Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenverstellter zur Steuerzeitenveränderung von Gaswechselventilen an einer Brennkraftmaschine mit einem Stator, einem Rotor so- wie mit einer Druckmittelversorgung, wobei an dem Stator zumindest eine Kammer ausgebildet ist, welche durch mindestens einen am Rotor ausgebildeten oder drehfest mit dem Rotor verbundenen Flügel in zwei Arbeitskammern unterteilt ist. Die beiden Arbeitskammern sind jeweils über die Druckmittelversorgung mit einem Druckmittel beaufschlagbar, derart, dass ein Druck des Druckmittels in der jeweiligen Arbeits- kammer soweit erhöht werden kann, dass die Druckerhöhung zu einem Verdrehen des Rotors führt. In dem Flügel des Rotors ist ein schaltbares Ventil ausgebildet, welches in einer ersten Schaltstellung des Ventils ein Durchströmen des Druckmittels von einer ersten Arbeitskammer durch den Flügel in eine zweite Arbeitskammer ermöglicht, wobei das Ventil in einer zweiten Schaltstellung die Arbeitskammern hydraulisch voneinander trennt. Ein Verriegelungselement, welches den Flügel in einer definierten Position zur Kammer fixiert, ist dazu ausgelegt, einen Zufluss oder Abfluss von Druckmittel in eine Arbeitskammer zu steuern.

Aus dem Stand der Technik ist bereits aus der DE 10 2013 204 928 A1 ein solcher Nockenwellenversteller mit einer Mittenverriegelung bekannt. Bei einem solchen Nockenwellenversteller kann der Rotor gegenüber dem Stator nicht nur innerhalb der Kammern verdreht werden, sondern auch in einer definierten Position fixiert werden, beispielsweise um einen Neustart des Motors zu erleichtern. Dabei werden die Kammern des Nockenwellenverstellers über eine Leitung direkt aus einer Ölpumpe ver- sorgt. Dazu sind relativ große und schwere Ölpumpen notwendig, um einen hinreichenden Volumenstrom zu generieren, um die sich vergrößernde Arbeitskammer im Nockenwellenversteller vollständig mit Öl zu füllen. Geschieht dies nicht, kann in der Arbeitskammer ein Unterdruck entstehen, wodurch Luft in den Nockenwellenversteller gesaugt wird. Aufgrund der Kompressibilität von Luft ist der Rotor dann nicht mehr ausreichend hydraulisch in den Kammern eingespannt, so dass Schwingungen auftreten können, was den Betrieb der Brennkraftmaschine beeinträchtigen kann und zu er- höhtem Verbrauch der Brennkraftmaschine und erhöhtem Verschleiß am Nockenwel- lenversteller führen kann.

Ferner ist aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der EP 2 478 189 B1 , be- reits ein Nockenwellenversteller bekannt, bei dem ein Hydraulikspeicher vorgesehen ist, wobei zwischen Ölpumpe und Nockenwellenversteller ein Vier-Wege-Ventil vorgesehen ist, welches eine Befüllung der Kammern des Nockenwellenverstellers entweder direkt durch die Ölpumpe oder durch den Hydraulikspeicher ermöglicht. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, dass keine Mitten Verriegelung vorgesehen ist.

