Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Nockenwellenversteller sowie ein Verfahren zum Betrieb eines hydraulischen Nockenwellenverstellers gemäß dem Oberbegriff 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 der Beaufschlagung der Druckkammern mit einem hydraulischen Druckmittel kann die Lage des Rotors gegenüber dem Stator und damit auch die Lage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle 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. In Ausnahmefällen, beispielsweise bei einem Abwürgen des Verbrennungsmotors ist es aber möglich, dass die Verriegelungseinrichtung den Rotor nicht bestimmungsgemäß verriegelt, und der Nockenwellenversteller in der sich anschließenden Startphase mit unverriegeltem Rotor betrieben werden muss. Da manche Verbrennungsmotoren jedoch ein sehr schlechtes Startverhalten haben, wenn der Rotor nicht in der Mitten position verriegelt ist, muss der Rotor dann in der Startphase selbstständig in die Mittenverrieglungsposition verdreht und anschließend verriegelt werden. Darüber hinaus sind hydraulische Nockenwellenversteller mit einem Speichervolumen bekannt, wobei die hydraulischen Arbeitskammern zur Verstellung des Rotors im Falle einer Unterversorgung durch die Druckmittelpumpe aus dem Speichervolumen versorgt werden, um das Ansaugen von Luft in die entsprechende Arbeitskammer zu vermeiden und zusätzlich die Momente des Nockenwellenantriebs zu nutzen. Ein solcher hydraulischer Nockenwellenverstel- ler wird als Smart-Phaser bezeichnet. Weist ein hydraulischer Nockenwellenversteller sowohl eine Mittenverriegelung als auch einen Volumenspeicher auf, wird dieser Nockenwellenversteller auch als Smart-Lock-Nockenwellenversteller bezeichnet.

Hydraulische Nockenwellenversteller mit einem Volumenspeicher für das Druckmittel weisen gegenüber konventionellen hydraulischen Nockenwellenverstellern einen deutlich geringeren Druckmitteldurchsatz und höhere Verstellgeschwindigkeiten auf. 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 Nockenwellenversteller 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 Nockenwellenverstellers voneinander trennen. Dabei sind an den Volumenspeichern Rückschlagventile vorgesehen, um ein unkontrolliertes Ausströmen des Hydrauliköls in die Arbeitskammern des Nockenwellenverstellers zu unterbinden. Ferner sind hydraulische Nockenwellenversteller bekannt, bei denen ein Volumenspeicher in einem der Deckel des hydraulischen Nockenwellenverstellers ausgebildet ist.

Die DE 10 2016 218 793 A1 zeigt einen Nockenwellenversteller mit einem Antriebselement und einem dazu innerhalb eines Winkelbereichs verdrehbaren und mit einer Nockenwelle verbindbaren Abtriebselement, wobei zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement druckbeaufschlagbare Arbeitskammern zur Verdrehung des Antriebselements zum Abtriebselement ausgebildet sind, wobei der Nockenwellenversteller einen Volumenspeicher zum Sammeln von Hydraulikmittel aufweist, wobei der Volumenspeicher das Hydraulikmittel über ein Rückschlagventil einer unterdruckbe- aufschlagten Arbeitskammer zuführt, indem der Unterdruck in der Arbeitskammer das Rückschlagventil öffnet und das Rückschlagventil in einer axialen Position zwischen der Arbeitskammer und dem Volumenspeicher angeordnet ist, wobei der Volumen- speicher von einem mit dem Antriebselement drehfest verbundenem Deckelelement ausgebildet ist.

