WO2018196904A1 - Hydraulischer nockenwellenversteller - Google Patents

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WO2018196904A1
WO2018196904A1 PCT/DE2018/100175 DE2018100175W WO2018196904A1 WO 2018196904 A1 WO2018196904 A1 WO 2018196904A1 DE 2018100175 W DE2018100175 W DE 2018100175W WO 2018196904 A1 WO2018196904 A1 WO 2018196904A1
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pressure
camshaft adjuster
rotor
pressure medium
hydraulic
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PCT/DE2018/100175
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Torsten Zschieschang
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34446—Fluid accumulators for the feeding circuit

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic camshaft adjuster and a method for controlling a hydraulic camshaft adjuster according to the preamble of the independent claims.
  • Hydraulic camshaft adjusters are used in internal combustion engines to adjust a load state of the internal combustion engine and thus to increase the efficiency of the internal combustion engine. Hydraulic camshaft adjusters are known from the prior art, which operate on the vane principle. These camshaft adjusters generally have, in their basic construction, a stator which can be driven by a crankshaft of an internal combustion engine and a rotor connected in a rotationally fixed manner to the camshaft of the internal combustion engine.
  • annular space is provided, which is divided by non-rotatably connected to the stator, radially inwardly projecting projections in a plurality of working chambers, which are each divided by a radially projecting from the rotor outwardly wing in two pressure chambers.
  • the position of the rotor relative to the stator and thus also the position of the camshaft relative to the crankshaft in the direction "early" or “late” can be adjusted.
  • hydraulic camshaft adjuster with a central locking, in which the rotor can be locked next to the respective end positions in a middle position, in particular to facilitate an engine start.
  • hydraulic camshaft adjusters are known, which have a so-called “smart phaser" a memory for the hydraulic oil.
  • a hydraulic camshaft adjuster with several volume accumulators is known, wherein the volume accumulators are formed in cavities of the rotor.
  • a hydraulic camshaft adjuster with a plurality of volume accumulators for feeding hydraulic oil into the working chambers of the camshaft adjuster is known, wherein the volume accumulators are formed in the webs of the stator which hold the working chambers of the camshaft adjuster. Separate shaft cam adjuster from each other. In this case, check valves are provided on the volume accumulators in order to prevent an uncontrolled outflow of the hydraulic oil into the working chambers of the camshaft adjuster.
  • Hydraulic camshaft adjuster with a volume accumulator for the pressure medium have over conventional hydraulic camshaft adjusters a significantly lower fluid throughput and higher adjustment speeds. A further improvement in efficiency would be possible by reducing the pressure ratio.
  • a significant reduction in the pressure ratio has functional disadvantages, in particular with fully variable valve trains.
  • a functionally reliable adjustment of the hydraulic camshaft adjuster is to be ensured even with a minimum valve lift.
  • a high pressure ratio is needed in order to be able to use the pump pressure to adjust the rotor against the friction and drag torques.
  • the design of the hydraulic camshaft adjuster is done so that with minimal pump pressure, the maximum expected friction torque can be overcome so as to be able to ensure an adjustment against the drag and friction moments. This leads to a comparatively high oil consumption and reduces the efficiency of the hydraulic camshaft adjuster.
  • DE 10 2007 056 685 A1 discloses a device for variably setting the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine with a drive element, an output element, at least one pressure chamber, a pressure medium supply device and at least one pressure accumulator, wherein by means of the pressure medium supply means of the at least one pressure chamber supplied pressure medium or can be removed from this, wherein by pressure medium supply to or
  • Pressure medium discharge from the pressure chamber, a phase position of the output element relative to the drive element is variable, wherein the pressure accumulator has a displaceable element which is provided with a first pressure surface, which limits a storage space partially, wherein the storage space is connected to the pressure medium supply means or can be connected an energy store that storable element in the direction of a starting position acted upon by a force and wherein the displaceable element can be moved against the force of the force accumulator by pressurizing the storage space.
  • the object of the invention is to further improve a hydraulic camshaft adjuster, which is designed as a "smart phaser" with a storage volume for the pressure medium, wherein the hydraulic camshaft adjuster is to be made even more energy-efficient and in particular to improve an adjustment against the drag torques of the camshaft.
  • a hydraulic camshaft adjuster for adjusting the timing of gas exchange valves of an internal combustion engine having a stator which is rotatable synchronously with a crankshaft of the internal combustion engine, and a rotatably arranged to the stator rotor, which is rotatable synchronously with a camshaft.
  • a plurality of webs are provided which divide an annular space between the stator and the rotor in a plurality of pressure chambers.
  • a rotor hub and a plurality of vanes extending radially outward from the rotor hub are formed on the rotor and subdivide the pressure chambers into two groups of working chambers with a different effective direction that can be acted upon by a pressure medium flowing or flowing in a pressure medium circuit.
  • the hydraulic camshaft adjuster further has a pressure medium reservoir for storing the hydraulic pressure medium. According to the invention, it is provided that the hydraulic camshaft adjuster has, at least in one effective direction, an additional, switchable pressure transmission with which the rotor can be rotated relative to the stator.
  • the pressure transmission is effected by the hydraulic connection of at least one additional working chamber.
  • a hydraulic pressure transmission can be realized in a particularly simple manner.
  • exactly one additional working chamber is subjected to pressure medium in order to bring about a larger adjusting moment on the rotor.
  • the adjusting torque can be doubled accordingly in this way.
  • the pressure medium pump may also have two outputs, wherein the first output of the pressure medium pump is connected to the working chamber for normal operation and the second output of the pressure medium pump to the working chamber for pressure transmission.
  • a corresponding control valve must be provided on the pressure medium pump or between the pressure medium pump and the working chamber for the pressure transmission, with which the pressure medium supply to the working chamber for pressure transmission can be switched on as needed.
  • the adjusting forces for adjusting the rotor can be increased as needed, so that neither the entire operation of the hydraulic camshaft adjuster the increased adjusting torque must be provided, nor the risk that an adjustment due to an unfavorable driving position is not possible.