Aufgabe der Erfindung ist, bei einem Nockenwellenversteller die aus dem Stand der Technik bekannten Mängel zu beseitigen und einen Nockenwellenversteller mit einer Mittenverriegelung derart weiterzubilden, dass die Effizienz erhöht wird und Druckspitzen minimiert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Nockenwellenversteller dadurch gelöst, dass die Druckmittelversorgung eine Ölpumpe, eine die Ölpumpe mit mindestens einer Arbeitskammer verbindende Versorgungsleitung und einen von der Ölpumpe und der Versorgungsleitung verschiedenen Hydraulikspeicher umfasst. Dadurch kann eine kleinere Ölpumpe verwendet werden und die Gefahr, dass in einer Arbeitskammer des Nockenwellenverstellers ein Unterdruck entsteht und dadurch Luft in das System eingesaugt wird, ist stark reduziert. Durch die in den Flügeln des Rotors integrierten Ventile kann in einer ersten Schaltstellung der Ventile ein hydraulischer Durchgang durch den Rotor freigeschaltet werden, so dass ein hydraulischer Aus- gleich zwischen den beiden Arbeitskammern möglich ist, was ein Drehen des Rotors in eine Mittelstellung vereinfacht. So können die auf den Nockenwellenversteller wirkenden Wechselmomente der Nockenwelle den Rotor bewegen, indem das Druckmittel von der einen Arbeitskammer in die jeweils andere Arbeitskammer der Kammer gefördert wird. Das heißt, dass eine Verstellung des Rotors über die Wechselmomente der Nockenwelle erfolgen kann, ohne dass durch die Ölpumpe Druckmittel in einer der Arbeitskammern gefördert werden muss bzw. der von der Ölpumpe aufgebaute Druck gleichmäßig auf beide Arbeitskammern einer Kannnner wirkt. Trennt man die beiden Arbeitskammern einer Kammer jedoch, indem die Ventile in eine zweite Schaltstellung gebracht werden, so sind die jeweils ersten Arbeitskammern bzw. zweiten Arbeitskammern mit dem Hydraulikspeicher verbunden, so dass bei einer durch Wechsel- momente induzierten Verdrehung des Rotors das Druckmittel in die sich jeweils vergrößernde Arbeitskammer nachströmen kann. Somit wird sicher verhindert, dass ein Unterdruck in einer Arbeitskammer entsteht und somit Luft angesaugt wird.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Druckmittel im Hydraulikspeicher unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck be- vorratet ist. Dadurch wird ein Nachströmen des Druckmittels in die Arbeitskammern des Nockenwellenverstellers erleichtert. Zudem kann damit ein schädlicher Unterdruck noch sicherer vermieden werden, da es durch den erhöhten Druck im Hydraulikspeicher zu einem früheren und schnelleren Nachströmen von Druckmittel kommt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Arbeitskammer in der zweiten Schaltstellung des Ventils mit dem Hydraulikspeicher derart verbunden ist, dass die erste Arbeitskammer in einem ersten Betriebszustand, beispielsweise einer Verstellung in Richtung„früh", über eine Leitung aus dem Hydraulikspeicher befüllt wird. Auf diese Weise kann die sich durch auf den Rotor wirkende Wech- selmomente vergrößernde Arbeitskammer einfach aus dem Hydraulikspeicher füllen, ohne dass die Ölpumpe zusätzliches Druckmedium in die erste Arbeitskammer fördern muss. Dabei kann das Druckmedium im Hydraulikspeicher unter Umgebungsdruck stehen, oder unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck bevorratet sein. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die zweite Arbeitskammer in der zweiten Schaltstellung des Ventils derart mit dem Hydraulikspeicher verbunden ist, dass die zweite Arbeitskammer in einem zweiten Betriebszustand, beispielsweise einer Verstellung in Richtung„spät", aus dem Hydraulikspeicher befüllt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind am Stator mindestens zwei Kammern, bevorzugt drei Kammern, ausgebildet, wobei die mindestens zwei Kammern jeweils durch einen Flügel des Rotors in Arbeitskammern unterteilt sind. Ein Rotor mit mehreren Flügeln ist in Bezug auf Unwuchten besser ausgeglichen und läuft somit „runder" als ein Rotor mit nur einem Flügel. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der Hydraulikspeicher über eine gemeinsame Leitung mit zwei der mindestens zwei Kammern verbunden ist, wobei die Leitung sich derart verzweigt, dass ein erster Ast der Leitung mit der ersten Kammer auf einer der zweiten Arbeitskammer der ersten Kammer zugewandten Seite mit dem Ventil verbunden ist und ein zweiter Ast der Lei- tung mit der zweiten Kammer auf einer der ersten Arbeitskammer der zweiten Kammer zugewandten Seite mit dem Ventil verbunden ist. Dadurch kann die Länge der Leitung kurz gehalten werden und es müssen nur wenige Durchführungen im Stator und/oder im Rotor für die Leitung vorgesehen werden, was die Fertigungskosten niedrig hält.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass in der zweiten Schaltstellung der Ventile die erste Arbeitskammer der ersten Kammer hydraulisch mit dem Hydraulikspeicher verbunden ist, wobei in einem ersten Betriebszustand, insbesondere bei einer Verstellung in Richtung„früh", das Druckmittel aus dem Hydraulikspeicher in die erste Arbeitskammer der ersten Kammer strömt.

Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass in der zweiten Schaltstellung der Ventile die zweite Arbeitskammer der zweiten Kammer derart mit dem Hydraulikspeicher verbunden ist, dass in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei einer Verstellung in Richtung„spät", das Druckmittel aus dem Hydraulikspeicher in die zweite Arbeitskammer der zweiten Kammer strömt. Auf diese Art können sowohl bei einer Ver- stellung in Richtung„früh" als auch bei einer Verstellung in Richtung„spät" die jeweiligen Arbeitskammern aus dem Hydraulikspeicher über nur eine gemeinsame Leitung gespeist werden, wodurch eine relativ einfache und kostengünstige Konstruktion möglich ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass in dem Flügel ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Somit wird ein unkontrolliertes Ausfließen von Druckmittel aus einer Arbeitskammer verhindert, so dass eine Verdrehung entgegen der gewünschten Verdrehrichtung des Rotors gehemmt ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Leitung zwischen dem Hydraulikspeicher und den Kammern parallel zu der Versorgungsleitung zwischen Ölpumpe und den Kammern angeordnet ist. Dadurch ist eine besonders schnelle Befüllung der jeweiligen Arbeitskammer bei einer gewünschten Verdre- hung des Rotors möglich, da parallel Druckmittel aus dem Hydraulikspeicher und aus der Pumpe in die Arbeitskammer strömen können.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. In den Figuren sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Funktionsdarstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers;

