radial extent, which extends beyond the bore 49, so that radially outwardly a circumferential annular dead space 37 is formed.
  • Between the bores 49, 50 may be formed a transition region 53 in the form of a recess, a radial groove o. ⁇ ., To allow the passage between the radially offset holes 49, 50.
  • non-aligned bores 49, 50 a type of aperture can be created for a partial overlap of the bores with a small transitional cross section or aperture cross section, although the bores 49, 50 can be made in themselves with relatively large diameters and thus coarse tools ,
  • the extension of the hollow shaft 16 in the longitudinal direction is extended in the longitudinal direction for the exemplary embodiment shown in FIG. 8 such that the hollow shaft protrudes into the recess 48.
  • a circumferential edge 54 which is formed by the inner circumferential surface of the bore 46 and a recess defining the transverse surface 55, and an edge 56, of the outer circumferential surface 57 of the hollow shaft 16 and a ner end face 58 of the hollow shaft 16 is formed, a diaphragm is formed for a passage of the lubricant from the bore 46 to the recess 48th
  • the camshaft 6 according to FIG. 9 does not have a recess 48.
  • the bores 49, 50 and the transitional area 53 are not provided, so that the lubricant completely flows out of the bore 46 the flow channel 51 is supplied.
  • a flow element 59 is arranged, which is at a striped over the central screw 22 ring, for example, plastic or an elastomer can act.
  • the flow element 59 has an approximately T-shaped half longitudinal section, the transverse leg of the T under elastic contact radially inwardly abuts the lateral surface of the central screw 22, while the vertical leg of the T extends radially outwardly and the end face this leg forms an annular gap 60 with the bore 46, whereby a diaphragm is created.
  • the flow element 59 may, for example, be clamped radially outward against the bore 46, in which case an annular gap 60 is formed between the inner surface of the flow element and the central screw. Also, a positive reception of the flow element 59, for example in a suitable groove of the camshaft or the central screw, is conceivable. Any configuration of the contour of the flow element 59 in the region of the annular gap 60 for influencing the flow conditions is possible, for example with gradual transitions or continuous transitions.
  • the hollow shaft 16 in the region of the flow channel 51 has a radial, circumferential recess 61, the is limited on the chamfer 47 side facing by a radially inwardly facing, circumferential radial projection 62.
  • an annular gap 63 is formed, which constitutes a diaphragm.
  • the recess 61 forms a dead space 37 radially on the outside, since both the annular gap 63 and the flow channel 51 open radially inward from the dead space 37 into the recess 61.
  • the camshaft 6 is supplied with lubricant from a lubricant gallery of the cylinder head 8.
  • the transmission of the lubricant from the engine-fixed cylinder head 8 to the rotating camshaft 6 is generally carried out by means of a known rotary transformer.
  • This is usually an annular groove 64 of the outer lateral surface of the camshaft 6.
  • the annular groove 64 is enclosed by a corresponding cylindrical lateral surface 65 of the cylinder head 8, to which an axial groove 64 aligned to the groove 64 or feed channel 66 leads from the lubricant gallery.
  • the feed channel 66 can radially penetrate the lateral surface 65, as shown in FIG. 11, or break it through, for example, tangentially.
  • a rotary transformer can be arranged in a radial bearing for the camshaft 6 or on a separate shoulder. In the latter, however, because of the usually larger radial gap often sealing rings 67, 68, for example, a steel, cast iron, plastic sealing ring required. In an arrangement of the rotary transformer in a radial bearing of the camshaft 6, it should be noted that the bearing width is reduced by the width of the annular groove.
  • annular grooves can be executed in the form of a cylinder head, for example in the bearing, the bearing bridge or an inserted bearing bush. In the camshaft then no annular grooves 64 are required.
  • the feed channel 66 and the annular groove 64 are arranged offset from one another in the axial direction, whereby a kind of throttle is created already when the lubricant from the supply channel 66 to the annular groove 64, the opening cross section is smaller, the greater the offset in the axial Direction between feed channel 66 and annular groove 64 is.
  • a throttle effect can be achieved here also for a relatively large diameter of the feed channel 66 and a large width of the annular groove 64, so that no dirt-sensitive and production-sensitive small holes or grooves must be created.
  • the lubricant is supplied via a cyclic lubricant supply.
  • a cyclic lubricant supply eliminates the annular groove 64, so that a lubricant connection between the feed channel 66 and the receiving channels 69 is given only for such rotational positions of the camshaft 6, for which the channels 66, 69 are aligned or have an overlap.
  • the cylinder head 8 or the circumferential surface of the camshaft 6 may have a groove running over part of its circumference in the transition region between the supply channel 66 and the receiving channel 69, so that passage from the supply channel 66 to the receiving channel 69 is possible how these channels 66, 69 are interconnected by the groove.
  • the transfer of the lubricant can be made variable via the design of the width profile of the groove.
  • a volume flow and mass flow of the lubricant can be specified constructively and cyclically.
  • a pulsating lubricant flow can be effected, which results in pressure fluctuations, which can be used, for example, for better mixing and wetting of the lubrication points with the lubricant.
  • the risk of blockages for example, of diaphragms or chokes, be reduced.
  • Figure 12 shows an embodiment in which the transmission 2 lubricant via a radial blind hole or a feed channel 70, an axial, opening into the feed channel 70 end blind hole 71 of the camshaft and a tap hole 72 of the housing 9 is supplied.
  • a simplification of the assembly results when in the transition region between the bores 71 of the camshaft and the bores 72 of the housing 9, a circumferential annular groove 73 is provided, whereby the holes 71, 72 do not have to be aligned coaxially with each other during assembly.
  • FIG. 13 shows an exemplary embodiment which substantially corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 9, although no flow element 59 is provided.
  • FIG. 14 shows an exemplary embodiment in which the annular groove 64 is connected directly to the annular channel 73 via a bore or receiving channel 74 inclined relative to the longitudinal axis 21 - 21 and the transverse axis.
  • an annular channel between hollow shaft 16 and central screw 22 has a ring width in the range of 0.2 to 1 mm.
  • the radial connection bores between this flow channel and the interior of the transmission preferably have a diameter between 0.5 and 3 mm. Further influencing or throttling or diaphragms can take place by specification of the axial and / or radial gaps 76, which can be predetermined in terms of design and form flow cross sections or diaphragms or throttles for the lubricant.
  • the outer circumferential surface of the housing 9 has recesses or windows 77, which may be distributed uniformly or non-uniformly in the circumferential direction, cf. FIG. 17.
  • Figure 18 shows further possibilities for the arrangement of recesses or openings 78 in the region of an end face of the camshaft adjuster 1.
  • a transmission of the lubricant via the camshaft can be omitted if a lubricant through the openings 78, 77 is supplied to the transmission 2.
  • the lubricant can be conveyed through the openings 77, 78 via a lubricant syringe.
  • a lubricant syringe may be arranged on the cylinder head or on a chain case.
  • a lubricant syringe may simply be a lubricant bore from which a fine jet of lubricant exits and which impinges on a point outside the transmission or within the transmission, for example through the openings 77, 78.
  • a point may lie as close as possible to the axis of rotation in the interior of the transmission. Due to the centrifugal force acting on the lubricant in the rotating system, the lubricant is distributed outwards to the lubrication points, for example to a bearing and / or to the toothing.
  • the arrangement of the openings 77, 78 of the transmission The lubricant must be sprayed directly onto a toothing or other lubricant points. It is also conceivable that the spraying with lubricant is combined with the lubricant supply to other engine components, for example a chain or a tensioner. E- it is also conceivable that a point or an area outside the transmission 2m is sprayed with the lubricant. Lubrication is then ensured by the rebounding or reflected lubricant or lubricating mist generated thereby.