  • the oil flow through the hydraulic camshaft adjuster can be reduced, whereby the energy requirement decreases. In this way, the mechanical efficiency of the internal combustion engine associated with the camshaft adjuster can be increased
  • the hydraulic camshaft adjuster comprises a control valve for the common control of the working chambers and the switchable pressure ratio.
  • a control valve By a control valve, a connection of the pressure intensification is possible in a simple manner to still ensure an adjustment of the rotor in the appropriate direction at possibly too large friction moments.
  • control valve is a central valve, which is arranged in a central opening of the rotor.
  • the control valve is a central valve, which is arranged in a central opening of the rotor.
  • an existing control valve in particular the central valve of the hydraulic camshaft adjuster can be used to control the pressure ratio.
  • the oil supply of the pressure ratio can be made possible by an additional switching position on the central valve.
  • This can be realized in particular with a hydraulic camshaft adjuster with a pressure medium accumulator, since such hydraulic camshaft adjusters are in principle supplied with less pressure medium from the pressure medium pump than conventional hydraulic phaser.
  • the pressure transmission causes an adjusting force in exactly one effective direction, wherein the exactly one direction of action of the pressure intensifier counter to the effective direction of
  • Towing moments of the camshaft is oriented.
  • By acting on the rotor drag torques of the camshaft requires an adjustment of the rotor in the direction of "early” a significantly higher adjustment torque as an adjustment of the rotor in the "late” direction, in which the rotation is supported by the drag torque. Therefore, it is advantageous to provide a pressure boost only in the adjustment direction "early”. see, whereby the design complexity of the control valve and the oil passages can be reduced to the distribution of pressure medium.
  • a pressure medium supply of a first group of working chambers takes place and in a second, different from the first operating condition operating a pressure medium supply of the first group of working chambers and in addition a pressure medium supply of the switchable pressure ratio he follows.
  • a chamber counteracting the pressure transmission is connected directly to a reservoir for the pressure medium.
  • the additional chamber of the pressure boost associated counter chamber is in principle depressurized and connected to the reservoir for the pressure medium.
  • the pressure medium can flow without pressurization of the counter chamber in the opposite chamber or be displaced from it.
  • An additional pressure boost in the direction of "late” is usually not necessary, since here the friction moments and drag torques of the camshaft support an adjustment in this adjustment.
  • a volume flow of pressure medium provided by a pump for pressure medium supply is divided by the control valve into a first partial flow and a second partial flow, wherein the first partial flow of the pressure medium of the first group of working chambers and the second partial flow of the switchable pressure intensifier is supplied.
  • a method for controlling a hydraulic camshaft adjuster according to the invention in which an additional adjusting force is applied by connecting an additional pressure booster, when the rotor is adjusted counter to the drag torques of the camshaft.
  • the operating pressure of the hydraulic camshaft adjuster can be lowered in many operating points, resulting in a lower power loss of the pressure medium pump and consequent results in a higher efficiency of the internal combustion engine.
  • an unproblematic adjustment is also achieved against the friction torques and drag torques when the pressure transmission is switched on, so that with the same functionality less pressure medium must be provided or a higher adjustment speed can be achieved.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention in a sectional illustration
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a hydraulic camshaft adjuster for representing the pressure medium supply of the working chambers
  • FIG 4 shows the hydraulic camshaft adjuster according to the invention with a rotation of the rotor in the direction "early" without pressure booster.
  • Fig. 5 shows the hydraulic camshaft adjuster according to the invention in a rotation of the rotor in the direction "early" with the connection of the
  • FIG. 1 an embodiment of a hydraulic camshaft adjuster 1 according to the invention for adjusting the valve timing of an internal combustion engine is shown.
  • the hydraulic camshaft adjuster 1 shown schematically in FIG. 1 is designed as a vane-cell adjuster in a known manner and comprises a stator 2 which can be driven by a crankshaft, not shown, of an internal combustion engine and a rotor 3 which can be connected non-rotatably to a camshaft, likewise not shown.
  • the rotor 3 has a Rotor hub 4, from which a plurality of wings 5, 6, 7 extend in the radial direction.
  • the stator 2 has a plurality of webs 8, 9, 10, which divide an annular space 1 1 between the stator 2 and the rotor 3 into a plurality of pressure chambers 12, 13, 14.
  • the pressure chambers 12, 13, 14 are divided by the wings 5, 6, 7 of the rotor 3 in working chambers 15, 16, 17, 18, 19, 20.
  • working chambers 15, 16, 17, 18, 19, 20 are between the rotor 3 and the stator, a working chamber 34 for the pressure booster 23 and a further working chamber 34 counteracting chamber 32 formed.
  • the rotor 3 has a pressure medium reservoir 21 for a pressure means 22 for actuating the hydraulic camshaft adjuster 1, which is formed essentially in the rotor hub 4.
  • the rotor 3 has a central opening 31 into which a central valve 24 for controlling the pressure medium supply of the working chambers 15, 16, 17, 18, 19, 20, 34 can be inserted.
  • the accumulator 21 is hydraulically connected to the working chamber 15, 16, 17, 18, 19, 20.
  • check valves 33, 35, 36 arranged to at a negative pressure in one of the working chamber 15, 16, 17, 18, 19, 20, a subsequent flow of the pressure medium 22 from the accumulator 21 to enable.
  • a hydraulic phaser 1 is shown with a stator 2 and a rotor 3, which is switchable via an actuator 29.
  • the rotor 3 is rotatably connected to a camshaft 30 and rotatable relative to the stator 2.
  • the central valve 24 is moved as a control valve 27 in the central opening 31 of the rotor 3, in order thus to control the pressure medium supply of the working chambers 15, 16, 17, 18, 19, 20.
  • the pressure medium supply takes place via a pressure medium pump P, not shown, from a reservoir T.
  • the pressure medium 22, in particular an oil pumped through an inlet bore 39 in the camshaft 30 and fed via a further inlet bore 40 to the central valve 24.
  • the oil supply channels in the rotor 3 can then be supplied with pressure medium 22.
  • both the accumulator 21 and the working chambers 15, 16, 17, 18, 19, 20 are filled.
  • the central valve 24 can be moved along a central axis 43 and thus open or close the oil supply channels.
  • a hydraulic phaser 1 is shown in a settlement.
