DE102014204288A1 - Konzentrischer Nockenwellenversteller - Google Patents

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Abstract

Ein konzentrischer Nockenwellenversteller, enthaltend: eine erste Nockenwelle; eine radial innerhalb der ersten Nockenwelle positionierte zweite Nockenwelle; ein Steuerzahnrad, das mit der ersten Nockenwelle in Kontakt steht und durch eine Schweißnaht, einen Presssitz oder einen Schrumpfsitz fest mit der ersten Nockenwelle verbunden ist; einen Rotor, der drehfest mit der zweiten Nockenwelle verbunden ist; und einen Stator, der drehfest mit dem Steuerzahnrad verbunden ist.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 11. März 2013 eingereichten US Provisional Patent Application Nr. 61/775,904 gemäß 35 U.S.C. §119(e), auf die hiermit in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft allgemein Nockenwellenversteller, insbesondere konzentrische Nockenwellenversteller und ganz besonders Nockenwellenversteller für Dieselmotoranwendungen.
  • HINTERGRUND
  • Die Verwendung eines konzentrischen Nockenwellenverstellers (zwei Nockenwellen, eine radial innerhalb der anderen) zur Steuerung eines Einlass- oder Auslassventiltriebs für eine Brennkraftmaschine ist bekannt. Weiterhin ist die Verwendung eines Steuerzahnrads am Nockenwellenversteller zum Antrieb eines zweiten Zahnrads oder zahnradgetriebenen Verstellers für den Einlassoder Auslassventiltrieb bekannt. Für eine ordnungsgemäße Steuerung und einen ordnungsgemäßen Betrieb der Versteller muss der Radialschlag des Steuerzahnrads (Umfangsposition des Steuerzahnrads bezüglich der Nockenwelle) genau gesteuert werden. Der Stand der Technik lehrt die Verwendung von Zwischenkomponenten, wie zum Beispiel Befestigungselementen, zur Befestigung des Steuerzahnrads an den Nockenwellen. Die Verwendung von Zwischenkomponenten führt jedoch zu mit den Komponenten in Verbindung stehenden Toleranzschwankungen, wodurch dem Radialschlag des Steuerzahnrads ein zusätzlicher Fehlergrad hinzugefügt wird. Die eingeführten Toleranzen können zu einer weniger genauen Umfangsposition des Steuerzahnrads bezüglich der Nockenwelle führen, wodurch die Langlebigkeit des Zahnrads und die Steuerung eines den Versteller verwendenden Systems beeinträchtigt werden. Während des Betriebs des Verstellers werden darüber hinaus Zahnradlasten über den Versteller indirekt auf die Nockenwellen übertragen, was zu einer unzuverlässigen Radialübertragung der Zahnradlasten führt. Somit ist es schwierig, den erforderlichen Zahnradradialschlag für einen zuverlässigen, langlebigen und wiederholbaren Betrieb der Versteller aufrechtzuerhalten.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Gemäß hierin dargestellten Aspekten wird ein konzentrischer Nockenwellenversteller bereitgestellt, enthaltend: eine erste Nockenwelle; eine radial innerhalb der ersten Nockenwelle positionierte zweite Nockenwelle; ein Steuerzahnrad, das mit der ersten Nockenwelle in Kontakt steht und durch eine Schweißnaht, einen Presssitz oder einen Schrumpfsitz fest mit der ersten Nockenwelle verbunden ist; einen Rotor, der drehfest mit der zweiten Nockenwelle verbunden ist; und einen Stator, der drehfest mit dem Steuerzahnrad verbunden ist.
