DE102007054546A1

DE102007054546A1 - Elektromechanisches Verstellsystem

Info

Publication number: DE102007054546A1
Application number: DE200710054546
Authority: DE
Inventors: Falko Arnold; Jens Schäfer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2009-05-20
Also published as: WO2009062780A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Verstellsystem für eine Brennkraftmaschine zum Verstellen der relativen Winkellage zweier Wellen, umfassend einen Aktuator (05) mit einem Rotor (11), einem Stator (12) und einer Abtriebswelle (06), ein Stellglied (07) sowie Dichtmittel (18) zur Abdichtung des Aktuators (05). Erfindungsgemäß dienen die Dichtmittel (18) zur Abdichtung der in Bezug zum Zylinderkopf (09) der Brennkraftmaschine feststehenden Bestandteile des Aktuators (05) zumindest gegenüber dem Rotor (11) des Aktuators (05).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromechanisches Verstellsystem für eine Brennkraftmaschine zum Verstellen der relativen Winkellage zweier Wellen, umfassend einen Aktuator mit einem Rotor, einem Stator und einer Abtriebswelle, ein Stellglied sowie Dichtmittel zur Abdichtung des Aktuators.
Zu elektromechanischen Verstellsystemen gehören Phasenversteller bei Verbrennungsmotoren. Phasenversteller bei Verbrennungsmotoren dienen vorzugsweise zur Verstellung der Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile (Nockenwellenversteller) bzw. als Phasenversteller für Aktuatorwellen bei variablen Ventiltrieben. Phasenversteller sind in einem Wellensystem angeordnet. Über die Antriebswelle – z. B. ein Nockenwellenkettenrad – wird Antriebsleistung dem Wellensystem zugeführt, welche mittels der Abtriebswelle – z. B. der Nockenwelle – wieder entzogen wird. Der Phasenversteller dient als Bindeglied zwischen der Antriebswelle und der zu treibenden Welle. Er erlaubt, zusätzlich zur Antriebsleistung mechanische Leistung in das Wellensystem einzukoppeln oder aus diesem abzuführen. Dadurch kann die durch das Antriebsrad erzwungene Bewegungsfunktion der zu treibenden Welle verändert werden, beispielsweise kann ein Phasenversatz realisiert werden.
Phasenversteller lassen sich in zwei Hauptgruppen unterteilen. Zur ersten Hauptgruppe zählen Phasenversteller mit einem Stellglied, also einer Funktionseinheit, die in den Massenstrom oder Energiefluss eingreift, welches beispielsweise hydraulisch, elektrisch oder mechanisch ausgebildet ist, und sich mit Getriebeelementen des Nockenwellenverstellers mitdreht.
Die zweite Hauptgruppe umfasst Phasenversteller mit einem separaten Steller, also einer Funktionseinheit, in der aus der Reglerausgangsgröße die zur Aussteuerung des Stellgliedes erforderliche Stellgröße gebildet wird, und einem separaten Stellglied. Bei der zweiten Hauptgruppe gibt es drei Bauformen. Die erste Bauform sind Phasenversteller mit einem mitdrehenden Aktuator und einem mitdrehenden Stellglied, beispielsweise ein hochübersetzendes Getriebe, dessen Stellwelle durch einen mitdrehenden Hydraulikmotor oder Fliehkraftmotor vorverstellt werden kann und mittels einer Feder rückverstellt werden kann. Zur zweiten Bauform zählen Phasenversteller mit einem mitdrehenden Stellglied und einem stationären, motorfesten Aktuator, beispielsweise einem Elektromotor oder einer elektrischen oder mechanischen Bremse. In der DE 100 38 354 A1 , der DE 102 05 034 A1 und der EP 1 043 482 B2 kommen derartige Phasenversteller zum Einsatz.
