Die Erfindung betrifft einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Schwenkmotorenversteller für Nockenwellen von Verbrennungsmotoren sind wohlbekannt. Diese Nockenwellenversteller werden in modernen

Brennkraftmaschinen zur Optimierung der Verbrauchs- und Leistungswerte eingesetzt und dienen dazu, die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der

Gaswechselventile zu verändern, um die Phasenrelation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Zu diesem Zweck ist der Nockenwellenversteller in einen Antriebsstrang integriert, über welchen Drehmomente von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen werden. Der Nockenwellenversteller besitzt dazu einen von der Kurbelwelle angetriebenen Stator und einen drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Rotor. Zwischen dem Rotor und dem Stator sind mit einem Hydraulikfluid

beaufschlagbare Arbeitskammern vorgesehen, welche durch dem Rotor zugeordnete Flügel in gegeneinander wirkende Druckräume unterteilt sind.

Während des Betriebes der Brennkraftmaschine sind beide Druckräume permanent mit Hydraulikfluid gefüllt, so dass der Rotor und der Stator relativ steif miteinander verbunden sind. Die Steuerzeiten der Gaswechselventile werden dadurch verändert, dass der Druck in einem der Druckräume erhöht wird, während der Druck in dem jeweils anderen Druckraum gesenkt wird. Das Hydraulikfluid muss dazu dem einen Druckraum zugeführt und aus dem anderen Druckraum zu einem Tank hin abgeführt werden, wodurch sich die Winkellage zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle verändert. Damit bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor - d.h. bei unbelastetem Nocken- wellenversteller - der Rotor die für den Motorstart nötige Stellung einnimmt, wird der Rotor durch ein Federelement in eine Ausgangslage gedreht. In dieser Ausgangslage kann der Rotor gegenüber dem Stator mittels einer Verriegelungsvorrichtung gegen ein Verschwenken festgesetzt sein.

Ein gattungsgemäßer Schwenkmotorversteller ist beispielsweise der DE 10 2010 060 263 A1 zu entnehmen.

Für unterschiedliche Verbrennungsmotoren können unterschiedliche Verstellwinkel des Rotors bezüglich des Stators vorgesehen sein. Dies bedeutet, dass die Konstruktion des Schwenkmotorverstellers und insbesondere die Ausgestaltung des Rotors und des Stators an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden müssen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle bereitzustellen, welcher für unterschiedliche Verstellwinkel Verwendung finden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle mit den Merkmalen das Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle umfasst einen Rotor und einem Stator, wobei der Rotor gegen den Stator über eine Rotationsachse des Schwenkmotorverstellers verdrehbar ist. Jeweils zwischen zwei Stegen des Stators ist ein Flügel des Rotors positionierbar, wobei mit Hilfe des Flügels ein zwischen den beiden Stegen ausgebildeter Zwischenraum in eine erste Druckkammer und in eine zweite Druckkammer geteilt ist.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe sind Mittel zur Einstellung eines Verstellwinkels des Rotors bezüglich des Stators vorgesehen. Hierdurch können für unterschiedliche Verstellwinkel gleichartige Rotoren und Statoren eingesetzt werden.

Vorzugsweise umfassen die Mittel wenigstens ein Anschlagelement zum Anschlag des Rotors in einer ersten Endlage, welches an dem Stator bzw. an einem mit dem Stator verbundenen Bauteil angeordnet ist. Das Anschlagelement kann in einfacher weise auch nachträglich an den Stator bzw. das Bauteil angeordnet werden, so dass die Einstellung des Verstellwinkels exakt je nach Anwendungsfall erfolgen kann.

Gemäß einer besonders einfachen und damit kostengünstigen Ausführungsform der Erfindung ist das Anschlagselement in Form eines Stiftes ausgebildet.

Weist der Schwenkmotorversteller eine Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung des Stators und des Rotors umfassend einen federkraftbelasteten

Verriegelungsbolzen und eine mit dem Stator verbundene Verriegelungsscheibe mit einer Verriegelungsbohrung zur zumindest teilweisen Aufnahme des

Verriegelungsbolzens auf, ist das Anschlagelement vorzugsweise an der

Verriegelungsscheibe angeordnet. Dabei ist gemäß einer vorteilhaften

Ausführungsform der Erfindung das Anschlagselement an der

Verriegelungsscheibe formschlüssig aufgenommen.

Alternativ kann das das Anschlagselement ebenso mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung an der Verriegelungsscheibe befestigt sein.

