WO2022122073A1 - Bypass-ölversorgung für ölvolumen-speicher eines hydraulischen nockenwellenverstellers - Google Patents

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    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34479Sealing of phaser devices

Definitions

  • Camshaft adjusters are used in internal combustion engines to vary the control times of the combustion chamber valves in order to be able to variably design the phase relationship between a crankshaft and a camshaft in a defined angular range between a maximum advanced and a maximum retarded position. Adapting the control times to the current load and engine speed reduces consumption and emissions.
  • camshaft adjusters are integrated into a drive train, via which a torque is transmitted from the crankshaft to the camshaft. This drive train can be designed, for example, as a belt, chain or gear drive.
  • the output element and the drive element form one or more pairs of pressure chambers which act in opposite directions and which can be acted upon by hydraulic medium.
  • the drive element and the driven element are arranged coaxially. A relative movement between the drive element and the driven element is generated by the filling and emptying of individual pressure chambers.
  • the spring acting in rotation between the drive element and the driven element urges the drive element in an advantageous direction relative to the driven element. This advantageous direction can run in the same direction or in the opposite direction to the twisting direction.
  • the vane cell adjuster has a stator, a rotor and a drive wheel with external teeth.
  • the rotor is usually designed such that it can be connected in a rotationally fixed manner to the camshaft.
  • the drive element includes the stator and the drive wheel.
  • the stator and the drive wheel are connected to one another in a rotationally fixed manner or, alternatively, are formed in one piece with one another.
  • the rotor is arranged coaxially with the stator and inside the stator.
  • the rotor and the stator, with their radially extending vanes form oppositely acting oil chambers, which can be acted upon by oil pressure and allow a relative rotation between the stator and the rotor.
  • the wings are either integral with the rotor or the stator or arranged as plugged vanes in grooves provided for this purpose in the rotor or the stator.
  • the vane cell adjusters have various sealing covers. The stator and the sealing covers are secured to one another by means of several screw connections.
  • a displacement element is axially displaced via oil pressure, which generates a relative rotation between a drive element and a driven element via helical gearing.
  • a further design of a camshaft adjuster is the electromechanical camshaft adjuster, which has a three-shaft gear (for example a planetary gear or a strain wave gear).
  • One of the shafts forms the drive element and a second shaft forms the driven element.
  • rotational energy can be supplied to the system by means of an actuating device, for example an electric motor or a brake, or removed from the system in order to initiate an adjustment.
  • a spring can also be arranged, which supports or returns the relative rotation between the drive element and the driven element.
  • DE 10 2009 042 202 A1 shows a device for variably adjusting the control times of gas exchange valves of an internal combustion engine with a hydraulic phase adjustment device and at least one volume accumulator, the phase adjustment device being able to be brought into drive connection with a crankshaft and a camshaft and at least one advance chamber and at least one retard chamber mer, to which pressure medium can be supplied or discharged via pressure medium lines, whereby a phase position of the camshaft relative to the crankshaft can be adjusted in the direction of early control times by supplying pressure medium to the advance chamber with simultaneous outflow of pressure medium from the retard chamber, with the supply of pressure medium to the retard chamber contributing simultaneous outflow of pressure medium from the advance chamber, a phase position of the camshaft relative to the crankshaft in the direction of later control times can be adjusted, with the one or more Volume storage during operation of the internal combustion engine pressure medium can be supplied.
  • DE 10 2010 019 530 A1 shows a camshaft adjuster in a vane cell design with a stator and a rotor that can be rotated relative to the stator and at least two pressure chambers formed between the stator and the rotor, which are separated from one another by a radially oriented vane of the rotor, with a pressure medium can be fed alternately to the pressure chambers, the wing having a radial surface and two side surfaces directed towards the pressure chambers and the radial surface being sealed by a U-shaped sealing element with a base leg and two side legs resting on the side faces.
  • Check valves are formed on the side legs and outlets for the pressure medium are formed on the side surfaces of the wing, with which the check valves are assigned.