Nachteilig bei den bekannten Lösungen ist jedoch, dass sie entweder sehr aufwendig und damit vergleichsweise teuer sind, oder dass unter bestimmten (ungünstigen) Betriebsbedingungen nicht garantiert werden kann, dass eine Abstützkammer zur Verstellung des Nockenwellenverstellers in die Mitten position hinreichend mit Öl versorgt wird. Ungünstiger Weise ist das im Reservoir beim Motorstillstand bevorratete Druckmittel durch den Überlauf an einem Stellmagneten des hydraulischen Nockenwellen- verstellers auf einen bestimmten Füllstand begrenzt. Da die Fliehkraft beim Betrieb nötig ist, um das Öl umlaufend im gesamten ringförmigen Speicher zu halten, läuft im Stillstand ein Großteil des Öls aus dem Speicher über den Überlauf ab. Beim Start steht also zunächst nur eine geringe Ölmenge zur Verfügung. Es kann also nicht garantiert werden, dass die Bohrungen zur Ölversorgung der Arbeitskammer und/oder der Mittenverriegelung immer hinreichend mit Druckmittel bedeckt sind und es betriebssicher vermieden wird, dass Luft angesaugt wird. Dies ist insbesondere bei einem Startvorgang des Verbrennungsmotors kritisch, weil beim Start die Herausforderung besteht, das Druckmittel auf die Umlaufbahn in den Deckeln zu beschleunigen, und somit dafür zu sorgen, dass das Druckmittel in radialer Richtung die Rückschlag- ventile zur Druckmittelversorgung der Abstützkammern bedeckt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Nockenwellenversteller mit einer Mittenverriegelung bereitzustellen, welcher die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen überwindet und insbesondere die Ölzufuhr in der An- laufphase zu verbessern, um einen funktionssicheren Start des Motors zu gewährleisten.

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. Dabei sind an dem Stator mehrere Stege vorgesehen, welche einen Ringraum zwischen dem Stator und dem Rotor in eine Mehrzahl von Druckräumen unterteilen. Der Rotor weist eine Rotornabe und eine Mehrzahl von sich aus der Rotornabe radial nach außen erstreckender Flügel auf, welche die Druckräume in zwei Gruppen von jeweils mit einem in einem Druckmittel- kreislauf zu- oder abströmenden Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitskammern mit einer unterschiedlichen Wirkrichtung unterteilen. Der hydraulische Nockenwellenversteller weist ferner einen Verriegelungsmechanismus zur Verriegelung des Rotors in einer Mitten position auf. Dabei ist der hydraulische Nockenwellenversteller, insbesondere der Stator des hydraulischen Nockenwellenverstellers an mindestens einer Stirn- seite, vorzugsweise an beiden Stirnseiten, durch einen Deckel zumindest teilweise verschlossen. In einem der Deckel ist ein Reservoir zur Bevorratung von Druckmittel ausgebildet, wobei der Deckel eine Überlauföffnung aufweist, durch welche das Druckmittel in axialer Richtung aus dem hydraulischen Nockenwellenversteller austreten kann. Dabei ist das Reservoir im Verhältnis zu der Überlauföffnung so dimensio- niert, dass bei einem Stillstand des hydraulischen Nockenwellenverstellers ein

Druckmittelsumpf in dem Reservoir verbleibt, welcher bei einem erneuten Anlauf des hydraulischen Nockenwellenverstellers die Druckmittelversorgung zumindest der Rückschlagventile des Verriegelungsmechanismus sicherstellt.