Ist ein radialer Abstand des Anschlagelements zu einer Rotationsachse des Rotors größer als ein radialer Abstand des Verbindungsbolzens zur

Rotationsachse, kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass ein Anschlag des Flügels an das Anschlagelement keine Deformation im Bereich der

Verriegelung zur Folge hat.

Ferner kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein weiteres Anschlagelement zum Anschlag des Rotors in einer zweiten Endlage vorgesehen sein, welches an dem Stator bzw. an einem mit dem Stator

verbundenen Bauteil angeordnet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und

Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen

Schwenkmotorverstellers 1 , welcher während des Betriebes eines nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors eine Änderung von Öffnungs- und

Schließzeiten von Gaswechselventilen des Verbrennungsmotors ermöglicht.

Hierzu wird mit Hilfe des Schwenkmotorverstellers 1 eine relative Winkellage einer nicht näher dargestellten Nockenwelle des Verbrennungsmotors gegenüber einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle des Verbrennungsmotors stufenlos verändert, wobei die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle verdreht wird. Durch Verdrehen der Nockenwelle werden die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile so verschoben, dass der Verbrennungsmotor bei der jeweiligen Drehzahl seine optimale Leistung bringt.

Der Schwenkmotorversteller 1 weist einen zylindrischen Stator 2 auf, der drehfest mit einem Antriebsrad der Nockenwelle verbunden ist. Das Antriebsrad kann als ein Kettenrad, über das eine nicht näher dargestellte Kette als Antriebselement geführt wird, ausgebildet sein. Ebenso kann das Antriebsrad aber, wie dargestellt, ein Zahnriemenrad 20 sein, über das ein Antriebsriemen als Antriebselements geführt ist. Über dieses Antriebselement und das Antriebsrad ist der Stator 2 mit der Kurbelwelle antriebsverbunden. Der Stator 2 weist einen zylindrischen Statorgrundkörper 3 auf, an welchem auf dessen Innenseite sich radial nach innen erstreckende Stege 5 in regelmäßigen Abständen ausgebildet sind, derart, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Stegen 5 ein Zwischenraum 6 gebildet ist. In diesen Zwischenraum 6 wird ein Druckmedium, im Allgemeinen ein Hydraulikfluid, mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Hydraulikventils gesteuert eingebracht.

In den Zwischenraum 6 hineinragend ist ein Flügel 7 positioniert, welcher an einer Rotornabe 8 eines Rotors 9 angeordnet ist. Der Anzahl der Zwischenräume 6 entsprechend weist die Rotornabe 8 eine Anzahl von Flügel 7 auf. Der Rotor 9 weist eine Rotationsachse 10 auf.

Mit Hilfe der Flügel 7 sind somit die Zwischenräume 6 jeweils in eine erste

Druckkammer 1 1 und eine zweite Druckkammer 12 unterteilt. Zur Reduzierung eines Druckverlustes in der ersten Druckkammer 1 1 und der zweiten

Druckkammer 12 sind die Stege 5 mit ihren Stirnseiten 13 an eine

Außenmantelfläche 14 der Rotornabe 8 dichtend anliegend ausgebildet. Ebenso liegen die Flügel 7 mit ihren Stirnseiten 15 dichtend an einer der

Außenmantelfläche 14 gegenüberliegend positionierten Innenwand 16 des

Statorgrundkörpers 3 an.

Der Rotor 9 ist drehfest mit der Nockenwelle des Verbrennungsmotors verbunden. Um die Winkellage zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle zu verändern, wird der Rotor 9 relativ zum Stator 2 um die Rotationsachse 10 um einen

Verstellwinkel α gedreht, wobei der Stator 2 koaxial zum Rotor 9 angeordnet ist. Hierzu wird je nach gewählter Drehrichtung das Druckmedium in der ersten Druckkammer 1 1 oder in der zweiten Druckkammer 12 unter Druck gesetzt, während die zweite Druckkammer 12 bzw. die erste Druckkammer 1 1 entlastet wird. Die Entlastung erfolgt mit Hilfe eines Tankzugangs, welcher zur Entlastung geöffnet ist. Damit der Rotor 9 gegenüber dem Stator 2 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung einer ersten Endlage verdreht wird, werden mit Hilfe des Hydraulikventils nicht gezeigte radiale erste Nabenbohrungen, die in die zweiten Druckkammern 12 führen, unter Druck gesetzt, welche über den Umfang der Rotornabe 8 regelmäßig verteilt angeordnet sind. Zur Verdrehung des Rotors 9 im

Uhrzeigersinn in Richtung einer zweiten, dargestellten Endlage werden mit Hilfe des Hydraulikventils nicht gezeigte radiale zweite Nabenbohrungen, welche in die Druckkammern 1 1 führen, unter Druck gesetzt, welche ebenfalls über den Umfang der Rotornabe 8 verteilt angeordnet sind, wobei diese zweiten Nabenbohrungen axial von den ersten Nabenbohrungen beabstandet positioniert sind.