  • a supply of lubricant can take place via the lubricant mist which is present in any case in a chain case and can penetrate through the openings 77, 78 into the camshaft adjuster.
  • a drip tray 80 is provided outside of the transmission, on which the lubricant mist condenses and drips.
  • special drip lubricant nozzles can be provided, which are specifically aligned in the direction of the openings 77, 78.
  • the lubrication points such as plain bearings and / or gears, be equipped with emergency running properties.
  • emergency running properties can, for example
  • the lubricant reservoirs are provided by microscopic or macroscopic small pockets of lubricant locations in which lubricants are for cold start or low Lubricant temperatures can be stored.
  • Better emergency running properties may preferably also be present if rolling bearings are provided at the bearing points as far as possible.
  • an oil dripping from an oil-lubricated traction means can furthermore be used which passes through an opening in the housing.
  • the traction means u.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schmiermittelkreislauf eines Nockenwellenverstellers. Bei herkömmlichen Nockenwellenverstellem wird das Schmiermittel von einem Zylinderkopf einem Nockenwellenversteller zugeführt über einen Zuführkanal (66) und einen Aufnahmekanal (69), zwischen die zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Schmiermittelversorgung eine in Umfangsrichtung umlaufende Ringnut zwischengeschaltet ist. Erfindungsgemäß erfolgt eine diskontinuierliche Übertragung des Schmiermittels von dem Zuführkanal (66) zu dem Aufnahmekanal (69). Die Erzeugung eines diskontinuierlichen oder zyklischen Schmiermittelstromes erfolgt durch Weglassen der umlaufenden Ringnut, so dass das Schmiermittel nur übertragen wird, wenn der Zuführkanal (66) mit dem Aufnahmekanal (69) zumindest teilweise fluchtet.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Nockenwellenversteller
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine, in dem eine Schmierung über einen Schmiermittelstrom erfolgt, insbesondere gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hintergrund der Erfindung
Nockenwellenversteller lassen sich wie folgt grob klassifizieren:
A. Phasenversteller mit einem Stellglied, also einer Funktionseinheit, die in den Massenstrom oder Energiefluss eingreift, welches beispielsweise hydraulisch, elektrisch oder mechanisch ausgebildet ist, und sich mit Getriebeelementen des Nockenwellenverstellers mitdreht.
B. Phasenversteller mit einem separaten Steller, also einer Funktionseinheit, in der aus der Reglerausgangsgröße die zur Aussteuerung des Stellgliedes erforderliches Stellgröße gebildet wird, und einem separaten
Stellglied. Hier gibt es folgende Bauformen:
a. Phasenversteller mit einem mitdrehenden Aktuator und einem mitdrehenden Stellglied, beispielsweise ein hochübersetzendes Getriebe, dessen Verstellwelle durch einen mitdrehenden Hydraulikmotor oder Fliehkraftmotor vorverstellt werden kann und mittels einer Feder rückverstellt werden kann. b. Phasenversteller mit einem mitdrehenden Stellglied und einem stationären, motorfesten Aktuator, beispielsweise einem Elektromotor oder einer elektrischen oder mechanischen Bremse, s. a. DE 100 38 354 A1 , DE 102 05 034 A1 , EP 1 043 482 B1.
c. Phasenversteller mit einer richtungsabhängigen Kombination der Lösungen gemäß a. und b., beispielsweise eine motorfeste Bremse, bei der ein Teil der Bremsleistung beispielsweise zum Verstellen nach früh genutzt wird, um eine Feder zu spannen, welche nach Abschaltung der Bremse die Rückverstellung ermöglicht, s. a. DE 102 24 446 A1 , WO 03-098010, US 2003 0226534, DE 103 17 607 A1.
Bei Systemen gemäß B. a. bis B. c sind Aktuator und Stellglied mittels einer Verstellwelle miteinander verbunden. Die Verbindung kann schaltbar oder nicht schaltbar sein, lösbar oder unlösbar, spielfrei oder mit Spiel behaftet und weich oder steif ausgeführt sein. Unabhängig von der Bauform kann die Verstellenergie in Form einer Bereitstellung durch eine Antriebs- und/oder eine Bremsleistung sowie unter Ausnutzung von Verlustleistungen des Wellensystems (z. B. Reibung) und/oder Trägheiten und/oder Fliehkräfte erfolgen. Ein Bremsen, vorzugsweise in Verstellrichtung "spät" kann auch unter vollständiger Ausnutzung oder Mitbenutzung der Reibleistung der Nockenwelle erfolgen. Ein Nockenwel- lenversteller kann mit oder ohne eine mechanische Begrenzung des Verstellbereiches ausgestattet sein. Als Getriebe in einem Nockenwellenversteller finden ein- oder mehrstufige Drei-Wellen-Getriebe und/oder Mehrgelenk bzw. Koppelgetriebe Einsatz, beispielsweise in Bauform als Taumelscheibengetriebe, Exzentergetriebe, Planetengetriebe, Wellgetriebe, Kurvenscheibengetriebe, Mehrgelenk- bzw. Koppfelgetriebe oder Kombinationen der einzelnen Bauformen bei einer mehrstufigen Ausbildung.
Für einen Betrieb des Nockenwellenverstellers ist eine Zufuhr eines Schmiermittels zu Schmierstellen, insbesondere Lagerstellen und/oder wälzenden Verzahnungen, erforderlich, wobei das Schmiermittel einer Schmierung und/oder Kühlung relativ zueinander bewegter Bauelemente des Nockenwellenverstellers dient. Hierzu besitzen Nockenwellenversteller einen Schmiermittelkreislauf, der beispielsweise mit dem Schmiermittelkreislauf der Brennkraftmaschine gekoppelt sein kann.
Aus DE 102 48 355 A1 ist es bekannt, einer Nockenwelle Schmiermittel über ein Nockenwellenlager zuzuführen. Hierzu besitzt der Zylinderkopf oder das Nockenwellenlager einen radial zur Nockenwelle orientierten Zuführkanal. Fluchtend zu dem Zuführkanal ist in der relativ zu dem Zuführkanal bewegten Nockenwelle ein (hier ebenfalls radial orientierter) Aufnahmekanal angeordnet. Im Bereich des Aufnahmekanals besitzt die Nockenwelle eine in Umfangshch- tung umlaufenden Nut, welche gewährleistet, dass der Übertritt des Schmiermittels von dem Zuführkanal zu dem Aufnahmekanal kontinuierlich und für jede Winkelstellung der Nockenwelle möglich ist, wobei das Schmiermittel von dem Zuführkanal über die Nut zu dem Aufnahmekanal gelangt.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine verbesserte Zufuhr von Schmiermittel zu dem Nockenwellenversteller und/oder eine verbesserte Bauraumgestaltung eines Zufuhrbereiches für das Schmiermittel
zu ermöglichen.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösungen ergeben sich entsprechend den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5. Die Erfindung beseitigt zunächst das Vorurteil, das eine Zufuhr des Schmiermittels für jede Winkelstellung der Nockenwelle und damit eine kontinuierliche Schmiermittelzufuhr erforderlich ist. Vielmehr setzt die Erfindung eine diskontinuierliche Schmiermittelzufuhr ein.