  • the hydraulic camshaft adjuster 1 has a stator 2 and a rotor 3. Between the stator 2 and the rotor working chambers 15, 18 are formed. 3 shows an adjustment of a hydraulic camshaft adjuster 1 according to the invention in the direction "late.”
  • the rotational angle of the camshaft 30 to the crankshaft is adjusted in normal operation of the hydraulic camshaft adjuster 1 by a first group of working chambers 15, 16 , 17 are acted upon with pressure medium and thereby increase their volume, while at the same time the pressure medium from a second group of working chambers 18, 19, 20 displaced and their volume is reduced.
  • the working chambers 15, 16, 17, 18, 19, 20, the volume of which is increased in groups in this adjustment, are referred to in the context of the invention as working chambers 15, 16, 17, 18, 19, 20 a direction of action, while the working chambers 15th , 16, 17, 18, 19, 20, whose volume is simultaneously reduced, are referred to as working chambers of the opposite direction of action.
  • the increase in volume of the working chambers 15, 16, 17 causes the rotor 3 to be rotated in the "early" direction relative to the stator 2.
  • Increasing the volume of the working chambers 18, 19, 20 causes the rotor 3 to be adjusted in the "late" direction.
  • the hydraulic camshaft adjuster 1 additionally has a pressure transmission 23, which comprises an additional working chamber 34 and a chamber 32 counteracting the additional working chamber 34, which are likewise separated by a vane 6 of the camshaft adjuster 1.
  • this pressure transmission 23 is not actuated, so that the additional working chamber 34 and the oppositely acting chamber 32 are connected via oil supply lines 44, 45 to the reservoir 26.
  • the central valve 24 is switched so that the pressure medium 22 is conveyed by the pressure medium pump 25 exclusively into the second group B of working chambers 18, 19, 20.
  • a check valve 46 is provided to prevent backflow of pressure medium 22 into the reservoir 26.
  • FIG. 4 shows an adjustment of a hydraulic camshaft adjuster according to the invention in the "early” direction without the use of the pressure booster 23.
  • the pressure medium pump 25 is connected via the central valve 24 to the first group A of working chambers 15, 16, 17 and conveys this Pressure medium 22 in this first group A of working chambers 15, 16, 17.
  • the volume of the first group A of working chambers 15, 16, 17 is increased and parallel reduced the volume of the second group B of working chambers, whereby the rotor in the direction "early "is adjusted.
  • the additional working chamber 34 of the pressure booster 23 and the chamber 32 is depressurized as in an adjustment in the "late” direction and connected via the oil supply lines 44, 45 to the reservoir 26.
  • the pressure transmission 23 is designed so that the maximum expected friction torque can be overcome at minimum pump pressure of the pressure medium pump 25 in order to ensure an adjustment in the direction of "early.”
  • the adjustment in the "late” direction is as described for FIG Generally uncritical, as it supports the friction moments during adjustment.
  • an adjustment in the direction of "early” requires a larger adjusting torque, because in this case the frictional torque must also be overcome, which is the case in particular when the internal combustion engine is operated with a reduced valve lift.
  • the first Partial flow is supplied via the oil supply passage 47 of the first group A of working chambers 15, 16, 17 and the second partial flow via the oil supply passage 44 of the additional working chamber 34 of the pressure booster 23.
  • an additional wing 6 of the rotor 3 is pressurized, whereby the adjusting moment in direction "fr üh "enlarged.
  • several additional working chambers 34 can be controlled by the second partial flow, whereby a corresponding adjustment of the transmission ratio of the pressure transmission 23 is possible.
  • the connection of the additional working chamber 34, which supports an adjustment in the "early” direction, is made possible by an additional switching position on the central valve 24.
  • one or more additional openings in the central valve are necessary It is depressurized and connected to the reservoir 26. It represents a compensating volume and exerts no force on the rotor 3 in normal operation
  • the hydraulic camshaft adjuster 1 is designed so that an additional pressure boost in the direction of "late” not is necessary and this is done solely by pressurization of the second group B of working chambers 18, 19, 20.
  • a hydraulic camshaft adjuster 1 it is thus possible to adjust the rotor 3 against the friction and drag moments and using the switchable pressure booster 23 in the direction "early", wherein the pressure medium throughput and the associated power loss compared to those of the prior art This reduces the efficiency of the internal combustion engine and reduces fuel consumption.
  • Oil supply channel Oil supply channel

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller (1) zur Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors, mit einem Stator (2), welcher synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist, und einem verdrehbar zum Stator (2) angeordneten Rotor (3), welcher synchron mit einer Nockenwelle (30) drehbar ist. An dem Stator (2) sind mehrere Stege (8, 9, 10) vorgesehen, welche einen Ringraum (11) zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) in eine Mehrzahl von Druckräumen (12, 13, 14) unterteilen. An dem Rotor (3) sind eine Rotornabe (4) und eine Mehrzahl von sich aus der Rotornabe (3) radial nach außen erstreckender Flügel (5, 6, 7) ausgebildet, welche die Druckräume (12, 13, 14) in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckmittelkreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel (22) beaufschlagbaren Arbeitskammern (15, 16, 17, 18, 19, 20) mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen. Der hydraulische Nockenwellenversteller (1) weist ferner einen Druckmittelspeicher (21) zur Bevorratung des hydraulischen Druckmittels (22) auf. Es ist vorgesehen, dass der hydraulische Nockenwellenversteller (1) zumindest in einer Wirkrichtung des hydraulischen Nockenwellenverstellers (1) eine zusätzliche, zuschaltbare Druckübersetzung (23) aufweist, mit welcher der Rotor (3) gegenüber dem Stator (2) verbrehbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines solchen hydraulischen Nockenwellenverstellers (1), wobei bei einer Verstellung des Rotors (3) entgegen der Schleppmomente der Nockenwelle (30) eine zusätzliche Verstellkraft durch das Zuschalten eines zusätzlichen Druckübersetzers (23) aufgebracht wird.

Description

Hydraulischer Nockenwellenversteller
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller sowie ein Verfahren zur Ansteuerung eines hydraulischen Nockenwellenverstellers gemäß dem Oberbe- griff der unabhängigen Ansprüche.