Durch den vorgeschlagenen hydraulischen Nockenwellenversteller ist es möglich, den Rotor nach einem Start des Verbrennungsmotors aus einer beliebigen Position in eine Mitten position zu drehen und somit den Motorstart und die darauffolgende Warmlaufphase des Verbrennungsmotors zu erleichtern. Dabei erfolgt die Ölversorgung der entsprechenden Arbeitskammer, um den Rotor in die Mittenposition zu drehen, aus dem Reservoir des hydraulischen Nockenwellenverstellers sowie durch eine Druckmittelpumpe. Dabei kann durch die Überlauföffnung nur so viel Druckmittel entweichen, dass die verbleibende Druckmittelmenge beim Anlauf ausreicht, um die Rückschlagventile der Mittenverriegelungseinrichtung komplett mit Druckmittel zu überdecken und das Ansaugen von Luft durch diese Rückschlagventile zu vermeiden. Dadurch wird das Verdrehen des Rotors in die Mittenposition nach einem Kaltstart oder einem erneuten Start des Verbrennungsmotors verbessert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rückschlagventile zur Druckmittelversorgung des Mittenverriegelungsmechanismus auf einem ersten Teilkreis und die Rückschlagventile zur Druckmittelversorgung der Arbeitskammern auf einem zweiten Teilkreisdurchmesser angeordnet sind, wobei der erste Teilkreisdurchmesser größer als der zweite Teilkreisdurchmesser ist. Nach dem Motorstart hat die Verfügbarkeit der Verriegelungsfunktion eine größere Priorität als die Smart-Phasing-Funktion. Daher ist es vorteilhaft, wenn nach dem Motorstart die Rückschlagventile für die Verriegelungsfunktion schneller mit Druckmittel versorgt werden als die Rückschlagventile der Arbeitskammern für die Smart-Phasing-Funktion. Durch die Anordnung der Rückschlag- ventile für die Verriegelungskammern auf einem größeren Teilkreisdurchmesser als den Teilkreisdurchmesser der Rückschlagventile für die übrigen Verstellkammern wird die bevorzugte Ölversorgung der Verriegelungskammern erreicht, wodurch der Rotor nach dem Wirkprinzip einer hydraulischen Ratsche in die Mittenverriegelungsposition gedreht und dort verriegelt werden kann.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen hydraulischen Nockenwellenverstellers möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Deckel, an welchem das Reservoir zur Bevorratung des Druckmittels ausgebildet ist, frei von Totvolumina ausgebildet ist. Dabei sind als Totvolumina solche Bereiche zu verstehen, aus denen das Druckmittel aufgrund der Fliehkraft nicht zu den Rückschlagventilen gelangen kann und in diesen Totvolumina gefangen bleibt. Dadurch kann verhin- dert werden, dass sich das Druckmittel beim Anlauf in einem der Totvolumen sammelt und somit nicht durch die Fliehkraft nach außen gedrückt wird. Durch die Reduzierung der Totvolumina kann die Ölversorgung der Rückschlagventile insbesondere in der Anlaufphase des hydraulischen Nockenwellenverstellers verbessert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stator an einer Stirnseite durch einen Verriegelungsdeckel und durch einen Reservoirdeckel begrenzt ist, wobei das Reservoir an dem Reservoirdeckel ausgebildet ist. Durch den Verriegelungsmechanismus und die dazu notwendigen Aussparungen in dem Verriegelungsdeckel sind an diesem Deckel vergleichsweise viele Hinterschnitte vorhanden, welche Totvolumina ausbilden können. Daher ist es vorteilhaft, wenn das Reservoir in dem Reservoirdeckel ausgebildet ist.

Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Verriegelungsdeckel und der Reservoirdeckel in einem Bauteil kombiniert sind, um möglichst kurze Fließwege für das

Druckmittel zu dem Verriegelungsmechanismus gewährleisten zu können.

In einer bevorzugte Ausführungsform des hydraulischen Nockenwellenverstellers ist vorgesehen, dass an dem Deckel, an dem das Reservoir ausgebildet ist, ein Sperrelement ausgebildet ist, welches das Einlaufen des Druckmittels in ein Totvolumen des hydraulischen Nockenwellenverstellers, sperrt. Durch ein Sperrelement kann das Einfließen von Druckmittel in ein Totvolumen gehindert werden, sodass die Gefahr ei- ner Ansammlung von Druckmittel in dem Totvolumen reduziert wird.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Sperrelement in einer Tasche oder vor einer Tasche ausgebildet ist. Durch eine Tasche an einem der Deckel kann ein Freiraum für weitere Bauelemente, insbesondere für Verschraubungen oder Ventilzugänge ge- schaffen werden. Durch das Sperrelement wird eine solche Tasche ausgefüllt oder der Einlauf in eine solche Tasche abgedeckt, sodass eine hydraulische Verbindung von dem Reservoir zu dem Totvolumen unterbunden wird bzw. das Totvolumen hydraulisch von dem Reservoir getrennt ist.