Die dritte Bauform umfasst Phasenversteller mit einer richtungsabhängigen Kombination der Lösungen gemäß der ersten und zweiten Bauform, beispielsweise eine motorfeste Bremse, bei der ein Teil der Bremsleistung genutzt wird, um eine Feder zu spannen, welche nach Abschaltung der Bremse die Rückverstellung ermöglicht. Diese Bauform wird beispielsweise bei der DE 102 24 446 A1 , WO 03098010 , DE 103 24 845 A1 und DE 103 17 607 A1 verwendet.
Bei Systemen gemäß der zuvor genannten zweiten Hauptgruppe sind Aktuator und Stellglied mittels einer Stellwelle miteinander verbunden. Die Verbindung kann schaltbar oder nicht schaltbar sein, lösbar oder unlösbar, spielfrei oder mit Spiel behaftet und weich oder steif ausgeführt sein. Unabhängig von der Bau form kann die Verstellenergie in Form einer Bereitstellung durch eine Antriebs- bzw. eine Bremsleistung sowie unter Ausnutzung von Verlustleistungen des Wellensystems (z. B. Reibung) bzw. von Trägheiten bzw. von Fliehkräften erfolgen. Ein Bremsen kann auch unter vollständiger Ausnutzung oder Mitbenutzung der Reibleistung der Nockenwelle erfolgen. Ein Phasenversteller kann mit oder ohne eine mechanische Begrenzung des Verstellbereiches ausgestattet sein. Als Stellmechanismus bzw. Stellglied kommen in einem Nockenwellenversteller ein- oder mehrstufige Drei-Wellen-Getriebe bzw. Mehrgelenk bzw. Koppelgetriebe folgender Bauformen zum Einsatz: Taumelscheibengetriebe, Exzentergetriebe, Planetengetriebe, Wellgetriebe, Kurvenscheibengetriebe, Mehrgelenk- bzw. Koppelgetriebe oder Kombinationen der einzelnen Bauformen bei einer mehrstufigen Ausführung.
Im Stand der Technik ist es in der Regel üblich Nockenwelle, Stellglied und Aktuator, zum Beispiel E-Motor, in Reihe anzuordnen. Dadurch benötigen diese Verstellsysteme relativ viel Bauraumlänge, die im Motorraum nur in begrenztem Maße zur Verfügung steht. Die Abdichtung des Aktuators gegenüber der Umgebung erfolgt üblicherweise mittels eines Radialwellendichtrings um die Welle. Alternativ können, wie in der DE 102 48 355 A1 beschrieben, auch lediglich Stator und PC-Board mittels Kunststoffumspritzung oder Kunststoffabdeckfolie gegen Motoröl geschützt werden.
Zur Einsparung von axialer Bauraumlänge ist es bekannt, den Aktuator nockenwellenseitig anzuordnen. Dies bringt den zusätzlichen Vorteil mit sich, dass auf der der Nockenwelle abgewandten Seite noch ein Vakuumpumpe oder ein anderes Aggregat angetrieben werden kann. Die nockenwellenseitige Anordnung des Aktuators ist möglich, da in der Regel zwischen Stellglied und erstem Nockenwellenlager ungenutzter Bauraum aus früheren Anwendungen mit hydraulischen Nockenwellenverstellsystemen zur Verfügung steht. Bei hydraulischen Verstellsystemen würden an dieser Stelle Öl-Drehübertrager und Steuerventile platziert sein. Ein elektromechanisches Verstellsystem benötigt kein Steuerventil und keinen oder nun einen stark vereinfachten Drehüberträger (ein Schmierölkanal). Die Anordnung des Aktuators auf der Seite der Nockenwelle erfordert einige Veränderungen an Aktuator und Stellglied. Bei einer Lösung mit konzentrischem Aktuator muss die Welle des Aktuators als Hohlwelle ausgeführt werden, damit die Nockenwelle durchgeführt werden kann. Dadurch wird zwangsläufig der Durchmesser des gesamten Aktuators größer. Aufgrund des Durchmessers der Hohlwelle, der größer als der Durchmesser der durchzuführenden Nockenwelle sein muss, sind schleifende Dichtungen, wie die bislang verwendeten Radialwellendichtringe, ungünstig, da diese ein hohes Reibmoment mit sich bringen. Zudem ist es bei großem Wellendurchmesser und hohen Drehzahlen, die beim Nockenwellenversteller bei maximaler Verstellgeschwindigkeit auftreten, schwierig mit Radialwellendichtungen zu dichten, da diese bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten nur eine sehr begrenzte Lebensdauer aufweisen.