Hydraulische Nockenwellenversteller werden bei Verbrennungsmotoren eingesetzt, um einen Lastzustand des Verbrennungsmotors anzupassen und somit die Effizienz des Verbrennungsmotors zu steigern. Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Nockenwellenversteller bekannt, welche nach dem Flügelzellenprinzip arbeiten. Diese Nockenwellenversteller weisen im Allgemeinen in ihrem Grundaufbau einen von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine antreibbaren Stator und einen drehfest mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Rotor auf. Zwischen dem Stator und dem Rotor ist ein Ringraum vorgesehen, welcher durch drehfest mit dem Stator verbundene, radial nach innen ragende Vorsprünge in eine Mehrzahl von Arbeitskammern unterteilt ist, die jeweils durch einen radial von dem Rotor nach außen abragenden Flügel in zwei Druckkammern unterteilt sind. Je nach Beaufschlagung der Druckkammern mit einem hydraulischen Druckmittel kann die Lage des Rotors gegenüber dem Stator und damit auch die Lage der Nockenwelle gegenüber der Kur- beiwelle in Richtung„früh" oder„spät" verstellt werden. Es sind hydraulische Nockenwellenversteller mit einer Mittenverriegelung bekannt, bei denen der Rotor neben den jeweiligen Endpositionen auch in einer mittleren Position verriegelt werden kann, um insbesondere einen Motorstart zu erleichtern. Darüber hinaus sind hydraulische Nockenwellenversteller bekannt, welche als sogenannte„Smart Phaser" einen Speicher für das Hydrauliköl aufweisen.
Aus der DE 10 2012 201 558 A1 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller mit mehreren Volumenspeichern bekannt, wobei die Volumenspeicher in Hohlräumen des Rotors ausgebildet sind. Aus der DE 10 2012 201 566 A1 ist ein hydraulischer Nocken- wellenversteller mit mehreren Volumenspeichern zur Nachführung von Hydrauliköl in die Arbeitskammern des Nockenwellenverstellers bekannt, wobei die Volumenspeicher in den Stegen des Stators ausgebildet sind, welche die Arbeitskammern des No- ckenwellenverstellers voneinander trennen. Dabei sind an den Volumenspeichern Rückschlagventile vorgesehen, um ein unkontrolliertes Ausströmen des Hydrauliköls in die Arbeitskammern des Nockenwellenverstellers zu unterbinden.
Hydraulische Nockenwellenversteller mit einem Volumenspeicher für das Druckmittel weisen gegenüber konventionellen hydraulischen Nockenwellenverstellern einen deutlich geringeren Druckmitteldurchsatz und höhere Verstellgeschwindigkeiten auf. Eine weitere Verbesserung der Effizienz wäre durch eine Reduzierung der Druckübersetzung möglich. Jedoch hat eine deutliche Reduzierung der Druckübersetzung funktio- nale Nachteile, insbesondere bei vollvariablen Ventiltrieben. Zudem ist auch bei einem minimalen Ventilhub eine funktionssichere Verstellung des hydraulischen Nockenwellenverstellers sicherzustellen. Da aber gerade in einem solchen Betriebszustand das Schleppmoment der Nockenwelle relativ zu den Wechselmomenten sehr hoch ist, wird eine hohe Druckübersetzung gebraucht, um mithilfe des Pumpendrucks den Ro- tor gegen die Reib- und Schleppmomente verstellen zu können. Dabei erfolgt die Auslegung des hydraulischen Nockenwellenverstellers so, dass bei minimalem Pumpendruck das maximal zu erwartende Reibmoment überwunden werden kann, um so noch eine Verstellung entgegen der Schlepp- und Reibmomente sicherstellen zu können. Dies führt zu einem vergleichsweise hohen Ölverbrauch und schmälert die Effizi- enz des hydraulischen Nockenwellenverstellers.
Die DE 10 2007 056 685 A1 zeigt eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem Antriebselement, einem Abtriebselement, zumindest einer Druckkammer, einer Druckmittelver- sorgungseinrichtung und zumindest einem Druckspeicher, wobei mittels der Druckmittelversorgungseinrichtung der mindestens einen Druckkammer Druckmittel zugeführt oder von dieser abgeführt werden kann, wobei durch Druckmittelzufuhr zu bzw.
Druckmittelabfluss von der Druckkammer eine Phasenlage des Abtriebselements relativ zum Antriebselement veränderbar ist, wobei der Druckspeicher ein verlagerbares Element aufweist, das mit einer ersten Druckfläche versehen ist, die einen Vorratsraum teilweise begrenzt, wobei der Vorratsraum mit der Druckmittelversorgungseinrichtung verbunden ist oder verbunden werden kann, wobei ein Kraftspeicher das ver- lagerbare Element in Richtung einer Ausgangsstellung mit einer Kraft beaufschlagt und wobei durch Druckbeaufschlagung des Vorratsraums das verlagerbare Element gegen die Kraft des Kraftspeichers verschoben werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Nockenwellenversteller, welcher als „Smart Phaser" mit einem Speichervolumen für das Druckmittel ausgeführt ist, weiter zu verbessern. Dabei soll der hydraulische Nockenwellenversteller energetisch nochmals günstiger gestaltet werden und insbesondere eine Verstellung entgegen der Schleppmomente der Nockenwelle verbessern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen hydraulischen Nockenwellenversteller zur Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors mit einem Stator, welcher synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist, und einem verdrehbar zum Stator angeordneten Rotor, welcher synchron mit einer Nockenwelle drehbar ist, gelöst. An dem Stator sind mehrere Stege vorgesehen, welche einen Ringraum zwischen dem Stator und dem Rotor in eine Mehrzahl von Druckräumen unterteilen. An dem Rotor sind eine Rotornabe und eine Mehrzahl von sich aus der Rotornabe radial nach außen erstreckender Flügel ausgebildet, welche die Druckräume in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckm ittelkreis- lauf zu- oder abströmenden Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitskammern mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen. Der hydraulische Nockenwellenversteller weist ferner einen Druckmittelspeicher zur Bevorratung des hydraulischen Druckmittels auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der hydraulische Nockenwellenversteller zumindest in einer Wirkrichtung eine zusätzliche, zuschaltbare Drucküberset- zung aufweist, mit welcher der Rotor gegenüber dem Stator verbrehbar ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Druckübersetzung durch das hydraulische Zuschalten zumindest einer zusätzlichen Arbeitskammer erfolgt. Durch ein hydraulisches Zuschalten einer Arbeitskammer kann auf besonders einfache Art und Weise eine hydraulische Druckübersetzung realisiert werden. ln der einfachsten Ausführungsform wird genau eine zusätzliche Arbeitskammer mit Druckmittel beaufschlagt, um ein größeres Verstellmoment auf den Rotor zu bewirken. Unter der Annahme, dass ohne die Druckübersetzung bereits genau eine Arbeitskammer zur Verstellung mit Druckmittel beaufschlagt werden konnte, kann auf diese Art und Weise das Verstellmoment entsprechend verdoppelt werden. Zudem kann durch die Ausgestaltung der hydraulischen Verbindung zwischen der Druckmittelpumpe und der Arbeitskammer ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis eingestellt werden.