Eine derartige diskontinuierliche Schmiermittelzufuhr kann erfindungsgemäß auf besonders einfache Weise geschaffen werden, u. U. ohne dass eine besonders aufwändige Steuerungs- oder Regelungseinheit, ein Aktuator oder ein Ventil erforderlich ist: Erfindungsgemäß erfolgt eine Freigabe oder Absperrung der Schmiermittelzufuhr bewegungsgesteuert durch die Relativbewegung der Bauelemente des Nockenwellenverstellers, die den Zuführkanal und den Aufnahmekanal beinhalten.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen erfordern eine Ringnut in der Mantelfläche der Nockenwelle oder im Zylinderkopf oder dem Nockenwellenlager, wobei durch die Nut eine Breite des Nockenwellenlagers oder einer Gegenfläche des Zylinderkopfes mit vergrößert ausgebildet sein muss. Derartige zusätzliche Bauraumbedingungen können erfindungsgemäß vermieden werden.
Erfindungsgemäß erfolgt eine Übertragung von Schmiermittel nur dann, wenn Zuführkanal und Aufnahmekanal ungefähr miteinander fluchten. Zusätzlich kann eine Leckage mit vermindertem Fördervolumen zu einer Übertragung führen. Zusätzlich kann im Rahmen der Erfindung eine nicht vollständig über die Umfangsfläche umlaufende Nut im Bereich von Zuführkanal und/oder Aufnahmekanal vorgesehen sein, wodurch die Zeitdauer einer Übertragung des Schmiermittels verlängert wird. Im Zuge der Relativbewegung zwischen Zuführkanal und Aufnahmekanal kann ein sich mit der Zeit vergrößernder Übertrittsquerschnitt gebildet werden, der nach dem Erreichen eines Maximums (fluch- tende Bohrungen) wieder auf Null abfällt, wodurch das zeitliche Signal des Ü- bertrittsvolumenstroms vorgegeben werden kann. Ggf. kann die Breite einer nicht vollständig in Umfangsrichtung umlaufenden Nut zur Beeinflussung des Signals des Übertrittsvolumenstroms geeignet gestaltet werden. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die Fördermenge des Schmiermittels gegenüber einer kontinuierlichen Schmiermittelversorgung reduziert werden. Weiterhin ergeben sich Pulsationen des Schmiermittelflusses in dem Nockenwellenversteller, die zu einer verbesserten Schmierung und einer verbesserten Verteilung des Schmiermittels führen können.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist nicht beschränkt auf Ausführungsformen gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik, bei denen die Zufuhr über ein Nockenwellenlager erfolgt. Vielmehr können Zuführkanal und Aufnahmekanal zur Herbeiführung eines diskontinuierlichen Schmiermittelstroms in beliebigen Bauelementen angeordnet sein, die im Zuge der Rotation der Nockenwelle und/oder des Nockenwellenverstellers relativ zueinander bewegt werden.
Für den Fall, dass der Übertritt des Schmiermittels durch einen einzigen Zuführkanal und einen Aufnahmekanal nicht ausreichend ist, können mehrere Zuführkanäle und/oder Aufnahmekanäle gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang verteilt sein.
Ergeben sich in dem Schmiermittelkreislauf unerwünschte Pulsationsschwin- gungen, so kann in dem Schmiermittelkreislauf mindestens ein Rückschlagventil angeordnet sein, insbesondere im Bereich des Nockenwellenverstellers, der Nockenwelle, des Nockenwellenlagers, des Zylinderkopfes.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Pulsationen des Schmiermittels dadurch ausgenutzt, dass stromabwärts des Aufnahmekanals eine Schmiermittelspritzdüse angeordnet ist, aus der mit steigendem Druck für geöffneten Übertrittsquerschnitt das Schmiermittel mit steigender Ge- schwindigkeit austreten kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinlei- tung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft, ohne dass diese zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relati- ven Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfin- düng schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Nockenwellenverstellers;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Nockenwellenverstellers mit einem Taumelscheiben-Getriebe;
Figur 3 einen Nockenwellenversteller in schematischer Darstellung mit einem Schmiermittelkreislauf;
Figur 4 einen Nockenwellenversteller in schematischer Darstellung mit einem Schmiermittelkreislauf, in den ein Filterelement integriert ist;
Figur 5 einen Nockenwellenversteller im Halblängsschnitt mit einem Totraum zur Ablagerung von Schmutzpartikeln;
Figur 6 einen Nockenwellenversteller in schematischer Darstellung mit einem Schmiermittelkreislauf, der sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig mit einer Drossel und einer Blende ausgestattet ist;
Figur 7 einen Nockenwellenversteller im Längsschnitt mit der Führung des
Schmiermittels in einem Strömungskanal;
Figur 8 einen Nockenwellenversteller im Längsschnitt, bei dem in einem
Strömungskanal zwei Blenden hintereinandergeschaltet sind;
Figur 9 einen Nockenwellenversteller im Längsschnitt mit einem auf eine Zentralschraube aufgesetzten Strömungselement, welches mit einer inneren Mantelfläche der Nockenwelle eine Blende bildet;
Figur 10 einen Nockenwellenversteller im Längsschnitt mit einer zwischen einer Hohlwelle und einer Zentralschraube gebildeten Blende;
Figur 11 einen Nockenwellenversteller im Längsschnitt mit der Zufuhr eines Schmiermittels über einen Übertrittsquerschnitt von einer Austrittsöffnung des Zylinderkopfes zu einem Eintrittsquerschnitt der Nockenwelle;
Figur 12 eine weitere Ausgestaltung einer Zufuhr eines Schmiermittels zu einer Nockenwelle und einem Nockenwellenversteller in einem Längsschnitt;
Figur 13 eine weitere Ausgestaltung einer Zufuhr eines Schmiermittels zu einer Nockenwelle und zu einem Nockenwellenversteller in einem Längsschnitt; Figur 14 weitere Ausgestaltung einer Zufuhr eines Schmiermittels zu einer Nockenwelle und zu einem Nockenwellenversteller in einem Längsschnitt;
Figur 15 weitere Ausgestaltung einer Zufuhr eines Schmiermittels zu einer Nockenwelle und zu einem Nockenwellenversteller in einem Längsschnitt;
Figur 16 einen Nockenwellenversteller im Längsschnitt mit unterschiedli- chen Beispielen für eine Anordnung von Blenden oder Drosseln zur Beeinflussung des Stromes eines Schmiermittels;
Figur 17 einen Nockenwellenversteller in räumlicher Ansicht mit Öffnungen eines Gehäuses des Getriebes für einen Hindurchtritt des Schmiermittels in Form von Tropfen, Schmiermittelnebel oder gespritztem Schmiermittel;
Figur 18 eine weitere räumliche Ansicht des Nockenwellenverstellers gemäß Figur 17 mit weiteren Möglichkeiten für Öffnungen;
Figur 19 einen Nockenwellenversteller im Einbauzustand mit Möglichkeiten für eine Schmierung über Tropfen, einen Schmiermittelnebel und/oder gespritztem Schmiermittel und
Figur 20 einen Nockenwellenversteller im Einbauzustand in Seitenansicht mit einem Tropfblech, an welchem sich Tropfen eines Ölnebels ablagern und in Richtung des Inneren des Nockenwellenverstellers tropfen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In den Figuren sind Bauelemente, die sich hinsichtlich ihrer Gestaltung und/oder Funktion entsprechen, teilweise mit gleichen Bezugszeichen verse- hen.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Nockenwellenversteller 1 , in dem in einem Getriebe 2 die Bewegung von zwei Eingangselementen, hier ei- nem Antriebsrad 3 und einer Verstellwelle 4 (auch Taumelwelle genannt) zu einer Ausgangsbewegung eines Ausgangselements, hier eine drehfest mit einer Nockenwelle verbundene Abtriebswelle 5 oder unmittelbar die Nockenwelle 6, überlagert wird. Das Antriebsrad 3 steht in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, beispielsweise über ein Zugmittel wie eine Kette oder einen Riemen oder eine geeignete Verzahnung, wobei das Antriebsrad 3 als Ketten- oder Riemenrad ausgebildet sein kann.