  • a volume accumulator for the pressure medium is formed in particular in the rotor, so that this arrangement of the volume accumulator means that the pressure build-up is maintained when the camshaft adjuster is adjusted. From there, the oil is introduced into the interior of the wing via the pressure medium channels and then fed into one of the chambers via an outlet on the corresponding side surface of the wing if the chamber has a negative pressure in relation to the volume accumulator.
  • the object of the invention is to specify a hydraulic camshaft adjuster that has an improved oil supply.
  • each partial volume reservoir can be geometrically adapted to the corresponding type of filling.
  • the type of filling determines the shape of the inflow behavior of the hydraulic medium into the partial volume accumulator.
  • filling can take place that would otherwise only be linked to a single source with the associated associated advantages and disadvantages. It is now possible by means of the compromise to achieve better fillability and to operate the camshaft adjuster more reliably over a broad performance profile.
  • the hydraulic medium in the volume accumulator is sucked in by a working chamber during an adjustment process, since during an adjustment process a vacuum peak can occur in the working chamber to be enlarged due to alternating camshaft torques.
  • this vacuum peak opens a non-return valve, which is arranged between the working chamber and the volume accumulator, after which the hydraulic medium stored in the volume accumulator can flow into the working chamber and can compensate for the lack of supply caused by the vacuum peak.
  • a non-return valve which is arranged between the working chamber and the volume accumulator, after which the hydraulic medium stored in the volume accumulator can flow into the working chamber and can compensate for the lack of supply caused by the vacuum peak.
  • less air can enter the working chamber since the hydraulic medium is sucked in from the volume accumulator.
  • it is advantageous that the openings of the hydraulic medium lines to the volume accumulator are covered with a filling level of hydraulic medium.
  • the hydraulic medium line extending axially through the camshaft adjuster can be patterned and multiplied over the circumference.
  • one partial-volume reservoir is connected to a tank connection of the hydraulic valve and can be filled by it, and the other partial-volume reservoir can be filled as hydraulic medium with leakage oil emerging from the camshaft adjuster.
  • the escaping leakage oil is recycled for the adjustment process instead of being returned to the tank.
  • one partial-volume reservoir fills the other partial-volume reservoir in the manner of a cascade.
  • a partial-volume reservoir can be filled first and the other partial-volume reservoir is filled after the fill level has been reached.
  • one partial-volume reservoir has an overflow, which is used after a specific fill level in one partial-volume reservoir to fill the other partial-volume reservoir. This is due to the pattern and arrangement of the axially through the camshaft adjuster can be further optimized by extending the hydraulic medium line, which connects the two partial volume accumulators to one another.
  • a camshaft adjustment device with a hydraulic camshaft adjuster and a camshaft has a radial bearing of the camshaft adjustment device that is adjacent to a partial volume reservoir and is designed as a roller bearing. This radial bearing is in turn adjacent to the transfer point of the P line, which conducts the pressurized hydraulic medium to the control valve of the camshaft adjuster, to the camshaft or camshaft adjuster.
  • a partial-volume reservoir can be filled with hydraulic medium emerging from the radial bearing.
  • a hydraulic medium emerging from the radial bearing can thus preferably be supplied to the partial volume accumulator and does not have to be routed to the tank.
  • FIG. 1 shows a camshaft adjustment device with a camshaft adjuster according to the invention.
  • FIG. 1 shows a camshaft adjustment device 1 with a camshaft adjuster 2 according to the invention.
  • the camshaft adjuster 2 has a drive element with teeth and a driven element 5, which can be rotated relative to one another.
  • the ability to rotate is known from the prior art - realized by working chambers which are formed between these two elements and act in opposite directions and which are controlled by a control valve 9 .
  • the output element 5 is flanked and enclosed by two sealing covers 3 in the axial direction. On these sealing covers 3 sits on each side a partial volume storage 4a, 4b in the form of a lid. So that the two partial-volume reservoirs 4a and 4b can communicate with one another hydraulically, a hydraulic medium line is formed from the sealing covers 3 and the drive element.