Alternativ kann die Druckmittelpumpe auch zwei Ausgänge aufweisen, wobei der erste Ausgang der Druckmittelpumpe mit der Arbeitskammer für den Normalbetrieb und der zweite Ausgang der Druckmittelpumpe mit der Arbeitskammer für die Druckübersetzung verbunden ist. Dabei ist an der Druckmittelpumpe oder zwischen der Druckmittelpumpe und der Arbeitskammer für die Druckübersetzung ein entsprechendes Steu- erventil vorzusehen, mit welchem die Druckmittelversorgung der Arbeitskammer für die Druckübersetzung bedarfsgerecht zugeschaltet werden kann.
Durch das Zuschalten einer Druckübersetzung können die Verstellkräfte zur Verstellung des Rotors bedarfsgerecht erhöht werden, sodass weder in dem gesamten Be- trieb des hydraulischen Nockenwellenverstellers das erhöhte Verstellmoment bereitgestellt werden muss, noch die Gefahr besteht, dass eine Verstellung aufgrund einer ungünstigen Ansteuerlage nicht möglich ist. Dadurch kann der Öldurchsatz durch den hydraulischen Nockenwellenversteller reduziert werden, wodurch der Energiebedarf sinkt. Auf diese Weise kann der mechanische Wirkungsgrad des dem Nockenwellen- versteller zugeordneten Verbrennungsmotors erhöht werden
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen hydraulischen Nockenwellenverstellers möglich. ln einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der hydraulische Nockenwellenversteller ein Steuerventil zur gemeinsamen Ansteuerung der Arbeitskammern und der schaltbaren Druckübersetzung aufweist. Durch ein Steuerventil ist auf einfache Art und Weise eine Zuschaltung der Druckübersetzung möglich, um bei eventuell zu großen Reibmomenten dennoch eine Verstellung des Rotors in die entsprechende Richtung sicherzustellen.
In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steuerventil ein Zentralventil ist, welches in einer zentrischen Öffnung des Rotors angeordnet ist. Besonders kostengünstig ist dabei, wenn ein bereits vorhandenes Steuerventil, insbe- sondere das Zentralventil des hydraulischen Nockenwellenverstellers zur Ansteuerung der Druckübersetzung genutzt werden kann. Somit kann auf ein zusätzliches Ventil verzichtet werden, wodurch sich die Mehrkosten gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen gering halten lassen. Dabei kann die Ölversorgung der Druckübersetzung durch eine zusätzliche Schaltposition an dem Zentralventil ermög- licht werden. Dies lässt sich insbesondere bei einem hydraulischen Nockenwellenversteller mit einem Druckmittelspeicher realisieren, da solche hydraulischen Nockenwellenversteller vom Prinzip her weniger Druckmittel von der Druckmittelpumpe zugeführt bekommen als konventionelle hydraulischen Nockenwellenversteller. Zusätzlich kommt begünstigend hinzu, dass bei Reduzierung der Druckübersetzung bei gleicher Verstellgeschwindigkeit ohnehin weniger Volumenstrom an Druckmittel benötigt wird. Daher können die Öffnungen im Zentralventil hinsichtlich ihres maximalen Öffnungsquerschnitts reduziert werden, wodurch Platz für weitere Schaltfunktionen geschaffen wird.
In einer weiteren, vorteilhaften Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Druckübersetzung eine Verstellkraft in genau einer Wirkrichtung bewirkt, wobei die genau eine Wirkrichtung der Druckübersetzung entgegen der Wirkrichtung der
Schleppmomente der Nockenwelle orientiert ist. Durch die auf den Rotor wirkenden Schleppmomente der Nockenwelle benötigt eine Verstellung des Rotors in Richtung „früh" ein deutlich höheres Verstellmoment als eine Verstellung des Rotors in Richtung „spät", bei dem die Verdrehung durch die Schleppmomente unterstützt wird. Daher ist es vorteilhaft, ausschließlich in Verstellrichtung„früh" eine Druckübersetzung vorzu- sehen, wodurch der konstruktive Aufwand am Steuerventil und den Ölkanälen zur Druckmittelverteilung reduziert werden kann.