Die Verstellwelle 4 ist von einem Elektromotor 7 angetrieben oder steht mit einer Bremse in Wirkverbindung. Der Elektromotor 7 ist gegenüber der Umge- bung, beispielsweise dem Zylinderkopf 8 oder einem anderen motorfesten Teil, abgestützt.
Figur 2 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung eines Nockenwellenverstellers 1 mit einem Getriebe 2 in Taumelscheiben-Bauart. Ein Gehäuse 9 ist drehfest mit dem Antriebsrad 3 verbunden und in einem axialen Endbereich über ein Dichtelement 10 gegenüber der Verstellwelle 4 abgedichtet. In dem gegenüberliegenden axialen Endbereich ist das Gehäuse 9 gegenüber dem Zylinderkopf 8 mit einem Dichtelement 1 1 abgedichtet. In einen von dem Gehäuse 9 und dem Zylinderkopf 8 gebildeten Innenraum 36 ragt ein Endbereich der Nockenwelle 6 hinein. In dem Innenraum sind weiterhin eine über eine Kupplung 12 mit der Verstellwelle 4 verbundene Exzenterwelle 13, eine über ein Lagerelement 14, beispielsweise ein Wälzlager, gelagerte Taumelscheibe 15 und eine Hohlwelle 16, die über ein Lagerelement 17, beispielsweise ein Wälzlager, innenliegend in einer zentralen Ausnehmung der Exzenterwelle 13 abgestützt ist und ein Ab- thebskegelrad 18 trägt, angeordnet. Das Abtriebskegelrad 18 ist über eine Lagerung 19 gegenüber dem Gehäuse 9 abgestützt. Im Inneren bildet das Gehäuse 9 ein Antriebskegelrad 20 aus. Die Taumelscheibe 15 weist auf gegenüberliegenden Stirnseiten geeignete Verzahnungen auf. Die Exzenterwelle 13 mit Lagerelement 14 und Taumelscheibe rotiert um eine gegenüber einer Längsachse 21 -21 geneigte Achse, so dass die Taumelscheibe auf in Umfangsrich- tung zueinander versetzten Teilbereichen einerseits mit dem Antriebskegelrad 20 und andererseits mit dem Abtriebskegelrad 18 kämmt, wobei zwischen An- thebskegelrad und Abtriebskegelrad eine Über- oder Untersetzung gegeben ist. Das Abtriebskegelrad 18 ist drehfest mit der Nockenwelle 6 verbunden.
Für das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Hohlwelle 16 mit Abtriebskegelrad 18 über eine Zentralschraube 22, die sich durch die Hohlwelle 16 hindurch erstreckt, stirnseitig mit der Nockenwelle 6 verschraubt. Eine Schmierung mit einem Schmiermittel, insbesondere Öl, ist im Bereich von Schmierstellen 23, 24 erforderlich, bei denen es sich beispielsweise um
die Kontaktflächen zwischen Antriebskegelrad 20 und Taumelscheibe 15, - die Kontaktfläche zwischen Taumelscheibe 15 und Abtriebskegelrad 18, die Lagerung 19, Lagerelement 14 und/oder Lagerelement 17
handeln kann. Hierzu erfolgt eine kontinuierliche, zyklische, pulsierende oder intermittierende Zufuhr und/oder Weiterleitung eines Schmiermittels über Schmiermittelkanäle. Über eine Zuführausnehmung 25 des Zylinderkopfs 8 wird das Schmiermittel einem Strömungskanal 26 der Nockenwelle 6 zugeführt, der mit einem Strömungskanal 27 kommuniziert, welcher hohlzylinderförmig zwi- sehen einer inneren Mantelfläche 28 der Hohlwelle 16 und einer außenliegenden Mantelfläche 29 der Zentralschraube 22 gebildet ist. Über radiale Bohrungen 30 der Hohlwelle 16 kann das Schmiermittel aus dem Strömungskanal 27 radial nach außen treten und den Schmierstellen zugeführt werden.
Figur 3 zeigt einen schematischen Schmiermittelkreislauf. Das Schmiermittel wird aus einem Reservoir 31 , beispielsweise eine Ölwanne oder ein Öltank, über eine Pumpe 32, beispielsweise eine Motorölpumpe, durch einen Filter 33, insbesondere einen Motorölfilter, zu der Zuführausnehmung 25 und dem Strö- mungskanal 26 der Nockenwelle 6 gefördert. Das Schmiermittel verlässt den Nockenwellenversteller 1 bzw. das Gehäuse 9 desselben über eine Austrittsöffnung 34 und wird wieder in das Reservoir 31 zurückgeführt.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Figur 3 weist der schematische Schmiermittelkreislauf gemäß Figur 4 ein zusätzliches Filterelement 35 auf. Das Filterelement 35 ist vorzugsweise dem Nockenwellenversteller 1 zugeordnet und beispielsweise nach einem Abzweig des Schmiermittelkreises zu weiteren zu schmierenden Bauelementen angeordnet und ausschließlich dem Zweig des Schmiermittelkreislaufs zugeordnet, der zur Schmierung des Nockenwellen- verstellers dient. Hierbei ist der Filter 35 möglichst nahe am Einbauort des No- ckenwellenverstellers 1 angeordnet oder im Nockenwellenversteller selber. Das Filterelement 35 kann dazu dienen, Bearbeitungsrückstände in Strömungskanälen, die dem Filterelement 35 stromaufwärts vorgeordnet sind, von Strömungs- kanälen des Zylinderkopfs und der Nockenwelle fernzuhalten. Weiterhin können Fertigungsrückstände und Schmutzpartikel in dem Schmiermittel von dem Getriebe 2 des Nockenwellenverstellers 1 ferngehalten werden. Weiterhin kann eine Blendencharakteristik oder eine Drosselwirkung des Filterelements 35 gezielt eingesetzt werden, um die Strömungsverhältnisse, insbesondere den Druck, den Volumenstrom und die Geschwindigkeit des Schmiermittels zu beeinflussen. Das Filterelement 35 ist vorzugsweise derart zu implementieren, dass es aufgrund der Strömungsverhältnisse bei der maximal anzunehmenden Kontamination mit Partikeln und Schmutz während der Laufzeit des Nockenwellenverstellers nicht verstopfen kann oder sich zusetzen kann. Hierzu ist bei- spielsweise die Anordnung in einer Steigleitung und/oder als ein Nebenstromfil- ter vorteilhaft.
Das Filterelement 35 kann bspw. als
- ein Sieb, ein Ringfilter, ein Einsteckfilter, ein Hütchenfilter, Filterplatten, Filternetz oder Sinterfilter
ausgebildet sein.
Gemäß Figur 5 wird Schmiermittel in einen Innenraum 36 des Gehäuses 9 gefördert, beispielsweise gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in dem Innenraum 36 das Schmiermittel mit den Schmierstellen in Berüh- rung kommt. Der Innenraum 36 steht in Schmiermittelverbindung mit einem Totraum 37, der an einer am radial weitesten entfernten Stelle des Innenraums 36 angeordnet ist. Eine Anbindung des Totraums 37 an den Innenraum 36 kann großflächig über Übertrittsquerschnitte gebildet sein oder über separate Kanäle, über die ein Zutritt von Schmiermittel sowie ein Austritt von Schmiermittel zu und aus dem Totraum 37 möglich ist.