Sofern eine nockenwellenseitige Positionierung des Aktuators nicht möglich ist, kann die Bauraumlänge des gesamten Systems nur reduziert werden, indem die Länge der einzelnen Komponenten reduziert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, wenn wie in der DE 10 2004 014 865 beschrieben, die Radialflussmaschine – der Walzenläufer – durch eine Axialflussmaschine – einen Scheibenläufer – ersetzt wird. Der Scheibenläufer kann aufgrund seines im Vergleich zur oben beschriebenen Hohlwelle geringeren Wellendurchmessers mittels herkömmlicher Radialwellendichtringe abgedichtet werden. Allerdings wäre auch beim Scheibenläufer eine Optimierung hinsichtlich Reibung und damit Wirkungsgrad wünschenswert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein elektromechanisches Verstellsystem mit einer verbesserten Abdichtung des Aktuators zur Verfügung zu stellen. Die verwendeten Dichtmittel sollen eine gute Dichtwirkung haben, sich durch ein vergleichsweise geringes Reibmoment auszeichnen, eine lange Lebensdauer aufweisen und dadurch auch bei nockenwellenseitiger Anordnung des Aktuators einsetzbar sein.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient ein elektromechanisches Verstellsystem gemäß dem beigefügtem Anspruch 1. Das erfindungsgemäße elektromechanische Verstellsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Dichtmittel zur Abdichtung der in Bezug zum Zylinderkopf der Brennkraftmaschine feststehenden Bestandteile des Aktuators dienen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die in Bezug zum Zylinderkopf feststehenden Bestandteile des Aktuators zumindest den Stator. Der Stator ist hierbei definiert als ein stehend zum Zylinderkopf angeordnetes Bauteil mit mindestens einer Wicklung. Falls der Aktuator eine zur Kommutierung dienende Elektronik aufweist, gehört auch diese zu den bezüglich des Zylinderkopfs feststehenden Bestandteilen. Kommt für die Kommutierung ein so genanntes „Sensorless"-Verfahren zum Einsatz, kann diese Elektronik entfallen. In diesem Fall müsste nur noch der Stator entsprechend abgedichtet werden.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Dichtmittel durch einen zwischen Rotor und Stator befindlichen Luftspalt geführt sind. Bei dieser Ausführungsform hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Dichtmittel integrierte Dichtflächen zur Abdichtung gegenüber dem übrigen Aktuatorgehäuse aufweisen. Die Abdichtung kann jedoch auch über zusätzliche O-Ringe erfolgen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Dichtmittel die in Bezug zum Zylinderkopf feststehenden Bestandteile des Aktuators vollständig umhüllen. Beispielsweise können die Dichtmittel nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform um diese Aktuatorbestandteile herumgespritzt sein. Dadurch, dass die Dichtmittel Bestandteil der entsprechenden Aktuatorbestandteile sind, kann auf besonders einfache Weise eine Abdichtung erreicht werden. Im Unterschied zur erstgenannten Ausführungsvariante ist es nicht mehr erforderlich, ein separates Dichtmittel über den Luftspalt einzuführen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform bestehen die Dichtmittel aus einem nichtmagnetischen oder paramagnetischen und nicht elektrisch leitfähigem Material. Außerdem sollte das für die Dichtmittel verwendete Material beständig gegenüber den umgebenden Medien sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass das im Luftspalt zwischen Stator und Rotor befindliche Dichtmittel, das drehmomenterzeugende Magnetfeld nicht schwächt. Bei Verwendung eines elektrisch leitfähigen Materials, wie beispielsweise Aluminium, ist mit Verlusten aufgrund von Wirbelströmen zu rechnen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform hat sich die Verwendung von Kunststoff für die Dichtmittel als besonders günstig erwiesen. Kunststoffe besitzen sämtliche der beschriebenen erforderlichen Eigenschaften. Elemente aus Kunststoff lassen sich zudem auch preiswert fertigen. Als geeignete Kunststoffe können beispielsweise PA66, PPA oder PPS zum Einsatz kommen. Es soll jedoch keine Einschränkung auf die genannten Kunststoffe erfolgen. Die Verwendung anderer, geeigneter Kunststoffe ist durchaus möglich. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der verwendete Kunststoff glasfaserverstärkt ist. Glasfaserverstärkte Kunststoffe besitzen ein vergleichsweise geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit, Korrosions- und Temperaturbeständigkeit sowie ein gutes Verschleißverhalten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform beträgt die Materialstärke der Dichtmittel im Luftspalt zwischen 0,01 mm und 1 mm. In diesem Zusammenhang hat sich eine Materialstärke zwischen 0,2 mm und 0,5 mm als besonders zweckmäßig erwiesen. Eine möglichst dünne Ausführung des im Luftspalt befindlichen Dichtmittels ist vorteilhaft, da in diesem Fall auch der Luftspalt zwischen Rotor und Stator dementsprechend kleiner ausfallen kann, was sich wiederum vorteilhaft auf das vom Aktuator maximal erzeugbare Drehmoment auswirkt.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform dient das erfindungsgemäße elektromechanische Verstellsystem zum Verstellen der relativen Winkellage einer Nockenwelle und einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Der Aktuator kann nach einer weitergebildeten Ausführungsform nockenwellenseitig angeordnet sein. In diesem Zusammenhang hat sich eine Ausführung der Abtriebswelle des Aktuators als Hohlwelle als günstig erwiesen. Mittels des erfindungsgemäß verwendeten Dichtmittels kann auch bei dem vergleichsweise großen Durchmesser der Hohlwelle, durch die ja die Nockenwelle hindurchgeführt wer den muss, eine bezüglich Reibung und damit auch bezüglich des Wirkungsgrades optimierte Abdichtung erzielt werden.
Schließlich hat es sich weiterhin noch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Aktuator ein Elektromotor ist. Der Elektromotor kann als Scheibenläufermotor ausgeführt sein. Im Vergleich zu einer Verwendung von Radialwellendichtringen als Dichtmittel tritt beim erfindungsgemäß verwendeten Dichtmittel weniger Reibung auf, was sich nicht zu letzt vorteilhaft auf das Verschleißverhalten auswirkt.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
1 ein elektromechanisches Verstellsystem nach dem Stand der Technik, mit einem Aktuator, welcher auf der einer Nockenwelle abgewandten Seite eines Stellglieds angeordnet ist, in einer vereinfachten Darstellung;
2 ein elektromechanisches Verstellsystem nach dem Stand der Technik, mit einem Aktuator, welcher auf der der Nockenwelle zugewandten Seite des Stellglieds angeordnet ist, in einer vereinfachten Darstellung;
3 einen bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Verstellsystems verwendeten Aktuator in einer Schnittdarstellung;
4 eine Ansicht des Details z aus 3;
5 den bei einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Verstellsystems verwendeten Aktuator in einer Schnittdarstellung;
6 eine Ansicht des Details z aus 5;
7 den bei einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Verstellsystems verwendeten Aktuator in einer Schnittdarstellung;
8 eine Ansicht des Details z aus 7;
9 den bei einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Verstellsystems verwendeten Aktuator in einer Schnittdarstellung;
10 eine Ansicht des Details z aus 9.