Gemäß einer weiteren Verbesserung ist vorgesehen, dass in einem ersten Betriebs- zustand des hydraulischen Nockenwellenverstellers eine Druckmittelversorgung einer ersten Gruppe von Arbeitskammern erfolgt und in einem zweiten, von dem ersten Betriebszustand verschiedenen Betriebszustand eine Druckmittelversorgung der ersten Gruppe von Arbeitskammern und zusätzlich eine Druckmittelversorgung der zuschaltbaren Druckübersetzung erfolgt. Dadurch wir im Normalbetrieb nur eine oder eine Teilmenge der Arbeitskammern mit Druckmittel beaufschlagt, wodurch die benötigte Pumpenleistung und der Druckmitteldurchsatz reduziert werden können. In dem druckübersetzten Betrieb wird mindestens eine zusätzliche Arbeitskammer zugeschaltet, wodurch auf einfache Art und Weise eine das Verstellmoment bedarfsgerecht erhöht werden kann. Dadurch kann der Druckmitteleinsatz insgesamt reduziert und die Verlustleistung begrenzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine der Druckübersetzung entgegenwirkende Kammer unmittelbar mit einem Vorratsbehälter für das Druckmittel verbunden ist. Die der zusätzlichen Druckkammer der Druckübersetzung zugeordneten Gegenkammer ist prinzipiell drucklos geschaltet und mit dem Vorratsbehälter für das Druckmittel verbunden. Dadurch kann das Druckmittel ohne Druckbeaufschlagung der Gegenkammer in die Gegenkammer einströmen oder aus dieser verdrängt werden. Durch eine unmittelbare, insbesondere eine ventilfreie, Verbindung zwischen der Gegenkammer und dem Vorratsbehälter wird ein besonders einfaches Einströmen und Ausströmen ermöglicht. Eine zusätzliche Druckübersetzung in Richtung„spät" ist in der Regel nicht notwendig, da hier die Reibmomente und Schleppmomente der Nockenwelle eine Verstellung in diese Verstellrichtung unterstützen.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein durch eine Pumpe zur Druckmittelversorgung bereitgestellter Volumenstrom von Druckmittel durch das Steuerventil in einen ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt wird, wobei der erste Teilstrom des Druckmittels der ersten Gruppe von Arbeitskammern und der zweite Teilstrom der zuschaltbaren Druckübersetzung zugeführt wird. Durch eine entsprechende Aufteilung des Volumenstroms durch das Steuerventil kann die Bereitstellung des Druckmittels durch eine gemeinsame Druckmittelpumpe erfolgen. Dabei kann die Aufteilung des Volumenstroms durch eine Zu- satzfunktion des Steuerventils realisiert werden, wodurch die Druckübersetzung mit relativ geringen konstruktiven Änderungen an dem hydraulischen Nockenwellenver- steller realisiert werden kann
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Steuerung eines erfindungsgemäßen hyd- raulischen Nockenwellenverstellers vorgeschlagen, bei dem eine zusätzliche Verstellkraft durch das Zuschalten eines zusätzlichen Druckübersetzers aufgebracht wird, wenn der Rotor entgegen der Schleppmomente der Nockenwelle verstellt wird. Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren kann der Betriebsdruck des hydraulischen Nockenwellenverstellers in vielen Betriebspunkten abgesenkt werden, wodurch sich eine geringere Verlustleistung der Druckmittelpumpe und daraus folgend ein höherer Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors ergibt. Trotzdem wird eine unproblematische Verstellung auch gegen die Reibmomente und Schleppmomente erreicht, wenn die Druckübersetzung zugeschaltet wird, so dass bei gleicher Funktionalität weniger Druckmittel bereitgestellt werden muss oder eine höhere Verstellgeschwindigkeit er- reicht werden kann.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend an von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel und den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers in einer Schnittdarstellung; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Nockenwellenverstellers zur Darstellung der Druckmittelversorgung der Arbeitskammern;
Fig. 3 den erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller bei einer Verdrehung des Rotors in Richtung„spät";
Fig. 4 den erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller bei einer Verdrehung des Rotors in Richtung„früh" ohne Druckübersetzer;
Fig. 5 den erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller bei einer Verdrehung des Rotors in Richtung„früh" unter Zuschaltung des
Druckübersetzers.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 zum Verstellen der Ventilsteuerzeiten eines Verbrennungsmotors dargestellt. Der in Fig. 1 schematisch dargestellte hydraulische Nockenwellenversteller 1 ist in bekannter weise als Flügelzellenversteller ausgebildet und umfasst ei- nen von einer nicht dargestellten Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors antreibbaren Stator 2 und eine drehfest mit einer ebenfalls nicht dargestellten Nockenwelle verbindbaren Rotor 3. Der Rotor 3 weist eine Rotornabe 4 auf, aus der sich in radialer Richtung mehrere Flügel 5, 6, 7 erstrecken. Der Stator 2 weist eine Mehrzahl von Stegen 8, 9, 10 auf, welche einen Ringraum 1 1 zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 in mehrere Druckräume 12, 13, 14 unterteilen. Die Druckräume 12, 13, 14 werden durch die Flügel 5, 6, 7 des Rotors 3 in Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20 unterteilt. Zusätzlich zu den im Normalbetrieb des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 bekannten Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20 sind zwischen dem Rotor 3 und dem Stator eine Arbeitskammer 34 für die Druckübersetzung 23 und eine dieser wei- teren Arbeitskammer 34 entgegenwirkende Kammer 32 ausgebildet. Der Rotor 3 weist einen Druckmittelspeicher 21 für ein Druckmittel 22 zur Betätigung des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 auf, welcher im Wesentlichen in der Rotornabe 4 ausgebildet ist. Der Rotor 3 weist eine zentrische Öffnung 31 auf, in welche ein Zentralventil 24 zur Ansteuerung der Druckmittelversorgung der Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20, 34 eingeschoben werden kann. Der Druckmittelspeicher 21 ist hydraulisch mit den Arbeitskammer 15, 16, 17, 18, 19, 20 verbunden. Dabei sind in den Flügeln 5, 6, 7 des Rotors 3 Rückschlagventile 33, 35, 36 angeordnet, um bei einem Unterdruck in einer der Arbeitskammer 15, 16, 17, 18, 19, 20 ein Nachströmen des Druckmittels 22 aus dem Druckmittelspeicher 21 zu ermöglichen.
In Fig. 2 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller 1 mit einem Stator 2 und einem Rotor 3 dargestellt, welcher über einen Aktuator 29 schaltbar ist. Der Rotor 3 ist dabei mit einer Nockenwelle 30 drehfest verbunden und gegenüber dem Stator 2 verdrehbar. Dabei wird das Zentralventil 24 als Steuerventil 27 in der zentrischen Öffnung 31 des Rotors 3 verschoben, um somit die Druckmittelversorgung der Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20 anzusteuern. Die Druckmittelversorgung erfolgt dabei über eine nicht dargestellte Druckmittelpumpe P aus einem Vorratsbehälter T. Dabei wird das Druckmittel 22, insbesondere ein Öl, durch eine Zulaufbohrung 39 in der Nockenwelle 30 gepumpt und über eine weitere Zulaufbohrung 40 dem Zentralventil 24 zugeführt. Über die entsprechenden Öffnungen 41 , 42 im Zentralventil 41 , 42 können dann die Ölzufuhrkanäle im Rotor 3 mit Druckmittel 22 versorgt werden. Dabei können sowohl der Druckmittelspeicher 21 als auch die Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20 befüllt werden. Durch eine Betätigung des Aktuators 29 kann das Zentralventil 24 entlang einer Mittelachse 43 verschoben werden und somit die Ölzufuhrkanäle öffnen oder verschließen.