Für das in Figur 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist der Totraum 37 als umlaufender Ringkanal ausgebildet. Bei einem Totraum 37 handelt es sich insbesondere um einen Raum, in dem sich das Schmiermittel mit geringen Ge- schwindigkeiten bewegt oder nahezu ruht, so dass der Totraum 37 nicht in einer unmittelbaren, maximalen Durchflusszone des Schmiermittels angeordnet ist. In dem Totraum 37 wird infolge der Verdrehung des Gehäuses 9 das Schmiermittel einer Zentrifugalkraft ausgesetzt, wodurch schwere Bestandteile und Schwebepartikel in dem Schmiermittel nach außen gedrückt werden und sich an einer radial außenliegenden Wandung 38 ablagern können und nicht zurück zu einer Schmierstelle geführt werden. Möglich ist weiterhin, dass der ringförmige Totraum 37 in Umfangsrichtung durch Zwischenwände getrennt ist, so dass in Umfangsrichtung mehrere einzelne Kammern gebildet sind, durch die vermieden ist, dass sich in dem Totraum 37 das Schmiermittel in Umfangs- richtung relativ zu dem Gehäuse 9 bewegen kann. Eine Abscheidung von Schmutz erfolgt damit analog zu einer drehenden Zentrifuge.
Toträume gemäß Totraum 37 können an beliebiger Stelle im Getriebe angeord- net sein sowie im Bereich der Nockenwelle, wodurch erreicht werden kann, dass wichtige Funktionsflächen, beispielsweise in unmittelbarer Nachbarschaft der Toträume, durch auszentrifugierten Schmutz im Getriebe nicht "verschlammen". Die Zentrifugalwirkung wird verstärkt durch eine Vergrößerung des Ab- Stands der Toträume von der Längsachse 21 -21.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung besitzt der Totraum keinen zusätzlichen Abfluss, so dass auszentrifugierte Schmutzpartikel dauerhaft in dem Totraum 37 abgelagert werden. Entsprechend der in Figur 5 dargestellten bevorzugten Ausgestaltung besitzt der Totraum zumindest eine zusätzliche Austrittsöffnung 39, 40, wobei die Austrittsöffnung 39 axial orientiert ist und die Austrittsöffnung 40 radial orientiert ist. Infolge der radialen Fliehkraft und/oder der Druckverhältnisse im Totraum 37 im Vergleich zu der Umgebung des Nockenwellenverstel- lers 1 bewegt sich das Schmiermittel mit abgelagerten Schmutzpartikeln in ra- dialer Richtung aus der Austrittsöffnung 40 heraus, wobei die Förderung der Schmutzpartikel durch die Zentrifugalwirkung unterstützt wird. Abweichend hierzu erfolgt eine Förderung durch die Austrittsöffnung 39 ausschließlich durch die Druckdifferenz im Totraum 37 einerseits und in der Umgebung des No- ckenwellenverstellers 1 andererseits.
Für eine alternative Ausgestaltung erfolgt eine Schmutzabscheidung dadurch, dass das Schmiermittel in einem Strömungskanal labyrinthartig oder zickzack- förmig geführt wird. Eine Schmutzabscheidung durch einen derartigen labyrinthartigen Schmutzabscheider beruht auf der unterschiedlichen Trägheit des Schmiermittels und störender Partikel in dem Schmiermittel. Insbesondere für große Fließgeschwindigkeiten kann eine starke Umlenkung des Schmiermittelstroms dazu führen, dass die Partikel nicht umgelenkt werden, sondern sich an den Begrenzungen des Labyrinths ablagern. Für den Fall, dass einzelne Kanäle des Labyrinths in radialer Richtung orientiert sind, kann in derartigen Kanälen sowie ebenfalls in axialen Kanälen eine Ablagerung in dem Labyrinth an radial außenliegenden Flächen infolge der zuvor beschriebenen Zentrifugalwirkung erfolgen. Eine alternative oder kumulative Abscheidewirkung kann entstehen, wenn das Schmiermittel abgebremst und beschleunigt wird, wobei sich das leichtere Schmiermittel leichter beschleunigen lässt, während Schmutzpartikel zurückbleiben.
Neben einer Erzeugung der Zentrifugalwirkung infolge einer Verdrehung des Gehäuses 9 oder anderer Teile des Nockenwellenverstellers 1 kann die Zentrifugalwirkung zumindest teilweise dadurch erzeugt werden, dass die das Schmiermittel führenden Strömungskanäle kreis- oder spiralförmig orientiert sind, so dass sich allein durch die Bewegung des Schmiermittels durch die gekrümmten Strömungskanäle eine Ablagerung an außenliegenden Begrenzun- gen der Strömungskanäle bilden kann.
Abweichend zu den in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen eines Schmiermittelkreislaufs besitzt der in Figur 6 dargestellte schematische Schmiermittelkreislauf eine eingangsseitige Blende 41 sowie eine eingangssei- tige Drossel 42 und eine ausgangsseitige Blende 43 sowie eine ausgangsseiti- ge Drossel 44. Die Blenden 41 , 43 und Drosseln 42, 44 bilden Strömungselemente zur Beeinflussung der Strömungsverhältnisse im Schmiermittelkreislauf. Die vorgenannten Strömungselemente sind einem parallelen Schmiermittelpfad zugeordnet, welcher ausschließlich den Nockenwellenversteller 1 beaufschlagt. Vorzugsweise sind die Strömungselemente nahe an dem Nockenwellenversteller 1 angeordnet oder zumindest teilweise in diesen, die Nockenwelle oder einen Zylinderkopf im Bereich einer Lagerstelle für die Nockenwelle integriert.
Über die Blenden 41 , 43 und Drosseln 42, 44 kann eine Drosselung des VoIu- menstroms zu dem Nockenwellenversteller erfolgen. Eine zusätzliche Drosselung kann sich durch Einsatz des Filterelements 35 ergeben. Vorteilhafterweise ist das Filterelement in Strömungsrichtung stromaufwärts der Strömungselemente angeordnet, damit die Strömungselemente nicht durch Partikel verstopfen oder im Laufe der Zeit zugesetzt werden.
Neben dem Einsatz von Strömungselementen mit konstanten Strömungseigenschaften kann ein kontinuierlich oder in Stufen veränderbares Strömungselement eingesetzt werden. Möglich ist der Einsatz eines Strömungselements, dessen Strömungswirkung
in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl, gekoppelt mit einem Fördervolumen der Pumpe 32 und/oder - in Abhängigkeit der Temperatur des Nockenwellenverstellers 1 oder des Schmiermittels
veränderlich ist, wobei die genannten Änderungen automatisch auf mechanische Weise erzeugt werden können oder durch eine geeignete Steuerungs- oder Regelungseinrichtung, die auf das Strömungselement einwirkt.
Eine Veränderung des Strömungselements erfolgt beispielsweise derart, dass der Volumenstrom des Schmiermittels auf einem konstanten Wert gehalten wird, unabhängig von einer Temperatur des Schmiermittels. Ebenfalls möglich ist, dass der Volumenstrom durch eine Beeinflussung des Strömungselements vergrößert oder verkleinert wird in Betriebsbereichen, in denen ein höherer Schmiermittel- oder Kühlbedarf oder ein niedriger derartiger Bedarf besteht.
Für die Ausgestaltung der Strömungselemente in Form von Drosseln 42, 44 und Blenden 41 , 43 sind u. U. Ausführungsformen einzusetzen, in denen Ringspalte oder ringförmige Querschnitte anstelle von Bohrungen mit beispielsweise kreisförmiger Querschnittsfläche eingesetzt werden, da eine Bohrung u. U. leichter verstopfen kann als ein Ringspalt.