1 zeigt ein elektromechanisches Verstellsystem nach dem Stand der Technik mit einem Aktuator, welcher auf der von einer Nockenwelle 01 abgewandten Seite eines Stellglieds angeordnet ist. Das elektromechanische Verstellsystem dient als Nockenwellenversteller zum Verstellen der relativen Winkellage der Nockenwelle 01 gegenüber einer mit einem Antriebsrad 03 in Antriebsverbindung stehenden Kurbelwelle. Der Nockenwellenversteller umfasst einen Aktuator 05 mit einer Abtriebswelle (nicht dargestellt) und ein Stellglied 07 mit einer Verstellwelle 08. Wie 1 zu entnehmen ist sind Nockenwelle 01, Stellglied 07 und Aktuator 05 in Reihe angeordnet. Als Aktuator 05 kann beispielsweise ein Elektromotor oder eine Bremse eingesetzt werden. Der Aktuator 05 ist auf dem Zylinderkopf 09 oder einem anderen motorfesten Teil des Verbrennungsmotors befestigt. Als Stellglied 07 kommt zumeist ein Getriebe mit hoher Übersetzung zum Einsatz. Das Stellglied 07 ist an der Nockenwelle 01 über eine Zentralschraube befestigt. Zur Abdichtung des Aktuators gegenüber der Umgebung werden zumeist Radialwellendichtringe eingesetzt.
2 zeigt ein elektromechanisches Verstellsystem nach dem Stand der Technik mit einem Aktuator, welcher auf der der Nockenwelle 01 zugewandten Seite des Stellglieds angeordnet ist. Der Nockenwellenversteller umfasst wiederum den Aktuator 05 mit der Abtriebswelle 06 und dem Stellglied 07. Eine Abtriebswelle 06 des Aktuators 05 ist als Hohlwelle ausgeführt. Die Nockenwelle 01 ist durch die Abtriebswelle 06 hindurchgeführt. Durch die nockenwellenseitige Anordnung des Aktuators 05 kann axiale Bauraumlänge eingespart werden. Gleichzeitig vergrößert sich der Durchmesser des gesamten Aktuators 05, da die Abtriebswelle 06 einen größeren Durchmesser als bei der in 1 beschriebenen Anordnung aufweisen muss, damit die Nockenwelle 01 hindurchgeführt werden kann.
3 zeigt einen bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Verstellsystems verwendeten Aktuator in einer Schnittdarstellung, wobei nur die oberhalb einer Symmetrielinie liegenden Abschnitte der einzelnen Bauteile gezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Aktuator 05, nockenwellenseitig angeordnet, wie dies auch in Bezug auf 2 beschrieben wurde. Als Aktuator 05 dient im dargestellten Ausführungsbeispiel ein bürstenloser Hohlwellenmotor. Der Hohlwellenmotor umfasst einen Rotor 11, einen Stator 12, sowie eine mindestens zur Kommutierung dienende Elektronik 14 auf einer Leiterplatte, welche gemeinsam in einem Gehäuse 15 angeordnet sind. Auf die Elektronik 14 kann verzichtet werden, wenn die Kommutierung über ein „Sensorless"-Verfahren erfolgt. Der Hohlwellenmotor ist auf der als Hohlwelle ausgeführten Abtriebswelle 06 angeordnet. Die Abtriebswelle 06 ist zum Durchführen einer Nockenwelle (nicht gezeigt) ausgelegt.
