Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 .

Nockenwellenverstellvorrichtungen werden im Allgemeinen in Ventiltrieben von Brennkraftmaschinen verwendet, um die Ventilöffnungs- und Schließzeiten zu verändern, wodurch die Verbrauchswerte der Brennkraftmaschine und das Be- triebsverhalten im Allgemeinen verbessert werden können.

Eine in der Praxis bewährte Ausführungsform der Nockenwellenverstellvorrich- tung weist einen Flügelzellenversteller mit einem Stator und einem Rotor auf, welche einen Ringraum begrenzen, der durch Vorsprünge und Flügel in mehre- re Arbeitskammern unterteilt ist. Die Arbeitskammern sind wahlweise mit einem Druckmittel beaufschlagbar, welches in einem Druckmittelkreislauf über eine Druckmittelpumpe aus einem Druckmittel reservoir in die Arbeitskammern an einer Seite der Flügel des Rotors zugeführt und aus den Arbeitskammern an der jeweils anderen Seite der Flügel wieder in das Druckmittelreservoir zurück- geführt wird. Die Steuerung des Druckmittelflusses und damit der Verstellbewegung der Nockenwellenverstellvorrichtung erfolgt z.B. mittels eines Zentralventils mit einer komplexen Struktur von Durchflussöffnungen und Steuerkanten und einem in dem Zentralventil verschiebbaren Ventilkörper, welcher die Durchflussöffnungen in Abhängigkeit von seiner Stellung verschließt oder frei- gibt. Der Ventilkörper selbst ist gegenüber dem Zentralventil federbelastet und wird mittels eines anliegenden Kolbens eines Aktuators zur Verstellung des Drehwinkels des Rotors zu dem Stator gegen die Federkraft verschoben. Der Rotor ist in der Regel mit der Nockenwelle verbunden, während der Stator z.B. über eine Kette oder einen Riemen von einer Kurbelwelle der Brenn kraftma- schine angetrieben wird, so dass durch die Verstellung des Rotors zu dem Stator außerdem der Drehwinkel der Nockenwelle zu der Kurbelwelle verstellt wird. Grundsätzlich muss die Nockenwelle gelagert werden, was z.B. im Sinne einer möglichst geringen Reibung über ein Wälzlager erfolgen kann. Eine solche Nockenwellenverstellvorrichtung mit einer Wälzlagerung ist z.B. aus der DE 10 2010 005 603 A1 oder der WO 2010/020507 A1 bekannt. Die axiale Baulänge und insbesondere der Abstand zwischen dem Flugelzellenversteller und der Lagerung wird bei diesen Ausführungsformen entscheidend durch die Zuführung des Druckmittels über radiale Durchströmkanäle und Ringkanäle in der Nockenwelle bestimmt, so dass diese Ausführungsformen nur bei einem bestimmten zur Verfügung stehenden Bauraum verwirklicht werden können. Fer- ner ergeben sich durch den Abstand des Flügelzellenverstellers zu dem Lager erhöhte Lagerkräfte und Biegemomente in der Nockenwelle.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit einer Wälzlagerung mit einer verkürzten axialen Baulänge zu schaffen.

Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß dem Grundgedanken der Erfindung vorgeschlagen, dass in der Nockenwellenverstellvorrichtung eine sich durch das Wälzlager hindurch erstreckende, axial gerichtete Durchströmöffnung vorgesehen ist, durch welche das von der Druckmittelpumpe geförderte Druckmittel dem Zentralventil in axialer Richtung zuströmt. Durch die vorgeschlagene Lösung kann die axiale Baulänge der Nockenwellenverstellvorrichtung zumindest an der Seite der Wälzlagerung erheblich verkürzt werden, da das Druckmittel gemäß der erfindungsgemäßen Lösung durch das Wälzlager hindurch in das Zentralventil eingeleitet wird, statt wie bisher üblich durch zwischen dem Flü- gelzellenversteller und dem Wälzlager vorgesehene Druckmittelkanäle oder durch von außen zugängliche Druckmittelkanäle in dem aus dem Flügelzellen- versteller vorstehenden Endabschnitt des Zentralventils. Ferner kann der Flü- gelzellenversteller erheblich dichter an dem Wälzlager angeordnet werden, so dass die auftretenden Lagerkräfte geringer sind, und der Flügelzellenversteller insgesamt besser gelagert ist.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Zentralventil eine Zentralschraube um- fasst, mit welcher das Zentralventil in die Nockenwelle eingeschraubt ist, und die Zentralschraube wenigstens eine axiale Durchströmöffnung aufweist, durch welche das Druckmittel in das Zentralventil einströmt. Die Zentralschraube bildet eine Art Gehäuse des Zentralventils und dient zusätzlich der Befestigung des Zentralventils in der Nockenwellenverstellvorrichtung. Die axiale Durch- strömöffnung in der Zentralschraube bildet die strömungstechnische Fortsetzung des durch die Durchströmöffnung der Nockenwelle gebildeten Strömungskanals. Die Durchströmöffnung ist dabei bevorzugt in dem stirnseitigen Einschraubabschnitt der Zentralschraube angeordnet, mit dem die Zentralschraube in die Nockenwelle eingeschraubt ist.