In Fig. 3 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller 1 in einer Abwicklung dargestellt. Der hydraulische Nockenwellenversteller 1 weist einen Stator 2 und einen Rotor 3 auf. Zwischen dem Stator 2 und dem Rotor sind Arbeitskammern 15, 18 ausgebildet. In Fig. 3 ist eine Verstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenver- stellers 1 in Richtung„spät" dargestellt. Grundsätzlich wird der Drehwinkel der Nockenwelle 30 zur Kurbelwelle im Normalbetrieb des hydraulischen Nockenwellenver- stellers 1 dadurch verstellt, dass eine erste Gruppe von Arbeitskammern 15, 16, 17 mit Druckmittel beaufschlagt werden und dadurch ihr Volumen vergrößern, während gleichzeitig das Druckmittel aus einer zweite Gruppe von Arbeitskammern 18, 19, 20 verdrängt und deren Volumen verringert wird. Die Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20, deren Volumen bei dieser Verstellbewegung jeweils gruppenweise vergrößert wird, werden im Sinne der Erfindung als Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20 einer Wirkrichtung bezeichnet, während die Arbeitskammern 15, 16, 17, 18, 19, 20, deren Volumen gleichzeitig verkleinert wird, als Arbeitskammern der entgegengesetzten Wirkrichtung bezeichnet werden. Die Volumenvergrößerung der Arbeitskammern 15, 16, 17 führt dazu, dass der Rotor 3 gegenüber dem Stator 2 in Richtung„früh" verdreht wird. Eine Volumenvergrößerung der Arbeitskammern 18, 19, 20 bewirkt eine Verstellung des Rotors 3 in Richtung„spät". Der erfindungsgemäße hydraulische No- ckenwellenversteller 1 weist zusätzlich eine Druckübersetzung 23 auf, welche eine zusätzliche Arbeitskammer 34 und eine der zusätzlichen Arbeitskammer 34 entgegenwirkende Kammer 32 umfasst, welche ebenfalls durch einen Flügel 6 des No- ckenwellenverstellers 1 getrennt werden. Bei einer Verstellung in Richtung„spät" wird diese Druckübersetzung 23 nicht angesteuert, sodass die zusätzliche Arbeitskammer 34 und die entgegengesetzt wirkende Kammer 32 über Ölversorgungsleitungen 44, 45 mit dem Vorratsbehälter 26 verbunden sind. Dabei ist das Zentralventil 24 so geschaltet, dass das Druckmittel 22 von der Druckmittelpumpe 25 ausschließlich in die zweite Gruppe B von Arbeitskammern 18, 19, 20 gefördert wird. Zwischen der Druckmittelpumpe 25 und dem Zentralventil 24 ist ein Rückschlagventil 46 vorgesehen, um ein Rückströmen von Druckmittel 22 in den Vorratsbehälter 26 zu vermeiden.
In Fig. 4 ist eine Verstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellen- verstellers in Richtung„früh" ohne Einsatz des Druckübersetzers 23 dargestellt. Dabei ist die Druckmittelpumpe 25 über das Zentralventil 24 mit der ersten Gruppe A von Arbeitskammern 15, 16, 17 verbunden und fördert das Druckmittel 22 in diese erste Gruppe A von Arbeitskammern 15, 16, 17. Dabei wird das Volumen der ersten Gruppe A von Arbeitskammern 15, 16, 17 vergrößert und parallel das Volumen der zweiten Gruppe B von Arbeitskammern verkleinert, wodurch der Rotor in Richtung„früh" verstellt wird. Dabei ist die zusätzliche Arbeitskammer 34 der Druckübersetzung 23 sowie die Kammer 32 wie bei einer Verstellung in Richtung„spät" drucklos geschaltet und über die Ölversorgungsleitungen 44, 45 mit dem Vorratsbehälter 26 verbunden. In Fig. 5 ist eine Verstellung des Rotors 3 entgegen der Reibungs- und Schleppmomente der Nockenwelle 30 dargestellt. Die Druckübersetzung 23 ist dabei so ausgelegt, dass bei minimalem Pumpendruck der Druckmittelpumpe 25 das maximal zu erwartende Reibmoment überwunden werden kann, um eine Verstellung in Richtung „früh" sicherzustellen. Die Verstellung in Richtung„spät" ist wie zu Fig. 3 beschrieben in der Regel unkritisch, da hier die Reibmomente bei der Verstellung unterstützen. Eine Verstellung in Richtung„früh" benötigt jedoch ein größeres Verstellmoment, da hier zusätzlich das Reibmoment überwunden werden muss. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn der Verbrennungsmotor mit reduziertem Ventilhub betrieben wird. Dazu wird über das Zentralventil 24 eine Druckübersetzung 23 realisiert, indem eine zusätzliche Arbeitskammer 34 mit Druck beaufschlagt wird und somit die hydraulisch wirksame Fläche an den Flügeln 5, 6 des Rotors vergrößert wird. Dabei wird der Volumenstrom des Druckmittels 22 durch das Zentralventil 24 in einen ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt, wobei der erste Teilstrom über den Ölversor- gungskanal 47 der ersten Gruppe A von Arbeitskammern 15, 16, 17 und der zweite Teilstrom über den Ölversorgungskanal 44 der zusätzlichen Arbeitskammer 34 der Druckübersetzung 23 zugeführt wird. Dadurch wird ein zusätzlicher Flügel 6 des Rotors 3 mit Druck beaufschlagt, wodurch sich das Verstellmoment in Richtung„früh" vergrößert. Alternativ können auch mehrere zusätzliche Arbeitskammern 34 durch den zweiten Teilstrom angesteuert werden, wodurch eine entsprechende Anpassung des Übersetzungsverhältnisses der Druckübersetzung 23 möglich ist.