  • the hydraulic fluid line has bores 9 in the drive element and bores 8 arranged coaxially thereto in the respective sealing cover 3, so that an exchange or transfer from one partial-volume reservoir 4a to the other partial-volume reservoir 4b can take place.
  • the driven element 5 has an extension which extends centrally in the axial direction and into which one end of the camshaft 7 engages in a rotationally fixed manner.
  • the radial bearing 6 in the form of a roller bearing and the trigger wheel 12 are seated on the outer peripheral surface of the extension.
  • the extension has radial bores, which are placed axially between the radial bearing 6 and the trigger wheel 12, which can lead the hydraulic medium from the P line 13 to the control valve 9 designed as a central valve.
  • This P line is in fluidic communication with the radial bearing 6, as a result of which the radial bearing 6 can also be lubricated with a partial volume flow from the P line 13 during operation.

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Abstract

Die Erfindung betriff einen Hydraulischen Nockenwellenversteller (2) zur Relativdrehung zwischen einer Nockenwelle (7) und einer Kurbelwelle, mit zwei gegensätzlich wirkenden Arbeitskammern, die durch ein Hydraulikventil (9) steuernd mit Hydraulikmitteldruck beaufschlagbar sind, wodurch eine Relativdrehung zwischen der Nockenwelle (7) und der Kurbelwelle bewirkt wird, wobei ein vom Nockenwellenversteller (2) ausgebildeter Volumenspeicher (4) vorhanden ist, welcher das aus den Arbeitskammer austretende Hydraulikmittel sammelt, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenspeicher (4) in zwei die Arbeitskammern in axialer Richtung flankierende Teilvolumenspeicher (4a, 4b) aufgeteilt ist, die miteinander durch eine sich axial durch den Nockenwellenversteller (2) hindurch erstreckende und von den Arbeitskammern unabhängige Hydraulikmittelleitung (8, 9) verbunden sind.

Description

Bypass-Ölversorgung für Ölvolumenspeicher eines hydraulischen Nockenwel- lenverstellers
Nockenwellenversteller werden in Verbrennungsmotoren zur Variation der Steuerzeiten der Brennraumventile eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Die Anpassung der Steuerzeiten an die aktuelle Last und Drehzahl senkt den Verbrauch und die Emissionen. Zu diesem Zweck sind Nockenwellenversteller in einen Antriebsstrang integriert, über welche ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Kettenoder Zahnradtrieb ausgebildet sein.
Bei einem hydraulischen Nockenwellenversteller bilden das Abtriebselement und das Antriebselement ein oder mehrere Paare gegeneinander wirkende Druckkammern aus, welche mit Hydraulikmittel beaufschlagbar sind. Das Antriebselement und das Abtriebselement sind koaxial angeordnet. Durch die Befüllung und Entleerung einzelner Druckkammern wird eine Relativbewegung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement erzeugt. Die auf zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement rotativ wirkende Feder drängt das Antriebselement gegenüber dem Abtriebselement in eine Vorteilsrichtung. Diese Vorteilsrichtung kann gleichläufig oder gegenläufig zu der Verdrehrichtung sein.
Eine Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Flügelzellenversteller. Der Flügelzellenversteller weist einen Stator, einen Rotor und ein Antriebsrad mit einer Außenverzahnung auf. Der Rotor ist als Abtriebselement meist mit der Nockenwelle drehfest verbindbar ausgebildet. Das Antriebselement beinhaltet den Stator und das Antriebsrad. Der Stator und das Antriebsrad werden drehfest miteinander verbunden oder sind alternativ dazu einteilig miteinander ausgebildet. Der Rotor ist koaxial zum Stator und innerhalb des Stators angeordnet. Der Rotor und der Stator prägen mit deren, sich radial erstreckenden Flügeln, gegensätzlich wirkende Ölkammern aus, welche durch Öldruck beaufschlagbar sind und eine Relativdrehung zwischen dem Stator und dem Rotor ermöglichen. Die Flügel sind entweder einteilig mit dem Rotor bzw. dem Stator ausgebildet oder als gesteckte Flügel in dafür vorgesehene Nuten des Rotors bzw. des Stators angeordnet. Weiterhin weisen die Flügelzellenversteller diverse Abdichtdeckel auf. Der Stator und die Abdichtdeckel werden über mehrere Schraubenverbindungen miteinander gesichert.