Gemäß einer vorteilhaften Verbesserung des hydraulischen Nockenwellenverstellers ist vorgesehen, dass das Totvolumen durch eine Einmündung für Rückschlagventilzugänge und/oder als Ausnehmung für eine Verschraubung ausgebildet sind. Verschraubungen und Montagefasen sind typische Beispiele für Totvolumina an einem hydraulischen Nockenwellenversteller, in denen sich das Druckmittel nach einem Mo- torstopp oder zu Beginn eines Anlaufvorgangs sammeln kann. Daher ist vorgesehen, den entsprechenden Deckel so auszugestalten, dass ein Einströmen in diese Totvolumina gehindert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reservoir an einem der Deckel eine von einer zylindrischen Form abweichende Geometrie aufweist, um ein Totvolumen in dem in der Anlaufphase nicht zur Ölversorgung des Mittenverriegelungsmechanismus nutzbares Druckmittel zurückgehalten wird, zu verkleinern. Durch ein von der zylindrischen Form abweichendes Reservoir können an dem hydraulischen Nockenwellenversteller, insbesondere an dem Stator entsprechende Bereiche ausgespart werden, sodass eine Überlappung des Reservoirs mit Bohrungen für eine Verschraubung oder zur Montage notwendigen Ausnehmungen vermieden wird. Dadurch kann das gesamte im Reservoir zurückgehaltene Druckmittel bei einem erneuten Anlaufvorgang des Verbrennungsmotors genutzt werden, um die Rückschlagventile mit Druckmittel zu versorgen und ein Ansaugen von Luft zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers vorgeschlagen, wobei beim Abstellen des Verbrennungsmotors das Druckmittel in dem Reservoir gesammelt wird und bei einem Neustart des Verbrennungsmotors das Druckmittel aus dem Reservoir durch die Fliehkraft auf ein äußeres, im Wesentlichen ringförmiges Startvolumen geschleudert wird, wobei die Rückschlagventile zur Versorgung des Verriegelungsmechanismus in einem Bereich des hydraulischen Nockenwellenverstellers angeordnet sind, welcher durch das im Wesentlichen ringförmige Startvolumen abgedeckt ist. Dadurch wird das Ansaugen von Luft in die Arbeitskammern zur Drehung des Rotors in die Mittenverriegelungsposition vermieden und sichergestellt, dass der Rotor nach dem Wirkprinzip eine hydraulischen Ratsche sicher in die Mittenverriegelungsposition gedreht werden kann.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinier- bar. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:

ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen No- ckenwellenverstellers in einer Schnittdarstellung;

eine dreidimensionale Darstellung eines Deckels eines erfindungsge mäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers sowie die Druckmittel Verteilung in unterschiedlichen Betriebszuständen;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller sowie den Druckmittelsumpf bei abgestelltem Verbrennungsmotor;

Fig. 4 eine weitere Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller sowie die Druckmittelverteilung nach einem Start des Verbrennungsmotors;

Fig. 5 eine weitere Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller zur Visualisierung eines Totvolumens; und

Fig. 6 eine weitere Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen hyd- raulischen Nockenwellenversteller.

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 Nockenwellenver- steller 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 erstrecken. In der gezeigten Darstellung ist der hydrauli- sehe Nockenwellenversteller 1 in einer Schnittdarstellung durch den Stator 2 und den Rotor 3 dargestellt. Der Stator 2 weist eine Mehrzahl von Stegen 6 auf, welche einen Ringraum zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 3 in mehrere Druckräume 8 unterteilen. Die Druckräume 8 werden durch die Flügel 5 des Rotors 3 in zwei Gruppen von Arbeitskammern 9, 10 mit unterschiedlicher Wirkrichtung unterteilt. An den jeweiligen Spitzen der Flügel 5 sind Dichtelemente 7 vorgesehen, um ein Überströmen von einer Arbeitskammer 9, 10 in die jeweils andere Arbeitskammer 9, 10 zu unterbinden. Der hydraulische Nockenwellenversteller 1 weist einen Mittenverriegelungsmechanismus 11 auf, welche einen Verriegelungsstift 13 zur Verriegelung des Rotors 3 gegenüber dem Stator 2 in einer statorfesten Verriegelungskulisse 12 umfasst. Der Stator 2 ist an seiner ersten Stirnseite 20 durch einen Verriegelungsdeckel 17 und einen Reservoirdeckel 18 und an seiner zweiten Stirnseite 21 durch einen Dichtdeckel 33 begrenzt, welche jeweils drehfest mit dem Stator 2 verbunden sind. Die Verriegelungskulisse 12 kann sowohl im Stator 2 selbst, als auch in einem der mit dem Stator 2 drehfest verbundenen Deckel 17, 18, insbesondere in dem Verriegelungsdeckel 17, angeordnet sein.