Für das in Figur 7 dargestellte Ausführungsbeispiel erfolgt eine Zufuhr von Schmiermittel über mehrere Bohrungen oder Aufnahmekanäle 45 der Nockenwelle 6, wobei die Aufnahmekanäle 45 gegenüber der Längsachse 21 -21 und der radialen Orientierung geneigt sind. Die Nockenwelle 6 besitzt eine stirnseitige Sacklochbohrung 46, die mit einer konusförmigen Fase 47 in ein Gewinde zur Aufnahme der Zentralschraube 22 übergeht. Die Aufnahmekanäle 45 münden in die Fase 47. In dem der Fase 47 gegenüberliegenden Endbereich werden die Aufnahmekanäle 45 von einer Versorgungsnut des Zylinderkopfs 8 mit dem Schmiermittel gespeist. Ungefähr mittig in dem Aufnahmekanal 45 ist ein radialer umlaufender Einstich 48 mit im dargestellten Längsschnitt rechteckför- miger Geometrie eingebracht.
Ein Teil des über den Aufnahmekanal 45 und Bohrung 46 dem Einstich 48 zu- geführten Schmiermittels gelangt über eine axiale Bohrung 49 der Nockenwelle
6, die in den Einstich 48 einmündet, und eine mit einer gewissen Überdeckung, aber radial versetzte axiale Bohrung 50 des Gehäuses 9 in den Innenraum des
Getriebes 2 zu den Schmierstellen, beispielsweise zu dem Lagerelement 17, dem Lagerelement 14, den wälzenden Zahnverbindungen der Taumelscheibe 15 und/oder der Lagerung 19.
Der andere Teil des dem Einstich 48 zugeführten Schmiermittels gelangt über einen zwischen der inneren Mantelfläche der Hohlwelle 16 und der äußeren Mantelfläche der Zentralschraube 22 gebildeten Strömungskanal 51 mit kreis- ringförmigem Querschnitt zu mindestens einer radialen Bohrung 52 zu einer Schmierstelle, beispielsweise der Lagerstelle 17 oder in den Innenraum des Getriebes 2. Der Einstich 48 ist mit einer radialen Erstreckung ausgebildet, die über die Bohrung 49 hinausgeht, so dass radial außenliegend ein umlaufender ringförmiger Totraum 37 gebildet ist. Zwischen den Bohrungen 49, 50 kann ein Übergangsbereich 53 in Form einer Ausnehmung, einer radialen Nut o. ä. ausgebildet sein, um den Übertritt zwischen den radial zueinander versetzten Bohrungen 49, 50 zu ermöglichen. In Form der nicht miteinander fluchtenden Bohrungen 49, 50 kann für eine teilweise Überlappung der Bohrungen eine Art Blende geschaffen werden mit einem kleinen Übergangsquerschnitt oder Blen- denquerschnitt, obwohl die Bohrungen 49, 50 an sich mit verhältnismäßig großen Durchmessern und damit groben Werkzeugen gefertigt werden können.
Bei ansonsten Figur 7 entsprechender Ausgestaltung ist für das in Figur 8 dargestellte Ausführungsbeispiel die Erstreckung der Hohlwelle 16 in Längsrich- tung derart verlängert, dass die Hohlwelle in den Einstich 48 hineinragt. Zwischen einer umlaufenden Kante 54, die von der inneren Mantelfläche der Bohrung 46 sowie einer den Einstich begrenzenden Querfläche 55 gebildet ist, und einer Kante 56, die von der äußeren Mantelfläche 57 der Hohlwelle 16 und ei- ner Stirnfläche 58 der Hohlwelle 16 gebildet ist, ist eine Blende gebildet für einen Übertritt des Schmiermittels von der Bohrung 46 zu dem Einstich 48.
Bei ansonsten den vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen ent- sprechender Ausgestaltung besitzt die Nockenwelle 6 gemäß Figur 9 keinen Einstich 48. Auch die Bohrungen 49, 50 und der Übergangsbereich 53 sind für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 nicht vorgesehen, so dass das Schmiermittel aus der Bohrung 46 vollständig dem Strömungskanal 51 zugeführt wird. In dem kreisringförmigen Strömungskanal, der in der Bohrung 46 gebildet ist, der einen rechteckförmigen Halbquerschnitt besitzt und der radial innenliegend von der Mantelfläche der Zentralschraube 22 sowie durch eine Stirnseite 58 der Hohlwelle 16 begrenzt ist, ist ein Strömungselement 59 angeordnet, bei dem es sich um einen über die Zentralschraube 22 gestreiften Ring, beispielsweise aus Kunststoff oder einem Elastomer, handeln kann. Für das in Figur 9 dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt das Strömungselement 59 einen ungefähr T-förmigen Halblängsschnitt, wobei der Querschenkel des T unter elastischer Anpressung radial innenliegend an der Mantelfläche der Zentralschraube 22 anliegt, während sich der vertikale Schenkel des T radial nach außen erstreckt und die Stirnseite dieses Schenkels einen Ringspalt 60 mit der Bohrung 46 ausbildet, wodurch eine Blende geschaffen ist.
In abweichender Ausgestaltung kann das Strömungselement 59 beispielsweise radial nach außen gegen die Bohrung 46 verspannt sein, wobei in diesem Fall ein Ringspalt 60 zwischen der Innenfläche des Strömungselements und der Zentralschraube gebildet ist. Auch eine formschlüssige Aufnahme des Strömungselements 59, beispielsweise in einer geeigneten Nut der Nockenwelle oder der Zentralschraube, ist denkbar. Eine beliebige Ausgestaltung der Kontur des Strömungselements 59 im Bereich des Ringspalts 60 zur Beeinflussung der Strömungsverhältnisse ist möglich, beispielsweise mit stufenweisen Übergän- gen oder kontinuierlichen Übergängen.
Für das in Figur 10 dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt die Hohlwelle 16 im Bereich des Strömungskanals 51 einen radialen, umlaufenden Einstich 61 , der auf der der Fase 47 zugewandten Seite durch einen radial nach innen weisenden, umlaufenden radialen Vorsprung 62 begrenzt ist. Zwischen dem Vorsprung 62 und der Mantelfläche der Zentralschraube 22 ist ein Ringspalt 63 gebildet, der eine Blende darstellt. Der Einstich 61 bildet radial außenliegend einen Totraum 37, da sowohl der Ringspalt 63 als auch der Strömungskanal 51 radial innenliegend von dem Totraum 37 in den Einstich 61 münden.
Die Nockenwelle 6 wird aus einer Schmiermittelgalerie des Zylinderkopfs 8 mit einem Schmiermittel versorgt. Die Übertragung des Schmiermittels vom motor- festen Zylinderkopf 8 auf die rotierende Nockenwelle 6 erfolgt in der Regel mittels an sich bekannter Drehübertrager. Hierbei handelt es sich üblicherweise um eine Ringnut 64 der äußeren Mantelfläche der Nockenwelle 6. Die Ringnut 64 wird von einer entsprechenden zylinderförmigen Mantelfläche 65 des Zylinderkopfs 8 umschlossen, zu der eine axial zur Ringnut 64 ausgerichtete Stich- bohrung oder Zuführkanal 66 aus der Schmiermittelgalerie führt. Der Zuführkanal 66 kann die Mantelfläche 65, wie in Figur 1 1 dargestellt, radial durchbrechen oder diese beispielsweise tangential durchbrechen.