Fig. 2 die schematische Funktionsdarstellung des erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers in einer zweiten Schaltstellung; und Fig. 3 die schematische Funktionsdarstellung des erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers in der zweiten Schaltstellung bei einem anderen Fluss des Druckmittels.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Nockenwellenversteller 1 mit einem Stator 2 und einem Rotor 3 dargestellt. An dem Stator 2 sind Stege 17 ausgebildet, welche einen zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 ausgebildeten Ringraum in Kammern 5, 51 ,52,53 unterteilt. Prinzipiell ist ein Rotor 3 mit nur einer Kammer 5 möglich, bevorzugt sind jedoch, wie in Fig .1 dargestellt, am Rotor 3 drei oder mehr Kammern

5,51 ,52,53 ausgebildet. Die Kammern 5,51 ,52,53 zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 werden jeweils durch einen Flügel 4,41 ,42,43 des Rotors 3 in zwei Arbeitskammern 6,7 unterteilt, wobei die jeweiligen Arbeitskammern 6 in den Figuren links des Flügels 4 des Rotors 3 als erste Arbeitskammern 6,61 ,62 und die Arbeitskammern in den Figuren rechts des Flügels 4 als zweite Arbeitskammern 7,71 ,72 bezeichnet wer- den. In den Flügeln 4,41 ,42,43 des Rotors 3 sind jeweils schaltbare Ventile 8,81 ,82 ausgebildet, wobei die Ventile 8,81 ,82 jeweils zwischen mindestens zwei Schaltstellungen verstellbar sind. In einer ersten Schaltstellung der Ventile 8,81 ,82 sind die Arbeitskammern 6,61 ,62,7,71 ,72 jeweils hydraulisch kurzgeschlossen, wobei das Druckmittel zum Druckausgleich durch die Ventile 8,81 ,82 oder über eines der Verrie- gelungselemente 9 in den Flügeln 4,41 ,42,43 strömen kann.

Der erfindungsgemäße Nockenwellenversteller 1 umfasst ferner eine Druckmittelversorgung 10, welche eine Ölpumpe 1 1 , eine Versorgungsleitung 12 und einen von der Ölpumpe 1 1 und der Versorgungsleitung 12 verschiedenen Hydraulikspeicher 13 um- fasst. Die Versorgungsleitung 12 kann, wenn die Ventile 8,81 ,82 in der ersten Schaltstellung sind, entweder mit den Arbeitskammern 6,61 ,62 oder mit den Arbeitskammern 7,71 ,72 verbunden sein. Dargestellt ist die Verbindung mit den Arbeitskammern 7,71 ,72. Der Hydraulikspeicher 13 kann über die Ölpumpe 1 1 mit Druckmittel versorgt werden. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass der Hydraulikspeicher 13 durch ausströmendes Druckmittel aus den Arbeitskammern 6,61 ,62,7,71 ,72 des Nockenwellenverstellers 1 oder durch Leckageöl befüllt wird. Der Hydraulikspeicher 13 ist in einer einfachen Bauform als Druckmittel reservoir ausgebildet, welches unter Umgehungsdruck steht. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Hydraulikspeicher 13 das Druckmittel mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck bevorratet, um so eine schnellere Druckmittelversorgung der Arbeitskammern

6,61 ,62,7,71 ,72 zu ermöglichen. Der Hydraulikspeicher 13 kann dabei in das Gehäuse der Nockenwellenverstellers 1 integriert sein, oder als separates Bauteil ausgebildet sein. In der ersten Schaltstellung der Ventile 8,81 ,82 sind die Arbeitskammern

6,61 ,62,7,71 ,72 von dem Hydraulikspeicher 13 getrennt, so dass der Hydraulikspeicher 13 in dieser Schaltstellung keinen Einfluss auf die Funktion des hydraulischen Freilaufs zwischen den Arbeitskammern 6,61 ,62,7,71 ,72 hat. Über die Ventile 8,81 ,82 können die Verbindungen zwischen den Arbeitskammern 6,61 ,7,72 und dem Hydraulikspeicher 13 geöffnet und geschlossen werden.