Eine andere Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Axialkolbenver- steller. Hierbei wird über Öldruck ein Verschiebeelement axial verschoben, welches über Schrägverzahnungen eine Relativdrehung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement erzeugt.
Eine weitere Bauform eines Nockenwellenverstellers ist der elektromechanische Nockenwellenversteller, der ein Dreiwellengetriebe (beispielsweise ein Planetengetriebe oder ein Wellgetriebe) aufweist. Dabei bildet eine der Wellen das Antriebselement und eine zweite Welle das Abtriebselement. Über die dritte Welle kann dem System mittels einer Stelleinrichtung, beispielsweise ein Elektromotor oder eine Bremse, Rotationsenergie zugeführt oder aus dem System abgeführt werden, um eine Verstellung einzuleiten. Eine Feder kann zusätzlich angeordnet werden, welche die Relativdrehung zwischen Antriebselement und Abtriebselement unterstützt oder zurückführt.
Die DE 10 2009 042 202 A1 zeigt eine Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einer hydraulischen Phasenstelleinrichtung und zumindest einem Volumenspeicher, wobei die Phasenstelleinrichtung in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle bringbar ist und zumindest eine Frühverstellkammer und zumindest eine Spätverstellkam- mer aufweist, denen über Druckmittelleitungen Druckmittel zugeführt bzw. aus diesen abgeführt werden kann, wobei durch Druckmittelzufuhr zu der Frühverstellkammer bei gleichzeitigem Druckmittelabfluss von der Spätverstellkammer eine Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle in Richtung früher Steuerzeiten verstellt werden kann, wobei durch Druckmittelzufuhr zu der Spätverstellkammer bei gleichzeitigem Druckmittelabfluss von der Frühverstellkammer eine Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle in Richtung später Steuerzeiten verstellt werden kann, wobei dem oder den Volumenspeichern während des Betriebs der Brennkraftmaschine Druckmittel zugeführt werden kann. Die DE 10 2010 019 530 A1 zeigt einen Nockenwellenversteller in Flügelzellenbauweise mit einem Stator und einem relativ zu dem Stator verdrehbaren Rotor sowie mindesten zwei zwischen dem Stator und dem Rotor gebildeten Druckkammern, die durch einen radial orientierten Flügel des Rotors voneinander getrennt sind, wobei ein Druckmittel den Druckkammern abwechselnd zuführbar ist, wobei der Flügel eine radiale Fläche und zwei zu den Druckkammern gerichtete Seitenflächen aufweist und wobei die radiale Fläche durch ein U-förmiges Dichtelement mit einem Grundschenkel und zwei an den Seitenflächen anliegenden Seitenschenkeln abgedichtet ist. An den Seitenschenkeln sind Rückschlagventile ausgebildet und an den Seitenflächen des Flügels sind Auslässe für das Druckmittel ausgebildet, denen die Rückschlagventile zugeordnet sind. Hierbei ist insbesondere im Rotor ein Volumenspeicher für das Druckmittel ausgebildet, so dass durch diese Anordnung des Volumenspeichers der Druckaufbau beim Verstellen des Nockenwellenverstellers aufrechterhalten bleibt. Das Öl wird von dort aus über die Druckmittelkanäle ins Innere des Flügels eingeleitet und anschließend über einen Auslass an der entsprechenden Seitenfläche des Flügels in eine der Kammern eingespeist, wenn in der Kammer Unterdrück in Bezug auf den Volumenspeicher vorliegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Nockenwellenversteller anzugeben, der eine verbesserte Ölversorgung aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Hierdurch wird erreicht, dass aus weiteren Quellen Hydraulikmittel gesammelt werden kann, wodurch sich der Volumenspeicher schneller füllt. Damit wird das