Die bezüglich des Zylinderkopfs feststehenden Bestandteile des Hohlwellenmotors, in diesem Fall der Stator 12 und die Elektronik 14, sind über Dichtmittel 18 abgedichtet, um vor Verunreinigungen geschützt zu sein. Die Dichtmittel 18 sind durch den zwischen Rotor 11 und Stator 12 befindlichen Luftspalt hindurchgeführt. Eine Ansicht des Details z, welches die Ausführung der Abdichtung zeigt, kann 4 entnommen werden. Dabei ist erkennbar, dass sich das Dichtmittel 18 in axialer Richtung durch den Luftspalt erstreckt und am Stator 12 anliegt. Es verbleibt ein mechanischer Luftspalt zwischen Dichtmittel und Rotor 11, so dass die Beweglichkeit nicht gestört ist. Das Dichtmittel 18 kann beispielsweise in Form einer Kunststoffhülse ausgeführt sein. Als Kunststoffe kön nen zum Beispiel PA66, PPA oder PPS eingesetzt werden. Der verwendete Kunststoff sollte möglichst glasfaserverstärkt sein. Alternativ können auch andere Materialien verwendet werden. Die verwendeten Materialien sollten nichtmagnetisch oder paramagnetisch, nicht elektrisch leitfähig und gegenüber den umgebenden Medien beständig sein. Die Dichtmittel 18 sind über Dichtelemente 20, zum Beispiel O-Ringe bzw. in die Dichtmittel 18 integrierte Dichtflächen zum Gehäuse 15 des Hohlwellenmotors 05 abgedichtet. Alternativ können die Dichtmittel 18 und die Dichtelemente 20 auch in einem gemeinsamen Fertigungsschritt über eine Kunststoff-2-Komponentenspritzgusstechnik hergestellt werden. Das Dichtelement 20 kann dabei beispielsweise als thermoplastischer Elastomer ausgeführt sein.
5 zeigt den bei einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Verstellsystems verwendeten Aktuator in einer Schnittdarstellung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 3 dargestellten Ausführung lediglich dadurch, dass die Dichtmittel 18 nicht als separates Bauteil ausgeführt sind, sondern den Stator 12 und die Elektronik 14 vollständig, zum Beispiel in Form einer Kunststoffumhüllung, umschließen. Der Kunststoff kann beispielsweise um den Stator 12 und die Elektronik 14 herumgespritzt bzw. herumgegossen sein. Statt Kunststoff kann wiederum auch ein anderes geeignetes Material zum Einsatz kommen. Eine Ansicht des Details z, welches die Ausführung der Abdichtung zeigt, kann 6 entnommen werden, wobei sich die Verhältnisse im Luftspalt augenscheinlich nicht von denjenigen bei der Ausführungsform gemäß 3 unterscheiden.
7 zeigt den bei einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Verstellsystems verwendeten Aktuator in einer Schnittdarstellung. Bei dieser Ausführungsform ist der Aktuator 05 auf der der Nockenwelle abgewandten Seite des Stellglieds angeordnet, wie dies auch in Bezug auf 1 beschrieben wurde. Als Aktuator 05 dient in diesem Fall ein bürstenloser Scheibenläufermotor. Der Scheibenläufermotor umfasst einen Rotor 11, einen Stator 12, sowie die mindestens zur Kommutierung dienende Elektronik 14, welche gemeinsam in einem Gehäuse 15 angeordnet sind.
Der Stator 12 und die Elektronik 14, sind über Dichtmittel 18 abgedichtet. Die Dichtmittel 18 sind durch den zwischen Rotor 11 und Stator 12 befindlichen Luftspalt hindurchgeführt. Eine Ansicht des Details z, welches die Ausführung der Abdichtung zeigt, kann 8 entnommen werden. Auch hier liegt das Dichtmittel 18 vorzugsweise flächig am Stator 12 an, so dass der notwendige mechanische Bewegungsspalt zum Rotor 11 verbleibt. Das Dichtmittel 18 kann wiederum in Form einer Kunststoffhülse ausgeführt sein. Die Dichtmittel 18 sind über Dichtelemente 20, zum Beispiel O-Ringe bzw. in die Dichtmittel 18 integrierte Dichtflächen, zum Gehäuse 15 des Scheibenläufermotors abgedichtet. Alternativ können die Dichtmittel 18 und die Dichtelemente 20 wiederum auch in einem gemeinsamen Fertigungsschritt über eine Kunststoff-2-Komponentenspritzgusstechnik hergestellt werden. Das Dichtelement 20 kann dabei zum Beispiel als thermoplastischer Elastomer ausgeführt sein.