Grundsätzlich wird der Drehwinkel der Nockenwelle zur Kurbelwelle im Normalbetrieb des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 dadurch verstellt, dass eine erste Gruppe von Arbeitskammern 9 mit einem Druckmittel 19 beaufschlagt werden und dadurch ihr Volumen vergrößern, während gleichzeitig das Druckmittel 19 aus einer zweiten Gruppe von Arbeitskammern 10 verdrängt und deren Volumen verringert wird. Die Arbeitskammern 9, deren Volumen bei dieser Verstellbewegung jeweils gruppenweise vergrößert wird, werden im Sinne der Erfindung als Arbeitskammern 9 einer Wirkrichtung bezeichnet, während die Arbeitskammern 10, deren Volumen gleichzeitig ver- kleinert wird, als Arbeitskammern 10 der entgegengesetzten Wirkrichtung bezeichnet werden. Die Volumenvergrößerung der Arbeitskammern 9 führt dazu, dass der Rotor 3 gegenüber dem Stator 2 in Richtung„früh" verdreht wird. Die entsprechende

Druckmittelversorgung der Arbeitskammern 9, 10 erfolgt durch eine Druckmittelpumpe 15, welche ein Druckmittel 19 aus einem Vorratsbehälter 16 in die Arbeitskammern 9, 10 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 fördert.

An dem Rotor 3, an dem Stator 2 und/oder an einem der Deckel 17, 18 des hydrauli- sehen Nockenwellenverstellers 1 ist ein Reservoir 14 zur Bevorratung von Druckmittel 19 ausgebildet. Das Reservoir 14 ist hydraulisch mit den Arbeitskammern 9, 10 verbunden und ermöglicht ein Nachströmen von Druckmittel 19 in die Arbeitskammern 9, 10, wenn die Druckmittelpumpe 15 nicht genug Druckmittel 22 fördern kann und ein Unterdruck in einer der Arbeitskammern 9, 10 entsteht. In Fig. 1 ist ein hydraulischer Nockenwellenversteller 1 dargestellt, bei dem das Reservoir in den Stegen 6 des Stators 2 ausgebildet ist, wobei die Stege 6 jeweils durch Rückschlagventile 27, 28 mit den Arbeitskammern 9, 10 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 in Wirkverbindung treten können.

In Fig. 6 ist ein weiterer Schnitt durch einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 dargestellt. Dabei ist die hydraulische Anbindung des Reservoirs 14 an die Arbeitskammern 9, 10 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 zu erkennen. Dabei ist der Verriegelungsdeckel 17 zwischen der ersten Stirnseite 20 des Stators 2 und dem Reservoirdeckel 18 angeordnet. In dem Verriegelungsdeckel 17 sind die Rückschlagventile 27 zur Versorgung der Arbeitskammern 9, 10 für die

Smart-Phaser-Funktion des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 und die Rückschlagventile 28 zur Versorgung der Abstützkammern 24 ausgebildet. Die Ölversorgung der Arbeitskammern 9, 10 erfolgt im Normalbetrieb durch die Druckmittelpumpe 15 sowie ein nicht dargestelltes Zentralventil sowie entsprechende Versorgungsboh- rungen 37, 38 in dem Rotor 3. Da die Rückschlagventile 28 für die Abstützkammern 24 auf einem größeren Teilkreisdurchmesser 30 liegen als die Rückschlagventile 27 für die Smart-Phasing-Funktion, ist bei Anlauf des Verbrennungsmotors gewährleistet, dass die Abstützfunktion Priorität gegenüber der Verstellfunktion besitzt.