In diesem Fall ergibt sich eine besonders günstige Zuströmung des Druckmittels, wenn die Durchströmöffnung in der Nockenwelle und die Durchströmöffnung in der Zentralschraube koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Zentralschraube in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform im Sinne ei- nes einfachen konstruktiven Aufbaus in die Durchströmöffnung der Nockenwelle eingeschraubt ist. Die Durchströmöffnung in der Nockenwelle dient damit nicht nur als Strömungskanal für das Druckmittel, sondern zusätzlich zur Befestigung des Zentralventils. Insbesondere kann die Nockenwelle wenigstens im Bereich der Durchströmöffnung rohrförmig ausgebildet sein, d.h. die Durchströmöffnung ist zentrisch in der Nockenwelle angeordnet. Die Nockenwelle kann auch über ihre gesamte Länge als Rohr ausgeführt sein, so dass das Druckmittel bedarfsweise auch an dem anderen Ende oder zumindest in einem großen Abstand zu dem Flügelzel- lenversteller und dem Wälzlager in die Nockenwelle eingeleitet wird. Ferner kann die Nockenwelle dadurch aus einem kostengünstigen Halbzeug und mit einem geringen Gewicht hergestellt werden.

Die axiale Baulänge der Nockenwellenverstellvorrichtung im Bereich des Flü- gelzellenverstellers kann weiter verkürzt werden, indem sich das Zentralventil durch das Wälzlager hindurch erstreckt. Weiter wird vorgeschlagen, dass in der Durchströmöffnung der Nockenwelle oder dem Zentralventil ein Rückschlagventil vorgesehen ist, durch das das von der Druckmittelpumpe zugeführte Druckmittel in das Zentralventil einführbar ist, und dass ein parallel zu dem Rückschlagventil wirkendes Druckbegrenzungs- ventil vorgesehen ist, welches bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Druckes in dem in dem Zentralventil befindlichen Druckmittel ein Rückströmen des Druckmittels zu der Druckmittelpumpe hin ermöglicht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbei- spiels näher erläutert. Dabei zeigen die Figuren im Einzelnen:

Fig. 1 : eine erfindungsgemäße Nockenwellenverstellvorrichtung in Schnittdarstellung; Fig. 2: eine erfindungsgemäße Nockenwellenverstellvorrichtung mit einem Druckbegrenzungsventil in Schnittdarstellung; und

Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung eines Rückschlagventils mit einem parallel wirkenden Druckbegrenzungsventil .