Ein Drehübertrager kann in einem Radiallager für die Nockenwelle 6 oder auf einem separaten Absatz angeordnet sein. Bei letzterem sind jedoch wegen des meist größeren Radialspalts oftmals Dichtringe 67, 68, beispielsweise ein Stahl- , Guss-, Kunststoffdichtring, erforderlich. Bei einer Anordnung des Drehübertragers in einem Radiallager der Nockenwelle 6 ist zu beachten, dass die Lagerbreite um die Breite der Ringnut reduziert wird.
In einer weiteren Ausführungsform können Ringnuten zylinderkopffest, beispielsweise in dem Lager, der Lagerbrücke oder einer eingelegten Lagerbuchse, ausgeführt sein. In der Nockenwelle sind dann keine Ringnuten 64 erforderlich.
Die Verwendung eines zuvor beschriebenen Drehübertragers bewirkt infolge der umlaufenden Ringnut und der radialen Bohrungen oder Aufnahmekanäle 69, die die Ringnut 64 mit der Bohrung 46 verbinden, einen kontinuierlichen Strom des Schmiermittels vom Zylinderkopf 8 in die Nockenwelle 6.
Für eine besondere Ausgestaltung werden der Zuführkanal 66 und die Ringnut 64 in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet, wodurch bereits beim Übertritt des Schmiermittels von dem Zuführkanal 66 zu der Ringnut 64 eine Art Drossel geschaffen ist, deren Öffnungsquerschnitt kleiner wird, je größer der Versatz in axialer Richtung zwischen Zuführkanal 66 und Ringnut 64 ist. Eine Drosselwirkung kann hierbei erzielt werden auch für einen verhältnismäßig großen Durchmesser des Zuführkanals 66 und eine große Breite der Ringnut 64, so dass keine schmutzempfindlichen und fertigungssensiblen kleinen Bohrungen oder Nuten geschaffen werden müssen.
Gemäß einer besonderen weiteren Ausgestaltung erfolgt eine Zufuhr des Schmiermittels über eine zyklische Schmiermittelversorgung. In einem derarti- gen Fall entfällt die Ringnut 64, so dass eine Schmiermittelverbindung zwischen dem Zuführkanal 66 und den Aufnahmekanälen 69 nur für derartige Drehstellungen der Nockenwelle 6 gegeben ist, für die die Kanäle 66, 69 miteinander fluchten oder eine Überdeckung aufweisen. Sind vergrößerte Übertrittszeiten gewünscht, so kann im Übergangsbereich zwischen Zuführkanal 66 und Auf- nahmekanal 69 der Zylinderkopf 8 oder die Mantelfläche der Nockenwelle 6 eine über einen Teilumfang verlaufende Nut aufweisen, so dass ein Übertritt von dem Zuführkanal 66 zu dem Aufnahmekanal 69 so lange möglich ist, wie diese Kanäle 66, 69 durch die Nut miteinander verbunden sind. Über die Gestaltung des Breitenverlaufes der Nut kann des Weiteren die Übergabe des Schmiermittels variabel gestaltet werden. Somit kann ein Volumenstrom und Massenstrom des Schmiermittels konstruktiv und zyklisch vorgegeben werden. Ferner kann ein pulsierender Schmiermittelstrom bewirkt werden, der Druckschwankungen zur Folge hat, die beispielsweise für eine bessere Durchmischung und Benetzung der Schmierstellen mit dem Schmiermittel genutzt wer- den kann. Weiterhin kann durch pulsierende Schmiermittelströme die Gefahr von Verstopfungen beispielsweise von Blenden oder Drosseln, gemindert werden. Führen derartige Schmiermittelpulsationen zu Pulsationsschwingungen in dem Schmiermittelkreislauf, so kann im Schmiermittelkreislauf, insbesondere im Bereich des Zylinderkopfs 8, im Bereich der Nockenwelle und/oder in dem Getriebe ein Rückschlagventil angeordnet werden.
Figur 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem dem Getriebe 2 Schmiermittel über eine radiale Sacklochbohrung oder einen Zuführkanal 70, eine axiale, in den Zuführkanal 70 mündende stirnseitige Sacklochbohrung 71 der Nockenwelle und eine Stichbohrung 72 des Gehäuses 9 zugeführt wird. Eine Vereinfachung der Montage ergibt sich, wenn im Übergangsbereich zwischen den Bohrungen 71 der Nockenwelle und den Bohrungen 72 des Gehäuses 9 eine um- laufende Ringnut 73 vorgesehen ist, wodurch bei der Montage die Bohrungen 71 , 72 nicht koaxial zueinander ausgerichtet werden müssen.
Figur 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 entspricht, wobei allerdings kein Strömungsele- ment 59 vorgesehen ist.
Figur 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Ringnut 64 über ein(e) gegenüber der Längsachse 21 -21 und der Querachse geneigte(r) Bohrung oder Aufnahmekanal 74 unmittelbar mit dem Ringkanal 73 verbunden ist.
Für das in Figur 15 dargestellte Ausführungsbeispiel erfolgt die unmittelbare Verbindung des Ringkanals 73 und der Ringnut 64 über eine stirnseitig in die Nockenwelle eingebrachte, in die Ringnut 64 mündende und den Ringkanal 73 durchbohrende Bohrung 75.
Neben den konstruktiven Maßnahmen zur Gestaltung der Strömungsquerschnitte im Zylinderkopf sowie in der Nockenwelle ist eine Einflussnahme auf die Strömungsverhältnisse im Schmiermittelkreislauf im Getriebe möglich. Hierbei kann eine Drosselung der Zulaufbohrung durch den Einsatz einer Drossel oder Blende erfolgen. Alternativ oder kumulativ ist die Drosselung des Ablaufs durch ein rückseitiges Verschließen des Getriebes, beispielsweise mit einem Blechdeckel, möglich, der zusammen mit der Verstellwelle einen ringförmigen Spalt, insbesondere mit einer Spalthöhe im Bereich von 0,1 bis 2 mm, bildet. Darüber hinaus ist es möglich, Lager in dem Getriebe einzusetzen, die mit Dichtelementen ausgestattet sein. Gemäß Figur 16 besitzt ein Ringkanal zwischen Hohlwelle 16 und Zentralschraube 22 eine Ringbreite im Bereich von 0,2 bis 1 mm. Die radialen Verbindungsbohrungen zwischen diesem Strömungskanal und dem Innenraum des Getriebes besitzen vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 0,5 und 3 mm. Weitere Beeinflussungen oder Drosseln oder Blenden können durch Vorgabe der axialen und/oder radialen Spalte 76 erfolgen, die konstruktiv vorgegeben werden können und Strömungsquerschnitte oder Blenden oder Drosseln für das Schmiermittel bilden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung eines Nockenwellenverstellers 1 besitzt die äußere Mantelfläche des Gehäuses 9 Ausnehmungen oder Fenster 77, die gleichmäßig oder ungleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt sein können, vgl. Figur 17.
Figur 18 zeigt weitere Möglichkeiten für die Anordnung von Ausnehmungen oder Öffnungen 78 im Bereich einer Stirnseite des Nockenwellenverstellers 1. Eine Übertragung des Schmiermittels über die Nockenwelle kann entfallen, wenn ein Schmiermittel durch die Öffnungen 78, 77 dem Getriebe 2 zugeführt wird. Beispielsweise kann das Schmiermittel über eine Schmiermittelspritze durch die Öffnungen 77, 78 gefördert werden. Eine derartige Schmiermittelspritze kann zylinderkopffest oder an einem Kettenkasten angeordnet sein. Bei einer Schmiermittelspritze kann es sich im einfachsten Fall lediglich um eine Schmiermittelbohrung handeln, aus der ein feiner Schmiermittelstrahl austritt und der auf einen Punkt außerhalb des Getriebes oder innerhalb des Getriebes, beispielsweise durch die Öffnungen 77, 78, auftrifft. Insbesondere kann ein derartiger Punkt möglichst nahe an der Drehachse im Inneren des Getriebes liegen. Durch die im rotierenden System auf das Schmiermittel wirkende Fliehkraft wird das Schmiermittel nach außen zu den Schmierstellen, beispielsweise zu einem Lager und/oder zu der Verzahnung, verteilt.