Zur Verriegelung des Stators 2 und des Rotors 9 ist eine Verriegelungsvorrichtung 4 vorgesehen. Die Verriegelungsvorrichtung 4 umfasst neben einer koaxial zum Rotor 9 bzw. Stator 2 angeordneten Verriegelungsscheibe 17 einen

Verriegelungsbolzen 23. Die Verriegelungsscheibe 17, die eine

Verriegelungsbohrung zur zumindest teilweisen Aufnahme des

Verriegelungsbolzens 23 aufweist, ist plan an einer ersten Rotorscheibenfläche des Rotors 9 anliegend ausgebildet. An einer zweiten Rotorscheibenfläche des Rotors 9, welche von der ersten Rotorscheibenfläche abgewandt ausgebildet ist, ist ein nicht näher dargestellter Deckel zur Abdeckung des Rotors 9 und des Stators 2 positioniert.

Ein Flügel 7 des Rotors 9 trägt den Verrieglungsbolzen 23, welcher axial entlang der Rotationsachse 10 verschiebbar in einer Aufnahmeöffnung 24 des Flügels 7 aufgenommen ist. Der Verriegelungsbolzen 23 ist hohlzylinderartig ausgebildet und weist eine innerhalb des Hohlzylinders aufgenommene nicht näher

dargestellte Schraubenfeder auf. Die Schraubenfeder stützt sich an einem

Abstützelement ab, welches die Aufnahmeöffnung 24 an der zweiten

Rotorscheibenfläche verschließt, so dass die axiale Verschiebung des

Verriegelungsbolzens 23 in Richtung der zweiten Rotorscheibenfläche begrenzt ist. Um einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle bereitzustellen, welcher für unterschiedliche Verstellwinkel Verwendung finden kann, sind Mittel zur Einstellung eines Verstellwinkels α des Rotors 9 bezüglich des Stators 2 vorgesehen, so dass für unterschiedliche Verstellwinkel α gleichartige Rotoren und Statoren eingesetzt werden können.

Die Mittel umfassen wenigstens ein Anschlagelement 18 in Form eines Stiftes zum Anschlag des Rotors 9 in der ersten Endlage. Das Anschlagelement 18 ist dabei an der Verriegelungsscheibe 17 angeordnet, welche mittels Verbindungselemente 19 mit dem Stator 2 verbunden vorgesehen ist.

Der Stift als Anschlagelement 18 kann in einfacher Weise auch nachträglich an der Verriegelungsscheibe 17 angeordnet werden, so dass die Einstellung des Verstellwinkels α exakt je nach Anwendungsfall erfolgen kann.

Zur gesicherten Aufnahme weist die Verriegelungsscheibe 17 ein

Aufnahmeelement in Form eines Loches auf, in welche das Anschlagselement 18 hineingesteckt ist und somit an der Verriegelungsscheibe 17 formschlüssig aufgenommen ist. Zusätzlich kann das Anschlagelement 18 durch eine

Schweißnaht an der Verriegelungsscheibe 17 gesichert werden. Ebenso könnte das Anschlagselement 17 auch ausschließlich mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung an der Verriegelungsscheibe 17 aufgenommen sein.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, ist ein radialer Abstand des Anschlagelements 18 zu einer Rotationsachse 10 des Rotors 9 größer als ein radialer Abstand des

Verbindungsbolzens 23 zur Rotationsachse 10. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass ein Anschlag des Flügels 7 an das Anschlagelement 18 keine Deformation im Bereich der Verriegelung zur Folge hat.

Ferner kann ein weiteres Anschlagelement zum Anschlag des Rotors 9 in der in Fig. 1 dargestellten zweiten Endlage vorgesehen sein. Bezugszeichenliste

Schwenkmotorversteller

Stator

Statorgrundkörper

Innenseite

Steg

Zwischenraum

Flügel

Rotornabe

Rotor

Rotationsachse

Druckkammer

Druckkammer

Stirnseite

Außenmantelfläche

Stirnseite

Innenwand

Verriegelungsscheibe

Anschlagelement

Verbindungselement

Zahnriemenrad

Verriegelungsbolzen

Aufnahmeöffnung