Einbringen von Luft im Nachsaugvorgang einer Arbeitskammer weiter reduziert. Die Aufteilung in zwei über eine separate Leitung befüllbare Teilvolumenspeicher bringt zudem Vorteile in der Befüllung des gesamten Volumenspeichers. Wird der Volumenspeicher aus mehreren Quellen befüllt, so kann jeder Teilvolumenspeicher auf die entsprechende Befüllungsart geometrisch angepasst werden. Mit anderen Worten, die Befüllungsart gibt über das Einströmungsverhalten des Hydraulikmittels in den Teilvolumenspeicher dessen Form vor. Zudem kann in verschiedenen Betriebszuständen des Nockenwellenverstellers beziehungsweise der Nockenwellenverstellvorrichtung eine Befüllung stattfinden, die sonst nur an eine einzige Quelle gebunden wäre mit den damit ver- knüpften Vor- und Nachteilen. Es ist nunmehr möglich mittels des Kompromisses eine bessere Befüllbarkeit zu erzielen und den Nockenwellenversteller über ein breites Leistungsprofil hinweg zuverlässiger zu betreiben.
Das Hydraulikmittel in dem Volumenspeicher wird von einer Arbeitskammer während eines Verstellvorgangs eingesaugt, da während eines Verstellvorgangs bedingt durch Nockenwellenwechselmomente eine Unterdruckspitze in der zu vergrößernden Arbeitskammer auftreten kann. In diesem kurzen Zeitintervall, wird durch diese Unterdruckspitze ein Rückschlagventil geöffnet, welches zwischen der Arbeitskammer und dem Volumenspeicher angeordnet ist, wonach das im Volumenspeicher bevorratete Hydraulikmittel in die Arbeitskammer einströmen kann und den durch die Unterdruckspitze auftretenden Versorgungsmangel ausgleichen kann. In der Folge kann in die Arbeitskammer weniger Luft eintreten, da das Hydraulikmittel aus dem Volumenspeicher eingesaugt wird. Dazu ist es vorteilhaft, dass die Mündungen der Hydraulikmittelleitungen zum Volumenspeicher mit einem Füllstand von Hydraulikmittel bedeckt sind.
Die sich axial durch den Nockenwellenversteller hindurch erstreckende Hydraulikmittelleitung kann über den Umfang gemustert und vervielfacht ausgeführt sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der eine Teilvolumenspeicher mit einem Tank-Anschluss des Hydraulikventils verbunden und kann von diesem befüllt werden und der andere Teilvolumenspeicher kann mit aus dem Nockenwellenversteller austretenden Leckageöl als Hydraulikmittel befüllt werden. Vorteilhafterweise wird das austretende Leckageöl für den Verstellvorgang recycelt, anstatt dem Tank zurückgeführt zu werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung befüllt der eine Teilvolumenspeicher den anderen Teilvolumenspeicher nach Art einer Kaskade. Dies bietet Vorteile, dass zunächst ein Teilvolumenspeicher befüllt werden kann und nach erreichtem Füllstand, der andere Teilvolumenspeicher befüllt wird. Dazu weist der eine Teilvolumenspeicher einen Überlauf auf, welcher nach einem bestimmten Füllstand in dem einen Teilvolumenspeicher genutzt wird, um den anderen Teilvolumenspeicher zu befüllen. Dies ist mit der Musterung und Anordnung der sich axial durch den Nockenwellenversteller hin- durch erstreckenden Hydraulikmittelleitung, die beide Teilvolumenspeicher miteinander verbindet, weiter optimierbar.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit einem hydraulischen Nockenwellenversteller und einer Nockenwelle eine einem Teilvolumenspeicher benachbarte und als Wälzlager ausgebildete Radiallagerung der Nockenwellenverstellvorrichtung auf. Diese Radiallagerung ist wiederum benachbart zur Übergabestelle der P-Leitung, welches das unter Druck stehende Hydraulikmittel zum Steuerventil des Nockenwellenverstellers leitet, zur Nockenwelle beziehungsweise Nockenwellenversteller.