Zusätzlich kann durch die Anordnung der Öffnungen 77, 78 des Getriebege- häuses das Schmiermittel unmittelbar auf eine Verzahnung oder andere Schmiermittelstellen aufgespritzt werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Bespritzung mit Schmiermittel mit der Schmiermittelversorgung anderer Motorbauteile, beispielsweise einer Kette oder einem Spanner, kombiniert wird. E- benfalls denkbar ist, dass ein Punkt oder eine Fläche außerhalb des Getriebes 2m mit dem Schmiermittel bespritzt wird. Eine Schmierung wird dann durch das abprallende oder reflektierte Schmiermittel oder einen hierdurch erzeugten Schmiermittelnebel gewährleistet.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann eine Schmiermittelversorgung über den in einem Kettenkasten ohnehin vorhandenen Schmiermittelnebel erfolgen, der durch die Öffnungen 77, 78 in den Nockenwellenversteller eindringen kann.
Bei einer weiteren Ausgestaltung einer Schmiermittelversorgung gemäß Figur 20 ist außerhalb des Getriebes ein Tropfblech 80 vorgesehen ist, an dem der Schmiermittelnebel kondensiert und abtropft. Alternativ oder zusätzlich können spezielle Tropfschmiermitteldüsen vorgesehen sein, die gezielt in Richtung der Öffnungen 77, 78 ausgerichtet werden.
Um bei der Schmierung mit einem Schmiermittelnebel, mit Schmiermitteltropfen oder mit einem Schmiermittelstrahl auch bei niedrigen Temperaturen des Schmiermittels oder bei einem Kaltstart die Funktion zuverlässig zu gewährleisten, sind die Schmierstellen, beispielsweise Gleitlager und/oder Verzahnungen, mit Notlaufeigenschaften auszustatten. Derartige Notlaufeigenschaften können beispielsweise
durch eine Beschichtung der Funktionspartner oder durch Einbringen von Schmiermittelreservoirs
gewährleistet werden. Insbesondere werden die Schmiermittelreservoirs durch mikroskopische oder makroskopische kleine Taschen der Schmiermittelstellen bereitgestellt, in denen Schmiermittel für einen Kaltstart oder bei niedrigen Schmiermitteltemperaturen gespeichert werden kann. Bessere Notlaufeigenschaften können vorzugsweise auch dann vorliegen, wenn weitestgehend Wälzlagerungen an den Lagerstellen vorgesehen werden.
Zur Schmierung kann weiterhin auch ein von einem ölgeschmierten Zugmittel (Steuerkette) abtropfendes Öl eingesetzt werden, welches durch eine Öffnung des Gehäuses hindurchtritt. Das Zugmittel wird u. U. über eine Tauch- oder Spritzbeölung geschmiert oder durch Abstreifen von Öl von beölten Kettenspanner- oder Umlenkschienen. Ein Teil des so von der Kette beförderten Öls kann oberhalb des Antriebsrades (Kettenrad) des Getriebes abtropfen und so in darunterliegende Öffnungen des Getriebes gelangen. Des Weiteren ist es möglich, Öl durch Kapilarwirkung zum Getriebe oder zu darüber liegenden Abtropfstellen zu befördern. Möglich ist auch, dass Öl durch Luftströmungen, die z.B. aus der Antriebsbewegung von Steuertriebs- oder Verstellerteilen resultieren, quasi zur Schmierstelle "gepustet" wird.
Bezugszeichenliste
1 Nockenwellenversteller
2 Getriebe
3 Antriebsrad
4 Verstellwelle
5 Abtriebswelle
6 Nockenwelle
7 Elektromotor
8 Zylinderkopf
9 Gehäuse
10 Dichtelement
11 Dichtelement
12 Kupplung
13 Exzenterwelle
14 Lagerelement
15 Taumelscheibe
16 Hohlwelle
17 Lagerelement
18 Abtriebskegelrad
19 Lagerung
20 Antriebskegelrad
21 Längsachse
22 Zentralschraube
23 Schmierstelle
24 Schmierstelle
25 Zuführausnehmung
26 Strömungskanal
27 Strömungskanal
28 Mantelfläche
29 Mantelfläche
30 Bohrung 31 Reservoir
32 Pumpe
33 Filter
34 Austrittsöffnung
35 Filterelement
36 Innenraum
37 Totraum
38 Wandung
39 Austrittsöffnung
40 Austrittsöffnung
41 Blende
42 Drossel
43 Blende
44 Drossel
45 Aufnahmebohrung
46 Sacklochbohrung
47 Fase
48 Einstich
49 Bohrung
50 Bohrung
51 Strömungskanal
52 Bohrung
53 Übergangsbereich
54 Kante
55 Querfläche
56 Kante
57 Mantelfläche
58 Stirnseite
59 Strömungselement
60 Ringspalt
61 Einstich
62 Vorsprung
63 Ringspalt 64 Ringspalt
65 Mantelfläche
66 Zuführkanal
67 Dichtring
68 Dichtring
69 Aufnahmekanal
70 Zuführkanal
71 Sacklochbohrung
72 Stichbohrung
73 Ringkanal
74 Aufnahmekanal
75 Bohrung
76 Spalt
77 Öffnung
78 Öffnung
79 Stirnseite
80 Tropfblech
81 Zwischenraum
82 Teilbereich
83 Teilbereich
84 Strömungskanal
85 Übertrittsquerschnitt

Claims

Patentansprüche
1. Nockenwellenversteller (1 ) für eine Brennkraftmaschine zur Aufrechterhaltung und Verstellung einer relativen Winkellage zwischen einem Antriebs- element (Antriebsrad 3) und einem Abtriebselement (Nockenwelle 6), wobei das Antriebselement (Antriebsrad 3) und das Abtriebselement (Nockenwelle 6) über ein Getriebe (2) miteinander verbunden sind und eine Schmierung einer Funktionsfläche des Getriebes (2), einer Schmierstelle des Getriebes (2) und/oder einer Lagerstelle in einem Gehäuse (9) des Nockenwellenverstellers (1 ) über ein Schmiermittelkreislauf erfolgt, bei dem dem Nockenwellenversteller (1 ) ein Schmiermittel über einen Zuführkanal (66) zugeführt wird, der mit einem relativ zu dem Zuführkanal (66) bewegten Aufnahmekanal (45; 69; 70; 74) des Nockenwellenverstellers (1 ) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, dass das in mindestens einem Drehwinkelbereich ein Übertrittsquerschnitt (85) zwischen dem Zuführkanal (66) und einem Aufnahmekanal (45; 69; 70; 74) des Nockenwellenverstellers (1 ) oder der Nockenwelle (6) gebildet ist, während in anderen Drehwinkelbereichen der Übertrittsquerschnitt (85) geschlossen ist.
2. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zuführkanäle (66) und/oder Aufnahmekanäle (45; 69; 70; 74) gebildet sind, die gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang verteilt sind.
3. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schmiermittelkreislauf mindestens ein Rückschlagventil angeordnet ist.
4. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Aufnahmekanals (45; 69; 70; 74) eine Schmiermittelspritzdüse angeordnet ist.
5. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (2) als Taumelscheibengetriebe ausgebildet ist.
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