In Fig. 2 ist der Nockenwellenversteller 1 aus Fig. 1 in einer zweiten Schaltstellung gezeigt. Bei prinzipiell gleichem Aufbau wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Der Hydraulikspeicher 13 ist über eine Leitung 14 mit den Kammern 5,51 ,52 des Nockenwellenverstellers 1 verbunden, wobei ein erster Ast 15 der Leitung 14 mit der ersten Kammer 51 auf einer der zweiten Arbeitskammer 71 der ersten Kammer 51 zugewandten Seite mit dem Ventil 81 verbunden ist und ein zweiter Ast 16 der Leitung 14 mit der zweiten Kammer 52 auf einer der ersten Arbeitskammer 62 zugewandten Seite mit dem Ventil 82 verbunden ist. Dabei bewirkt eine Verstellung des Rotors 3 in Richtung„früh" eine Vergrößerung der jeweils ersten Arbeitskammern 6,61 ,62 und eine Verkleinerung der jeweils zweiten Arbeitskammern 7,71 ,72. Dabei wird der Druck in den ersten Arbeitskammern 6,61 ,62 so erhöht, dass aufgrund des Drucks eine Verdrehung des Rotors 3 in die gewünschte Richtung erfolgt. Durch ein Verstellen der Ventile 8,81 ,82 in eine zweite Schaltstellung sind nun die Arbeitskammern 61 und 72 über die Äste 15,16 der Leitung 14 mit dem Hydraulikspeicher 13 verbunden. Durch die auf die Nockenwelle einwirkenden Wechselmomente und/oder durch eine Ansteuerung der Druckmittelversorgung 10 über ein nicht dargestelltes Zentralventil wird der Nockenwellenversteller 1 in Richtung„früh" verstellt. Dabei ver- größern sich die ersten Arbeitskammern 6,61 ,62, so dass bei mangelhafter Zufuhr von Druckmittel ein Unterdruck in der jeweiligen Arbeitskammer 6,61 ,62 entstehen kann. Durch ein Druckgefälle zwischen dem Hydraulikspeicher 13 und der Arbeitskammer 61 strömt Druckmittel aus dem Hydraulikspeicher 13 über die Leitung 14, insbesondere über den ersten Ast 15 der Leitung 14, und das Ventil 81 in die Arbeitskammer 61 . Damit wird verhindert, dass bei einer Unterversorgung der Arbeitskammer 61 durch die Ölpumpe 1 1 Luft angesaugt wird, welche die Funktionsweise des Nockenwellen- verstellers 1 stört. Um ein Ausströmen von Druckmittel aus den Arbeitskammern 6,61 ,62,7,71 ,72 zu verhindern, ist in den jeweiligen Flügeln 4,41 ,42 des Rotors 3 ein Rückschlagventil 18 angeordnet. Das Rückschlagventil 18 im Flügel 42 verhindert ein Rückströmen des Druckmittels aus der Arbeitskammer 72, während das Rückschlagventil 18 im Flügel 41 durch den Druckunterschied zwischen dem Hydraulikspeicher 13 und der Arbeitskammer 61 geöffnet wird und ein Einströmen des Druckmittels in die Arbeitskammer 61 ermöglicht.

In Fig. 3 ist der Nockenwellenversteller 1 aus Fig. 1 in einer zweiten Schaltstellung und einem von dem in Fig. 2 dargestellten Betriebszustand unterschiedlichen weiteren Betriebszustand dargestellt. Bei einer Verstellung des Nockenwellenverstellers 1 in Richtung„spät" wird das Volumen der zweiten Arbeitskammern 7,71 ,72 vergrößert und das Volumen der ersten Arbeitskammern 6,61 ,62 reduziert, so dass den zweiten Arbeitskammern 7,71 ,72 Druckmittel zugeführt werden muss. Bei einer Verstellung in Richtung„spät" strömt Druckmittel aus dem Hydraulikspeicher 13 über den zweiten Ast 16 der Leitung 14 durch das Ventil 82 in die Arbeitskammer 72, während die sich parallel vergrößernden Arbeitskammern 7,71 durch die Ölpumpe 1 1 und die Versorgungsleitung^ befüllt werden.

Bezugszeichenliste Nockenwellenversteller

Stator

Rotor

Flügel

Kammer

erste Arbeitskammer

zweite Arbeitskammer

Ventil

Verriegelungselement

Druckmittelversorgung

Ölpumpe

Versorgungsleitung

Hydraulikspeicher

Leitung

erster Ast

zweiter Ast

Steg

Rückschlagventil

erster Flügel

zweiter Flügel

erste Kammer

zweite Kammer

dritte Kammer

erste Arbeitskammer

erste Arbeitskammer

zweite Arbeitskammer

zweite Arbeitskammer

erstes Ventil

zweites Ventil