In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Nockenwellenverstellvorrichtung ist ein Teilvolumenspeicher mit aus der Radiallagerung austretenden Hydraulikmittel be- füllbar. Bevorzugterweise kann somit ein aus dem Radiallager austretendes Hydraulikmittel dem Teilvolumenspeicher zugeführt werden und muss nicht zum Tank geleitet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 zeigt eine Nockenwellenverstellvorrichtung 1 mit einem erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller 2.
Der Nockenwellenversteller 2 weist ein Antriebselement mit einer Verzahnung und eine Abtriebselement 5 aus, welche zueinander verdrehbar sind. Die Verdrehbarkeit wird aus dem Stand der Technik bekannt - über zwischen diesen beiden Elementen ausgebildeten und gegensätzlich wirkenden Arbeitskammern realisiert, welche von einem Steuerventil 9 angesteuert werden. Das Abtriebselement 5 wird von zwei Dichtdeckeln 3 in axialer Richtung flankiert und eingeschlossen. Auf diesen Dichtdeckeln 3 sitzt auf jeder Seite ein Teilvolumenspeicher 4a, 4b in Form eines Deckels. Damit die beiden Teilvolumenspeicher 4a und 4b miteinander hydraulisch kommunizieren können, ist von den Dichtdeckeln 3 und dem Antriebselement eine Hydraulikmittelleitung ausgebildet. Die Hydraulikmittelleitung besitzt Bohrungen 9 im Antriebselement und dazu koaxial angeordnete Bohrungen 8 im jeweiligen Dichtdeckel 3, damit ein Austausch oder Umfüllen aus dem einen Teilvolumenspeicher 4a in den anderen Teilvolumenspeicher 4b stattfinden kann.
Das Abtriebselement 5 weist einen sich in axialer Richtung zentrisch erstreckenden Fortsatz auf, in den ein Ende der Nockenwelle 7 drehfest eingreift. Auf der Außenumfangsfläche des Fortsatzes sitzt das Radiallager 6 in Form eines Wälzlagers und das Triggerrad 12 auf. Der Fortsatz besitzt radiale Bohrungen, welche axial zwischen dem Radiallager 6 und dem Triggerrad 12 platziert sind, die Hydraulikmittel aus der P- Leitung 13 zum als Zentralventil ausgebildeten Steuerventil 9 führen können. Diese P- Leitung steht in fluidischer Kommunikation mit der Radiallagerung 6, wodurch das Radiallager 6 auch mit einem Teilvolumenstrom aus der P-Leitung 13 im Betrieb geschmiert werden kann. Durchdringt ein solcher Teilvolumenstrom das Radiallager 6 in axialer Richtung, so trifft dieser Teilvolumenstrom auf den Dichtdeckel 3 des Nocken- wellenverstellers 2 und kann von dem Teilvolumenspeicher 4b aufgesammelt werden. Im Teilvolumenspeicher 4b gesammeltes Hydraulikmittel steht dann der Arbeitskammer im Fall einer Unterdruckspitze zur Verfügung.