Die Zuschaltung der zusätzlichen Arbeitskammer 34, welche eine Verstellung in Richtung„früh" unterstützt, wird über eine zusätzliche Schaltposition an dem Zentralventil 24 ermöglicht. Dazu sind eine oder mehrere zusätzliche Öffnungen in dem Zentralventil notwendig. Die der zusätzlichen Arbeitskammer 34 zugeordnete Gegenkammer 32 wird prinzipiell drucklos geschaltet und mit dem Vorratsbehälter 26 verbunden. Sie stellt ein Ausgleichsvolumen dar und übt im Normalbetrieb keine Kraft auf den Rotor 3 aus. Es wird davon ausgegangen, dass der hydraulische Nockenwellenversteller 1 so ausgelegt ist, dass eine zusätzliche Druckübersetzung in Richtung„spät" nicht notwendig ist und dies allein durch eine Druckbeaufschlagung der zweiten Gruppe B von Arbeitskammern 18, 19, 20 erfolgt. Bei einem erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 ist es also möglich, den Rotor 3 entgegen der Reibungs- und Schleppmomente sowie unter Einsatz der schaltbaren Druckübersetzung 23 in Richtung„früh" zu verstellen, wobei der Druckmitteldurchsatz und die damit verbundene Verlustleistung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten hydraulischen Nockenwellenverstellem 1 reduziert wird. Dadurch kann der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors gesteigert und der Verbrauch reduziert werden.
Bezuqszeichenliste hydraulischer Nockenwellenversteller
Stator
Rotor
Rotornabe
Flügel
Flügel
Flügel
Steg
Steg
Steg
Ringraum
Druckraum
Druckraum
Druckraum
Arbeitskammer
Arbeitskammer
Arbeitskammer
Arbeitskammer
Arbeitskammer
Arbeitskammer
Druckmittelspeicher
Druckmittel
Schaltbare Druckübersetzung
Zentralventil
Druckmittelpumpe
Vorratsbehälter
Steuerventil
Antriebsverzahnung
Aktuator
Nockenwelle
zentrische Öffnung Kammer
Rückschlagventil
Arbeitskammer
Rückschlagventil
Rückschlagventil
Ventilfeder
Ventilkugel
Zulaufbohrung
Zulaufbohrung
Öffnung (im Zentralventil) Öffnung (im Zentralventil) Mittelachse
Ölversorgungskanal Ölversorgungskanal Rückschlagventil
Ölversorgungskanal Ölversorgungskanal

Claims

Patentansprüche
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) zur Verstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen eines Verbrennungsmotors, mit
- einem Stator (2), welcher synchron mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehbar ist, und
- einem verdrehbar zum Stator (2) angeordneten Rotor (3), welcher synchron mit einer Nockenwelle (30) drehbar ist, wobei
- an dem Stator (2) mehrere Stege (8, 9, 10) vorgesehen sind, welche einen Ringraum (1 1 ) zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (3) in eine Mehrzahl von Druckräumen (12, 13, 14) unterteilen, wobei
- der Rotor (3) eine Rotornabe (4) und eine Mehrzahl von sich aus der Rotornabe (4) radial nach außen erstreckender Flügel (5, 6, 7) aufweist, welche die Druckräume (12, 13, 14) in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckmittelkreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel (22) beaufschlagbaren Arbeitskammern (15, 16, 17, 18, 19, 20) mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen, sowie mit einem Druckmittelspeicher (21 ) zur Bevorratung des hydraulischen Druckmittels (22), dadurch gekennzeichnet, dass
- der hydraulische Nockenwellenversteller (1 ) zumindest in einer Wirkrichtung eine zusätzliche, schaltbare Druckübersetzung (23) aufweist, mit welcher der Rotor (3) gegenüber dem Stator
(2) verdrehbar ist, wobei
- die schaltbare Druckübersetzung (23) durch das hydraulische Zuschalten zumindest einer weiteren Arbeitskammer (15, 16, 17, 18, 19, 20) erfolgt.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Nockenwellenversteller (1 ) ein Steuerventil (27) zur gemeinsamen Ansteuerung der Arbeitskammern (15, 16, 17, 18, 19, 20) und der schaltbaren Druckübersetzung (23) aufweist.
3. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (27) ein Zentralventil (24) ist, welches in einer zentrischen Öffnung (31 ) des Rotors (3) angeordnet ist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckübersetzung (23) eine Verstellkraft in genau einer Wirkrichtung bewirkt, wobei die genau eine Wirkrichtung der Druckübersetzung (23) entgegen der Wirkrichtung der Schleppmomente der Nockenwelle (30) orientiert ist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebszustand des hydraulischen Nockenwellenverstellers (1 ) eine Druckmittelversorgung einer ersten Gruppe von Arbeitskammern (15, 16, 17) erfolgt und in einem zweiten, von dem ersten Betriebszustand verschiedenen, Betriebszustand eine Druckmittelversorgung der ersten Gruppe von Arbeitskammern (15, 16, 17) und zusätzlich eine Druckmittelversorgung der zuschaltbaren Druckübersetzung (23) erfolgt.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der schaltbaren Druckübersetzung (23) entgegenwirkenden Kammer (32) unmittelbar mit einem Vorratsbehälter (26) für das Druckmittel verbunden ist.
Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch eine Druckmittelpumpe (25) zur Druckmittelversorgung bereitgestellter Volumenstrom von Druckmittel (22) durch das Steuerventil (27) in einen ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt wird, wobei der erste Teilstrom des Druckmittels (22) der ersten Gruppe von Arbeitskammern (15, 16, 17) und der zweite Teilstrom der zuschaltbaren Druckübersetzung (23) zugeführt wird.
8. Hydraulischer Nockenwellenversteller (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Nockenwellenversteller (1 ) mit einem vollvariablen Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors in Wirkverbindung steht.
9. Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Nockenwellenverstellers (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verstellung des Rotors (3) entgegen der Schleppmomente der Nockenwelle (30) eine zusätzliche Verstellkraft durch das Zuschalten eines zusätzlichen Druckübersetzers (23) aufgebracht wird.
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