  • Gemäß ihren dargestellten Aspekten wird ein konzentrischer Nockenwellenversteller bereitgestellt, enthaltend: eine erste Nockenwelle; eine radial innerhalb der ersten Nockenwelle positionierte zweite Nockenwelle; ein Steuerzahnrad, das mit einer radial nach außen weisenden Fläche der ersten Nockenwelle in Kontakt steht und durch eine Schweißnaht, einen Presssitz oder einen Schrumpfsitz fest mit der ersten Nockenwelle verbunden ist; einen Rotor, der drehfest mit der zweiten Nockenwelle verbunden ist; einen Stator, der drehfest mit dem Steuerzahnrad verbunden ist; und mehrere Kammern, die zumindest teilweise durch den Rotor und den Stator gebildet werden und dazu angeordnet sind, Fluid auf unterschiedlichen Drücken zu empfangen, um den Rotor bezüglich des Stators umfangsmäßig zu verschieben und so eine Umfangsposition der zweiten Nockenwelle zu steuern. Das Steuerzahnrad ist zum Empfang von Drehmoment zur Drehung der ersten und zweiten Nockenwelle und zur direkten Übertragung des Drehmoments und von radialen Lasten auf die erste Nockenwelle angeordnet.
  • Gemäß hierin dargestellten Aspekten wird ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwellenanordnung bereitgestellt, umfassend: Platzieren eine Steuerzahnrads um eine erste Nockenwelle und in Kontakt mit einer Außenumfangsfläche der ersten Nockenwelle; Positionieren des Steuerzahnrads in einer bestimmten Umfangsposition bezüglich der Außenumfangsfläche der ersten Nockenwelle; Verbinden des Steuerzahnrads durch Schweißen, Presspassung oder Schrumpfpassung mit der ersten Nockenwelle; Einsetzen einer zweiten Nockenwelle in die erste Nockenwelle; drehfestes Verbinden eines Rotors mit der zweiten Nockenwelle und drehfestes Verbinden eines Stators mit dem Steuerzahnrad.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Im Folgenden wird die Art und Funktionsweise der vorliegenden Erfindung in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren vollständiger beschrieben, in den Figuren zeigt:
  • 1A eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Koordinatensystems, das in der vorliegenden Anmeldung verwendete räumliche Terminologie darstellt;
  • 1B eine perspektivische Ansicht eines Objekts in dem zylindrischen Koordinatensystem von 1A, das in der vorliegenden Anmeldung verwendete räumliche Terminologie darstellt;
  • 2 eine perspektivische Querschnittsansicht eines konzentrischen Nockenwellenverstellers;
  • 3 eine Querschnittsansicht des konzentrischen Nockenwellenverstellers von 2;
  • 4 eine Vorderansicht des konzentrischen Nockenwellenverstellers von 2, die ein Steuerzahnrad, einen Stator und einen Rotor zeigt;
  • 5 ein schematisches Blockdiagramm einer Kraftmaschine mit einem Versteller von 2, der mit einer konzentrischen Nockenwelle verbunden ist;
  • 6 ein schematisches Blockdiagramm einer Kraftmaschine mit einem Versteller von 2, der mit einem Versteller und einer einzigen Nockenwelle verbunden ist; und
  • 7 ein schematisches Blockdiagramm einer Kraftmaschine mit einem Versteller von 2, der mit einem Zahnrad und einer einzigen Nockenwelle verbunden ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Zu Beginn sollte auf der Hand liegen, dass gleiche Zeichnungsnummern in verschiedenen Ansichten der Zeichnung identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente der Erfindung identifizieren. Obgleich die vorliegende Erfindung bezüglich dessen, was derzeit als die bevorzugten Aspekte betrachtet wird, beschrieben wird, versteht sich, dass die beanspruchte Erfindung nicht auf den offenbarten Aspekt beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen innerhalb des Gedankens und Schutzbereichs der angehängten Ansprüche umfassen.
  • Weiterhin versteht sich, dass diese Erfindung nicht auf die beschriebene(n) bestimmte(n) Methodologie, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und somit natürlich variieren kann. Weiterhin versteht sich, dass die hierin verwendete Terminologie allein der Beschreibung bestimmter Aspekte dient und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, der nur durch die angehängten Ansprüche eingeschränkt wird, nicht einschränken soll.
  • Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, geläufige Bedeutung. Obgleich jegliche Verfahren, Vorrichtungen oder Materialien, die den hierin beschriebenen ähnlich oder damit äquivalent sind, beim Ausüben oder Prüfen der Erfindung verwendet werden können, werden nunmehr die bevorzugten Verfahren, Vorrichtungen und Materialien beschrieben.
  • 1A ist eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Koordinatensystems 80, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendete räumliche Terminologie darstellt. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise im Rahmen eines zylindrischen Koordinatensystems beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, die als Bezugspunkt für die folgenden Richtungs- und Raumbegriffe verwendet wird. Die Adjektive „axial“, „radial“ und „Umfangs-“ beziehen sich auf eine Ausrichtung, die zu der Achse 81 bzw. dem Radius 82 (der zu der Achse 81 orthogonal ist) bzw. dem Umfang 83 parallel ist. Die Adjektive „axial“, „radial“ und „Umfangs-“ beziehen sich auch auf eine Ausrichtung, die zu den jeweiligen Ebenen parallel ist. Zur Verdeutlichung der Anordnung der verschiedenen Ebenen werden die Objekte 84, 85 und 86 verwendet. Die Fläche 87 des Objekts 84 bildet eine axiale Ebene. Das heißt, die Achse 81 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 88 des Objekts 85 bildet eine radiale Ebene. Das heißt, der Radius 82 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 89 des Objekts 86 bildet eine Umfangsebene. Das heißt, der Umfang 83 bildet eine Linie entlang der Fläche. Als weiteres Beispiel ist die axiale Bewegung oder Anordnung zu der Achse 81 parallel, die radiale Bewegung oder Anordnung ist zu dem Radius 82 parallel, und die Umfangsbewegung oder -anordnung ist zu dem Umfang 83 parallel. Die Drehung erfolgt in Bezug auf die Achse 81.
  • Die Adverbien „axial“, „radial“ und „Umfangs-“ beziehen sich auf eine Ausrichtung, die zu der Achse 81, dem Radius 82 bzw. dem Umfang 83 parallel ist. Die Adverbien „axial“, „radial“ und „Umfangs-“ beziehen sich auch auf eine Ausrichtung, die zu den jeweiligen Ebenen parallel ist.
  • 1B ist eine perspektivische Ansicht von Objekt 90 in dem zylindrischen Koordinatensystem 80 aus 1A, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendete räumliche Terminologie darstellt. Das zylindrische Objekt 90 repräsentiert ein zylindrisches Objekt in einem zylindrischen Koordinatensystem und soll die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken. Das Objekt 90 weist eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92 und eine Umfangsfläche 93 auf. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene und die Fläche 93 ist eine Umfangsfläche.
  • 2 ist eine perspektivische Querschnittsansicht des konzentrischen Nockenwellenverstellers 100.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht des konzentrischen Nockenwellenverstellers 100 von 2.
  • 4 ist eine Vorderansicht des konzentrischen Nockenwellenverstellers 100 von 2, die ein Steuerzahnrad, einen Stator und einen Rotor zeigt. Das Folgende sollte angesichts der 2 bis 4 betrachtet werden. Der Versteller 100 enthält einen Teil 101, eine Nockenwelle 102 und eine Nockenwelle 104, die radial einwärts, zum Beispiel innerhalb der Nockenwelle 102, positioniert ist. Der Versteller 100 enthält ein Steuerzahnrad 106, einen Rotor 108, der drehfest mit der Nockenwelle 104 verbunden ist, und einen Stator 110, der drehfest mit dem Steuerzahnrad 106 verbunden ist. Das Steuerzahnrad 106 steht mit der Nockenwelle 102 in Kontakt und ist durch eine Schweißnaht, einen Presssitz oder einen Schrumpfsitz mit der Nockenwelle 102 fest verbunden. Mit "fest verbunden" ist gemeint, dass das Steuerzahnrad 106 in Axialund Umfangsrichtung mit der Nockenwelle 102 verriegelt ist und bezüglich der Nockenwelle 102 unbeweglich ist. An das Steuerzahnrad 106 angelegte(s) Drehmoment und radiale Lasten werden direkt auf die Nockenwelle 102 übertragen.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform enthält der Versteller 100 Kammern 112, die zumindest teilweise durch den Rotor 108 und den Stator 110 gebildet werden. Die Kammern 112 sind zum Empfang von Fluid unter verschiedenen Drücken zum umfangsmäßigen Verschieben des Rotors 108 bezüglich des Stators 110 zwecks Steuerung einer Umfangsposition der Nockenwelle 104 angeordnet. Bei einer Ausführungsform enthält der Versteller 100 ein Primärantriebszahnrad 114, das zur Übertragung von Drehmoment zur Drehung der Nockenwellen 102 und 104 angeordnet ist.