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Nockenwellenverstellvorrichtung mit einem Flügelzellenversteller 6, einem Zentralventil 5, einer Nockenwelle 3, einem Wälzlager 4 und einer Gehäusewand 1 zu erkennen. Die Gehäusewand 1 kann z.B. die Wand eines Zylinderkopfes oder einer Haube eines Zylinder- kopfes einer Brennkraftmaschine sein, wichtig ist nur, dass es sich bei der Gehäusewand 1 um eine feststehende Wand handelt. Der Flügelzellenversteller 6 ist schematisch dargestellt und weist einen nicht dargestellten Stator und Rotor auf. Der Stator ist topfförmig ausgebildet und durch den Rotor in einen Ringraum unterteilt, welcher wiederum durch an dem Stator vorgesehene, sich bis zu dem Rotor erstreckende Statorstege in mehrere Druckräume unterteilt ist. Die Druckräume sind in bekannter Weise durch an dem Rotor vorgesehene Flügel in entgegengesetzt wirkende Arbeitskammern A und B unterteilt. Das Zentralventil 5 umfasst eine Zentralschraube 7, einen Ventileinsatz 9 und einen in dem Ventileinsatz 9 verschiebbaren Ventilkörper 8, welcher sich über eine Feder 17 an dem Ventileinsatz 9 abstützt und über einen Sicherungsring 18 gegen ein Herausrutschen gesichert ist. Der Ventileinsatz 9 und die Zent- raischraube 7 weisen eine komplexe Struktur aus Druckmittelkanälen, Steuerkanten und Druckmittelkammern auf, durch welche das Druckmittel zur Verstellung des Drehwinkels der Nockenwelle 3 in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers 8 wahlweise entweder in die Arbeitskammern A oder die Arbeitskammern B eingeleitet wird. Das Zentralventil 5 wird mit der Zentralschraube 7 in die rohrförmige Nockenwelle 3 eingeschraubt, wodurch gleichzeitig der nicht dargestellte Rotor des Flügelzellenverstellers 6 mit der Nockenwelle 3 drehfest verspannt wird.

Die Nockenwelle 3 ist rohrförmig mit einer zentralen Durchströmöffnung 12 ausgebildet und über ein Wälzlager 4 in einer Öffnung der Gehäusewand 1 drehbar gelagert. Das Wälzlager 4 ist mit dem Außenring über einen Sicherungsring 2 verschiebefest in der Öffnung der Gehäusewand 1 gehalten, während der Innenring des Wälzlagers an einer Lagerfläche der Nockenwelle 3 anliegt und seitlich nicht gegen ein Verschieben gesichert, so dass die Lager- stelle als Loslager angesehen werden kann.

In dem Gewindeansatz der Zentralschraube 7 ist ebenfalls eine axial gerichtete Durchströmöffnung 13 vorgesehen, welche zentrisch in der Zentralschraube 7 und in der eingeschraubten Stellung des Zentralventils 5 koaxial zu der Durch- strömöffnung 12 der Nockenwelle 3 angeordnet ist. In dem Ventileinsatz 9 ist ferner ein Rückschlagventil 15 mit einem Massekörper 10 und einer Feder 1 1 vorgesehen. Die Feder 1 1 drängt den Massekörper 10 in eine die Durchströmöffnung 13 in dem Zentralventil 5 verschließende Stellung, so dass das von der Druckmittelpumpe P in Pfeilrichtung zugeführte Druckmittel nur durch die Durchströmöffnung 13 in das Zentralventil 5 einströmen kann, wenn der Druck in dem Druckmittel ausreichend groß ist, um den Massekörper 10 gegen die Federkraft der Feder 1 1 in der Darstellung nach links zu bewegen. In der Durchströmöffnung 13 der Zentralschraube 7 ist ferner ein Filter 14 vorgesehen, mit dem in dem Druckmittel vorhandene Partikel herausgefiltert werden. Das Druckmittel strömt bei einer Betätigung der Druckmittelpumpe P in Pfeilrichtung durch die Durchströmöffnungen 12 in der Nockenwelle 3 und durch die Durchströmöffnung 13 in der Zentralschraube 7 in axialer Richtung durch das Wälzlager 4 und wird in dem Zentralventil 5 in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers 8 entweder in die Arbeitskammern A oder B eingeleitet. Durch das Einleiten des Druckmittels in die Arbeitskammern A oder B wird der Rotor zusammen mit der Nockenwelle 3 gegenüber dem Stator und der Kurbelwelle verdreht, wobei das Volumen der Arbeitskammern A oder B, in welche das Druckmittel eingeleitet wird, vergrößert und das Volumen der jeweils anderen Arbeitskammern A oder B entsprechend verkleinert wird. Durch die Verkleinerung des Volumens der jeweils anderen Arbeitskammern A oder B wird das Druckmittel aus diesen Arbeitskammern A oder B verdrängt und über das Zentralventil 5 in ein Druckmittelreservoir T zurückgeführt.