In Fig. 2 ist eine dreidimensionale Darstellung eines Deckels 17, 18 eines erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 , sowie die Druckmittelverteilung in unterschiedlichen Betriebszuständen gezeigt. Der Deckel 17, 18 ist an einer Stirnseite 20, 21 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 drehfest fixiert und bildet ein Reservoir 14 zur Bevorratung des Druckmittels 19 aus. Bei einem Stillstand des Verbrennungsmotors und einem damit verbundenen Stillstand des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 strömt eine Teilmenge des im Reservoir 14 befindlichen Druckmittels 19, insbesondere des Öls des Verbrennungsmotors, über die Überlauföffnung 23 aus dem Reservoir 14, sodass sich nach einer kurzen Zeit ein Druckmittelsumpf 25 bildet, welcher bis an die untere Kante der Überlauföffnung 23 reicht. Bei einem Start des Verbrennungsmotors 1 wird der hydraulische Nockenwellenversteller durch die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Rotation versetzt, sodass das Druckmittel 19 durch die Fliehkraft nach außen gedrängt wird und sich entlang eines im Wesentlichen ringförmigen Abschnitts an die Wand des Deckels 18 anlegt. Das Druckmittelvolumen im Anlauf 35 entspricht dabei dem Druckmittelvolumen des Druckmittelsumpfes 25. Im weiteren Betrieb des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 wird das Reservoir 14 weiter befüllt, wodurch sich der ringförmige Abschnitt verbreitert und das Reservoir 14 von außen nach innen befüllt, bis das zusätzliche Druckmittel bei vollständig gefülltem Reservoir 14 durch die Überlauföffnung 23 wieder austritt. Dabei vergrößert sich das Druckmittelvolumen auf das in Fig. 2 dargestellt Druckmittelvolumen 34 im kontinuierlichen Motorbetrieb.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass die Rückschlagventile 28 für den Mittenverriegelungsmechanismus 11 auf einem ersten Teilkreisdurchmesser 30 und die Rückschlagventile 27 für die Smart-Phasing-Funktion auf einem zweiten Teilkreisdurchmesser 29 mit einem kleineren Durchmesser liegen. Die Zugänge zu den Ar- beitskammern 9, 10 für den Verriegelungsmechanismus liegen ebenfalls auf dem ersten Teilkreisdurchmesser DA und werden durch die Rückschlagventile 28 verdeckt. Bei Motorstillstand des Verbrennungsmotors ergibt sich der in Fig. 3 dargestellte Druckmittelsumpf 25 in dem Reservoir 14 des Deckels 17, 18. Ferner sind in Fig. 3 die Verriegelungsstifte 12 und die Verriegelungskulisse 13 des Mittenverriegelungsme- chanismus 11 zu erkennen.

In Fig. 4 ist ein weiterer Schnitt durch einen erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 dargestellt, wobei der hydraulische Nockenwellenversteller 1 nach einem Start des Verbrennungsmotors mit der Drehzahl der Nockenwelle, d.h. mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle, rotiert. Das Druckmittel 19 wird durch die Fliehkraft nach radial außen an einen Rand des Deckels 17, 18 gedrückt, sodass ein ringförmiges Volumen 35 in dem Deckel mit Druckmittel 19 abgedeckt ist, dessen Volu- men im Wesentlichen dem Druckmittelvolumen des Druckmittelsumpfs 25 entspricht. Dabei sind die Zugänge zu den Abstützkammern 24 für den Verriegelungsmechanismus 11 mit Druckmittel 19 bedeckt, sodass diese Abstützkammern 24 keine Luft ansaugen können. Dadurch kann der Rotor 3 des hydraulischen Nockenwellenverstel- lers 1 gegen die Wechselmomente der Nockenwelle abgestützt werden und sich in die Mittenverriegelungsposition bewegen.

Da es erfahrungsgemäß Situationen gibt, in denen der hydraulische Nockenwellen- versteller 1 nicht mehr die Möglichkeit hatte, den Rotor 3 bei einem Motorstopp des Verbrennungsmotors in die Mittenverriegelungsposition zu drehen und die Verriege- lungsstifte 12 in der Verriegelungskulisse 13 zu verriegeln, wird in dem erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 die Möglichkeit zur Verstellung von einer beliebigen Position in die Mittenverriegelungsposition bei einem Motorstart bedacht. Dazu muss die entsprechend der gewünschten / freigegebenen Verstellrichtung bevorzugte Abstützkammer 24 mit Druckmittel 19 versorgt werden, welches nur über ein Rückschlagventil 28 aus dem Reservoir 14 gesaugt werden kann. Ungünstiger weise ist das im Reservoir 14 bei Motorstillstand bevorratete Druckmittel 19 durch die Überlauföffnung 23 an einem Magneten zur Steuerung eines Zentralventils des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 begrenzt. Dabei strömt das restliche Druckmittel 19 durch die Überlauföffnung 23 zu einem Zentralmagneten des hydraulischen No- ckenwellenverstellers 1. Es kann also nicht garantiert werden, dass bei Stillstand des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 sämtliche Bohrungen und Rückschlagventile 27, 28 mit Druckmittel 19 benetzt sind. Um das vorhandene Druckmittelvolumen 25, 35 optimal auszunutzen, ist es vorteilhaft, das Volumen, welches von den Rückschlagventilen 28 nicht oder nur mit der Beimischung von Luft angesaugt werden kann, zu minimieren. Dieses Volumen wird auch als Totvolumen 22 bezeichnet. Daher sind in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel Taschen 32 in dem Deckel 17, 18 vorgesehen. Die Taschen 32 sind an Stellen der Deckel 17, 18 angeordnet, wo beispielsweise Schrauben in die Deckel 17, 18 hineinragen. Zusätzlich sind an dem hydraulischen Nockenwellenversteller 1 Totvolumina 22 in dem Bereich ausgebildet, in welchem Zulaufbohrungen für die Rückschlagventile 27, 28 ausgebildet sind. Dabei weist der Deckel 17, 18 bzw. das vom Deckel 17, 18 begrenzte Reservoir 14 nicht einfach eine zylindrische Form auf, sondern weicht von dieser Form gezielt ab. Bei dem auf den Start folgenden Betrieb wird das Reservoir 14 über das Zentralventil des hyd- raulischen Nockenwellenverstellers 1 mit Druckmittel befüllt, bis auch die Rückschlagventile 27 zur Versorgung der Arbeitskammern 9, 10 für die Smart-Phaser-Funktion mit Druckmittel bedeckt sind und so aktiviert werden können. Dabei erfolgt eine Befüllung des Reservoirs 14 quasi von„außen nach innen", d.h. der durch die Fliehkraft gebildete Druckmittelring wird über die Betriebsdauer breiter, bis überzähliges Druck- mittel 19 wieder durch die Überlauföffnung 23 in Richtung Zentralmagnet abströmen kann.