  • Der Rotor 108 ist über das Fluid mit dem Stator 110 gekoppelt, und Drehung des Stators 110 wird über die Fluidkupplung auf den Rotor 108 übertragen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist mindestens ein Teil des Stators 110, zum Beispiel Teil 110A, radial einwärts eines Teils des Primärantriebszahnrads 114 positioniert und radial auf das Primärantriebszahnrad 114 ausgerichtet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist mindestens ein Teil des Stators 110, zum Beispiel Teil 110B, radial einwärts eines Teils des Steuerzahnrads 106, zum Beispiel Teil 106A, positioniert und radial auf das Steuerzahnrad 106 ausgerichtet.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist mindestens ein Teil des Rotors 108 radial einwärts mindestens eines Teils des Stators 110 positioniert und radial auf den Stator 110 ausgerichtet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist mindestens ein Teil des Rotors 108, zum Beispiel Teil 108A, axial auf die Nockenwellen 102 und 104 ausgerichtet.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist eine Umfangsposition des Primärantriebszahnrads 114 bezüglich des Stators 110 einstellbar, und für eine bestimmte Umfangsposition ist das Primärantriebszahnrad 114 durch sich durch Schlitze 117 im Zahnrad 114 erstreckende Befestigungselemente 116 fest am Stator 110 angebracht. Das heißt, wenn die Befestigungselemente 116 gelöst werden, ist das Primärantriebszahnrad 114 bezüglich des Stators 110 drehbar, und wenn die Befestigungselemente 116 fest angezogen werden, ist die Position des Primärantriebszahnrads 114 bezüglich des Stators 110 festgelegt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform (nicht gezeigt) sind das Primärantriebszahnrad 114 und der Stator 110 aus dem gleichen einzigen Materialstück hergestellt.
  • 5 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Kraftmaschine mit dem Versteller 100 von 2, der mit einer konzentrischen Nockenwelle verbunden ist. Das Folgende sollte angesichts der 2 bis 5 betrachtet werden. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die Nockenwellen 102 und 104 zum Betrieb eines Einlass- oder Auslassventiltriebs 118 für die Brennkraftmaschine 120 angeordnet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist das Steuerzahnrad 106 zum Drehen der Nockenwellen 122 und 124 über die Antriebsverbindung 126 mit dem Versteller 128, der die Nockenwellen 122 und 124 enthält, angeordnet. Der Versteller 128 wird durch den Versteller 100 phasenverstellt/gesteuert, wobei der Versteller 128 wiederum die Nockenwellen 122 und 124 steuert. Der Versteller 128 ist für den Ventilbetrieb 130 bestimmt, bei dem es sich um den anderen des Einlass- oder Auslassventiltriebs für die Kraftmaschine 120 handelt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist der Versteller 128 die gleiche Konstruktion und Funktionalität wie der Versteller 100 auf.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform steht das Steuerzahnrad 106, insbesondere seine radial nach innen weisende Fläche 132, mit der radial nach außen weisenden Fläche 134 der Nockenwelle 102 in direktem Kontakt.