9 zeigt den bei einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Verstellsystems verwendeten Aktuator in einer Schnittdarstellung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 7 dargestellten Ausführung lediglich dadurch, dass die Dichtmittel 18 nicht als separates Bauteil ausgeführt sind, sondern den Stator 12 und die Elektronik 14 vollständig, zum Beispiel in Form einer Kunststoffumspritzung, umhüllen. Auch hier kann anstelle von Kunststoff ein anderes geeignetes Material zum Einsatz kommen. Eine Ansicht des Details z, welches die Ausführung der Abdichtung zeigt, kann 10 entnommen werden.

01: Nockenwelle
02
03: Antriebsrad
04
05: Aktuator
06: Abtriebswelle
07: Stellglied
08: Verstellwelle
09: Zylinderkopf
10
11: Rotor
12: Stator
13: Magnet
14: Elektronik
15: Gehäuse
16
17: Lager
18: Dichtmittel
19
20: Dichtelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10038354 A1 [0004]
- DE 10205034 A1 [0004]
- EP 1043482 B2 [0004]
- DE 10224446 A1 [0005]
- WO 03098010 [0005]
- DE 10324845 A1 [0005]
- DE 10317607 A1 [0005]
- DE 10248355 A1 [0007]
- DE 102004014865 [0009]

Claims

Elektromechanisches Verstellsystem zum Verstellen der relativen Winkellage zweier Wellen, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen Aktuator (05) mit einem Rotor (11), einem Stator (12) und einer Abtriebswelle (06), ein Stellglied (07) sowie Dichtmittel (18) zur Abdichtung des Aktuators (05), dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel (18) die in Bezug zum Zylinderkopf (09) der Brennkraftmaschine feststehenden Bestandteile des Aktuators (05) gegenüber dem Rotor (11) abdichten.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel (18) durch einen zwischen Rotor (11) und Stator (12) befindlichen Luftspalt geführt sind.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel (18) Dichtelemente (20), wie O-Ringe oder integrierte Dichtflächen, umfassen, welche eine Abdichtung gegenüber einem Gehäuse (15) des Aktuators (05) bewirken.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel (18) die in Bezug zum Zylinderkopf (09) feststehenden Bestandteile des Aktuators (05) vollständig umhüllen.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel (18) um die in Bezug zum Zylinderkopf (09) feststehenden Bestandteile des Aktuators (05) herumgespritzt oder herumgegossen sind.
Elektromechanisches Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel (18) aus einem nichtmagnetischen oder paramagnetischen und nicht elektrisch leitfähigem Material bestehen, und dass das Material beständig gegenüber den umgebenden Medien ist.
Elektromechanisches Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel (18) aus Kunststoff bestehen.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff PA66, PPA oder PPS ist.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff glasfaserverstärkt ist.
Elektromechanisches Verstellsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke der Dichtmittel (18) im Luftspalt zwischen 0,01 mm und 1 mm beträgt.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke der Dichtmittel (18) im Luftspalt zwischen 0,2 mm und 0,5 mm beträgt.
Elektromechanisches Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen, deren relative Winkellage vom Verstellsystem beeinflusst wird, eine Nockenwelle (01) und eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine sind.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (05) nockenwellenseitig angeordnet ist.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (06) des Aktuators (05) eine Hohlwelle ist.
Elektromechanisches Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (05) eine Antriebs- oder eine Bremsvorrichtung ist.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (05) ein Elektromotor ist.
Elektromechanisches Verstellsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein Scheibenläufermotor ist.
Elektromechanisches Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die in Bezug zum Zylinderkopf (09) feststehenden Bestandteile des Aktuators (05) zumindest den Stator (12) umfassen.