In Fig. 5 ist ein weiterer Schnitt durch einen erfindungsgemäßen hydraulischen No- ckenwellenversteller 1 dargestellt. Dabei ist an dem hydraulischen Nockenwellenver- steller 1 ein Totvolumen 22 ausgebildet, in welchem Druckmittel 19 zurückbleiben kann, welches nicht durch die Fliehkräfte bei der Rotation des hydraulischen Nockenwellenverstellers am Rand des Deckels 17, 18 zur Verfügung steht. Um dies zu vermeiden, kann an dem Deckel 17, 18 ein Sperrelement 31 vorgesehen werden, welches einen Einlauf von Druckmittel 19 in eine Tasche 32 sperrt oder eine solche Ta- sehe 32 zumindest teilweise ausfüllt, um das Totvolumen 22 zu verkleinern. Dieses Totvolumen 22 kann sich ansonsten bei Eintauchen in den Druckmittelsumpf 25 oder durch die Zentrifugalkraft beim Anlauf des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 mit Druckmittel 19 füllen, wobei das Druckmittel 19 in den Totvolumina 22 dann zur Druckmittelversorgung der Arbeitskammern 9, 10 nicht zur Verfügung steht. Um dies zu verhindern, ist an dem Deckel 17, 18 die Tasche 32 ausgebildet, wodurch das Reservoir 14 eine von einer zylindrischen Form abweichende Form aufweist und eine hydraulische Verbindung aus dem Reservoir 14 in das Totvolumen 22 sperrt.

Bei einem erfindungsgemäßen hydraulischen Nockenwellenversteller 1 ist es also möglich, den Rotor 3 aus einer beliebigen Startposition in die Mittenverriegelungsposition zu drehen und ihn dort zu verriegeln. Insbesondere in der Anlaufphase des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 nach einem Start des Verbrennungsmotors wird dazu die Druckmittelversorgung des hydraulischen Nockenwellenverstellers 1 verbessert.

Bezuqszeichenliste hydraulischer Nockenwellenversteller

Stator

Rotor

Rotornabe

Flügel

Steg

Ringraum

Druckraum

Arbeitskammer

Arbeitskammer

Mittenverriegelungsmechanismus

Verriegelungskulisse

Verriegelungsstift

Reservoir

Druckmittelpumpe

Vorratsbehälter

Verriegelungsdeckel

Reservoirdeckel

Druckmittel

erste Stirnseite

zweite Stirnseite

Totvolumen

Überlauföffnung

Abstützkammer

Druckmittelsumpf

Zulaufbohrung

Rückschlagventil

Rückschlagventil

erster Teilkreisdurchmesser

zweiter Teilkreisdurchmesser

Sperrelement

Tasche Dichtdeckel

Ölstand im kontinuierlichen Motorbetrieb Ölstand während des Anlaufs

Schraube