Aufgrund der axialen Zuströmung des Druckmittels durch die rohrförmige Nockenwelle 3 kann der Flügelzellenversteller 6 erkennbar dichter an dem Wälzlager 4 bzw. der Gehäusewand 1 angeordnet werden, d.h. die axiale Baulänge der Nockenwellenverstellvorrichtung links der Gehäusewand 1 , d.h. in diesem Fall der erforderliche Bauraum der Nockenwellenverstellvorrichtung außerhalb des Zylinderkopfes, wird wesentlich verringert. Außerdem ist der axiale Abstand zwischen einem an dem Stator vorgesehenen Zahn- oder Riemenrad und dem Wälzlager 4 geringer, so dass die beim Antrieb des Stators wirkenden Biegemomente in der Nockenwelle 3 und die daraus resultierenden Lagerkräfte im Bereich der Lagerstelle geringer sind. Dabei ist es wichtig, dass das Druckmittel an einer Stelle der Nockenwelle 2 eingeleitet wird, welche auf der anderen Seite der Gehäusewand 1 als der Flügelzellenversteller 6 angeordnet ist, also in der Darstellung rechts der Gehäusewand 1 . Dadurch kann die axiale Baulänge der Nockenwellenverstellvorrichtung links der Gehäusewand 1 , also außerhalb des Zylinderkopfes bzw. der Zylinderkopfhaube, verkürzt werden. Ferner ist die Nockenwelle 3 in der vorgeschlagenen Ausführungsform rohr- förmig mit einer zentrischen Durchströmöffnung 12 ausgebildet, so dass die Unwucht der Nockenwelle 3 möglichst gering ist. Sofern die Durchströmöffnung sich über die gesamte Länge der Nockenwelle 3 erstreckt, kann das Druckmit- tel auch an dem entfernteren Ende der Nockenwelle 3 eingeleitet werden. Für den Fall einer Verwendung eines Rohres zur Herstellung der Nockenwelle 3 muss die Nockenwelle 3 ferner nicht zusätzlich bearbeitet werden, wodurch die Herstell kosten weiter gesenkt werden können. In der Fig. 2 ist eine weiterentwickelte Nockenwellenverstellvorrichtung zu erkennen, bei der in dem Zentralventil 5 ein Rückschlagventil 16 mit einem zusätzlichen parallel wirkenden Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist, welches in der Fig. 3 vergrößert dargestellt ist. Das Rückschlagventil 16 ist in einem Kunststoffring 19 angeordnet, welcher auf den Ventileinsatz 9 mit Klemmarmen aufgeclipst ist. Das Rückschlagventil 16 ist durch eine Platte mit einer Öffnung 23 und ein die Öffnung 23 verschließendes Federblech 20 gebildet. Das Federblech 20 ist an der dem Ventilkörper 8 zugewandten Seite der Platte angeordnet und wird durch das von der Druck- mittelpumpe P geförderte Druckmittel bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Druckes in Richtung des Ventilkörpers 8 unter Freigabe der Öffnung 23 verdrängt. Ferner ist ein Druckbegrenzungsventil in Form eines eine Öffnung 21 verschließenden Federbleches 22 vorgesehen, welches auf der anderen Seite der Platte, d.h. an der Zuströmseite der Platte, angeordnet ist. Wenn der Druck des Druckmittels in dem Zentralventil 5 oder in dem Flügelzellen- versteller 6 einen vorbestimmten Druck übersteigt, z.B. bei Druckspitzen, wird das Federblech 22 in Richtung der Zuströmseite des Druckmittels verdrängt, so dass das Druckmittel aus dem Zentralventil 5 zumindest kurzseitig zurück in die Durchströmöffnung 12 strömen kann und der Druck gesenkt wird. Bezugszeichenliste

1 Gehäusewand

2 Sicherungsring

3 Nockenwelle

4 Wälzlager

5 Zentralventil

6 Flügelzellenversteller

7 Zentralschraube

8 Ventil körper

9 Ventileinsatz

10 Massekörper

1 1 Feder

12 Durchströmöffnung

13 Durchströmöffnung

14 Filter

15 Rückschlagventil

16 Rückschlagventil

17 Feder

18 Sicherungsring

19 Kunststoffring

20 Federblech

21 Öffnung

22 Federblech

23 Öffnung