Bezuqszeichenliste
Nockenwellenverstellvorrichtung hydraulischer Nockenwellenversteller Dichtdeckel
Volumenspeicher a Teilvolumenspeicher b Teilvolumenspeicher
Rotor
Radiallagerung / Radiallager
Nockenwelle
Hydraulikmittelleitung
Hydraulikmittelleitung 0 Zentralmagnet 1 Fortsatz 2 Triggerrad 3 Ölversorgung (P-Leitung) 4 Zylinderkopf

Claims

- 8 -
Patentansprüche Hydraulischer Nockenwellenversteller (2) zur Relativdrehung zwischen einer Nockenwelle (7) und einer Kurbelwelle, mit zwei gegensätzlich wirkenden Ar- beitskammern, die durch ein Hydraulikventil (9) steuernd mit Hydraulikmitteldruck beaufschlagbar sind, wodurch eine Relativdrehung zwischen der Nockenwelle (7) und der Kurbelwelle bewirkt wird, wobei ein vom Nockenwellenversteller (2) ausgebildeter Volumenspeicher (4) vorhanden ist, welcher das Hydraulikmittel sammelt, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenspeicher (4) in zwei die Arbeitskammern in axialer Richtung flankierende Teilvolumenspeicher (4a, 4b) aufgeteilt ist, die miteinander durch eine sich axial durch den Nockenwellenversteller (2) hindurch erstreckende und von den Arbeitskam- mern unabhängige Hydraulikmittelleitung (8, 9) verbunden sind. Hydraulischer Nockenwellenversteller (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teilvolumenspeicher (4a) mit einem Tank-Anschluss des Hydraulikventils (9) verbunden ist und von diesem befüllt werden kann und der andere Teilvolumenspeicher (4b) mit aus dem Nockenwellenversteller (2) austretenden Leckageöl als Hydraulikmittel befüllt werden kann. Hydraulischer Nockenwellenversteller (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teilvolumenspeicher (4a, 4b) den anderen Teilvolumenspeicher (4a, 4b) nach Art einer Kaskade befüllen kann. Nockenwellenverstellvorrichtung (1 ) mit einem hydraulischen Nockenwellenversteller (2) und einer Nockenwelle (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine einem Teilvolumenspeicher (4b) benachbarte und als Wälzlager ausgebildete Radiallagerung (6) der Nockenwellenverstellvorrichtung (1 ) vorgesehen ist. - 9 - Nockenwellenverstellvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilvolumenspeicher (4a, 4b) mit aus der Radiallagerung (6) austretenden Hydraulikmittel befüllbar ist.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009042202A1 (de) 2009-09-18 2011-04-14 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
DE102010019530A1 (de) 2010-05-06 2011-11-10 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Nockenwellenversteller und U-förmiges Dichtelement zum Abdichten einer radialen Fläche eines Flügels eines Nockenwellenverstellers
DE102012201559A1 (de) * 2012-02-02 2013-08-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rückschlagventil
DE102012201553A1 (de) * 2012-02-02 2013-08-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rückschlagventil
DE102012201566B4 (de) * 2012-02-02 2017-05-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Anordnung eines Volumenspeichers im Nockenwellenversteller
DE102016218793A1 (de) * 2015-11-26 2017-06-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller
DE102017111737A1 (de) * 2017-05-30 2018-03-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller mit einem Volumenspeicher und Verriegelungsdeckel eines Nockenwellenverstellers
DE102017113361B3 (de) * 2017-06-19 2018-09-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hydraulischer Nockenwellenversteller und Verfahren zum Betreiben des hydraulischen Nockenwellenverstellers

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009042202A1 (de) 2009-09-18 2011-04-14 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
DE102010019530A1 (de) 2010-05-06 2011-11-10 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Nockenwellenversteller und U-förmiges Dichtelement zum Abdichten einer radialen Fläche eines Flügels eines Nockenwellenverstellers
DE102012201559A1 (de) * 2012-02-02 2013-08-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rückschlagventil
DE102012201553A1 (de) * 2012-02-02 2013-08-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rückschlagventil
DE102012201566B4 (de) * 2012-02-02 2017-05-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Anordnung eines Volumenspeichers im Nockenwellenversteller
DE102016218793A1 (de) * 2015-11-26 2017-06-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller
DE102017111737A1 (de) * 2017-05-30 2018-03-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller mit einem Volumenspeicher und Verriegelungsdeckel eines Nockenwellenverstellers
DE102017113361B3 (de) * 2017-06-19 2018-09-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hydraulischer Nockenwellenversteller und Verfahren zum Betreiben des hydraulischen Nockenwellenverstellers

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