  • Das Folgende liefert weitere Details des Verstellers 100. Um die oben genannten Probleme hinsichtlich Radialschlag des Steuerzahnrads zu lösen und radiale Zahnradlasten zuverlässig auf die Nockenwelle zu übertragen, ist das Steuerzahnrad 106 durch Schweißen, Presspassung oder Schrumpfpassung direkt an der äußeren Nockenwelle 102 angebracht. Somit sind keine Zwischenkomponenten bei der Positionierung und Befestigung des Steuerzahnrads 106 an der Nockenwelle 102 beteiligt, und die Toleranzschwankungen und unzuverlässige Übertragung radialer Zahnradlasten, die mit einer indirekten Übertragung von Zahnradlasten über den Versteller in Verbindung stehen, sind eliminiert. Das heißt, das direkte Anbringen des Steuerzahnrads 106 an der äußeren Nockenwelle 102 ermöglicht eine bessere Steuerung des Radialschlags des Zahnrads 106 und die direkte Übertragung von Zahnradlasten auf die äußeren Nockenwelle 102.
  • Wie oben erwähnt, ist der Stator 110 in dem Versteller 100 positioniert, um einen kompakten radialen und axialen Packungsraum zu ermöglichen. Der Rotor 108 ist in dem Stator 110 positioniert und mittels einer mittleren Schraube 136 an der Nockenwelle 104 befestigt. Eine optionale Primärantriebszahnrad/Kettenrad-Riemenscheibe 114 kann mit dem Stator 110 einstückig integriert sein oder durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel, wie zum Beispiel eine Schraube, ein Niet oder eine Schweißnaht, befestigt sein. Die optionale Primärantriebszahnrad/Kettenrad-Riemenscheibe 114 wird, wie in der Technik bekannt, mittels eines Ketten-, Riemen- oder Zahnradtriebs 140 durch die Kurbelwelle 138 angetrieben. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist die Umfangssteuerposition des Primärantriebszahnrads 114 bezüglich des Stators 110 über Befestigungselemente 116, zum Beispiel während der Kraftmaschinenmontage, einstellbar.
  • Wie in der Technik bekannt ist, kann die Phase oder der Winkel der Nockenwelle 104 durch Regeln des Ölstroms/-drucks in den durch Rotorschaufeln 142 und den Stator 110 gebildeten Kammern 112 bezüglich der Kurbelwelle variiert werden. Bei einer Ausführungsform (nicht gezeigt) ist das Primärantriebszahnrad 114 weggelassen, und das Steuerzahnrad 106 wird durch die Kurbelwelle mittels eines Zahnradantriebs angetrieben.
  • Das Folgende sollte angesichts der 2 bis 5 betrachtet werden. Das Folgende beschreibt ein Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines konzentrischen Kurbelwellenverstellers. Obgleich das Verfahren zur besseren Veranschaulichung als eine Folge von Schritten dargestellt wird, sollte von dieser Folge keine Reihenfolge abgeleitet werden, es sei denn, dies wird explizit angegeben. In einem ersten Schritt wird ein Steuerzahnrad, wie zum Beispiel das Steuerzahnrad 106, um eine erste Nockenwelle, wie zum Beispiel die Nockenwelle 102, in Kontakt mit einer Außenumfangsfläche der ersten Nockenwelle platziert. Eine zweite Nockenwelle, wie zum Beispiel Nockenwelle 104, wird innerhalb der ersten Nockenwelle positioniert. In einem dritten Schritt wird das Steuerzahnrad in einer bestimmten Umfangsposition bezüglich der Außenumfangsfläche der ersten Nockenwelle positioniert. In einem vierten Schritt wird das Steuerzahnrad durch Schweißen, Presspassung oder Schrumpfpassung mit der ersten Nockenwelle verbunden. In einem fünften Schritt wird ein Rotor, wie zum Beispiel der Rotor 108, drehfest mit der zweiten Nockenwelle verbunden. In einem sechsten Schritt wird ein Stator, wie zum Beispiel der Stator 110, drehfest mit dem Steuerzahnrad verbunden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird in einem siebten Schritt ein Primärantriebszahnrad drehfest mit dem Stator verbunden. Bei einer beispielhaften Ausführungsform werden in einem achten Schritt mehrere Kammern gebildet, die zumindest teilweise durch den Rotor und den Stator begrenzt und zum Empfang von Fluid unter verschiedenen Drücken zum umfangsmäßigen Verschieben des Rotors bezüglich des Stators zwecks Steuerung einer Umfangsposition der zweiten Nockenwelle angeordnet werden. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird mindestens ein erster Teil des Stators radial einwärts eines Teils des Steuerzahnrads und in radialer Ausrichtung auf das Steuerzahnrad positioniert, und mindestens ein zweiter Teil des Stators wird radial einwärts eines Teils des Primärantriebszahnrads und in radialer Ausrichtung auf das Primärantriebszahnrad positioniert.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird mindestens ein erster Teil des Rotors radial einwärts eines Teils des Stators und in radialer Ausrichtung auf den Stator positioniert, und mindestens ein zweiter Teil des Rotors wird axial auf die erste und die zweite Nockenwelle ausgerichtet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird in einem neunten Schritt das Primärantriebszahnrad bezüglich des Stators umfangsmäßig positioniert, und in einem zehnten Schritt wird das Primärzahnrad mit mindestens einem Befestigungselement, wie zum Beispiel dem Befestigungselement 116, fest an dem Stator angebracht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform werden in einem elften Schritt das Primärantriebszahnrad und der Stator aus einem gleichen einzigen Materialstück hergestellt.
  • 6 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Kraftmaschine mit dem Versteller 100 von 2, der mit einem Versteller und einer einzigen Nockenwelle 144 verbunden ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die Nockenwellen 102 und 104 zum Betrieb eines Einlass- oder Auslassventiltriebs 118 für die Brennkraftmaschine 146 angeordnet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist das Steuerzahnrad 106 zur Drehung der Nockenwelle 144 über die Antriebsverbindung 126 mit dem Versteller 148 mit der Nockenwelle 144 angeordnet. Der Versteller 148 wird durch den Versteller 100 phasenverstellt/gesteuert, wobei der Versteller 148 wiederum die Nockenwelle 144 steuert. Der Versteller 148 ist für den Ventilbetrieb 150 bestimmt, bei dem es sich um den anderen des Einlass- oder Auslassventiltriebs für die Kraftmaschine 146 handelt.
  • 7 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Kraftmaschine mit dem Versteller 100 von 2, der mit einem Zahnrad und einer einzigen Nockenwelle 152 verbunden ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die Nockenwellen 102 und 104 zum Betrieb eines Einlass- oder Auslassventiltriebs 118 für die Brennkraftmaschine 154 angeordnet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist das Steuerzahnrad 106 zur Drehung der Nockenwelle 152 über die Antriebsverbindung 126 mit dem Zahnrad 156 und der Nockenwelle 152 angeordnet. Der Versteller 156 wird durch den Versteller 100 phasenverstellt/gesteuert, wobei der Versteller 156 wiederum die Nockenwelle 152 steuert. Das Zahnrad 156 und die Nockenwelle 152 sind für den Ventilbetrieb 158 bestimmt, bei dem es sich um den anderen des Einlass- oder Auslassventiltriebs für die Kraftmaschine 154 handelt.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines konzentrischen Nockenwellenverstellers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Obgleich das Verfahren der Übersicht halber als eine Folge von Schritten dargestellt ist, sollte aus der Folge keine Reihenfolge abgeleitet werden, es sei denn, dies wird explizit so angegeben. In einem ersten Schritt werden alle Komponenten des Verstellers, zum Beispiel wie oben beschrieben, mit Ausnahme der Nockenwellen 102 und 104 montiert. In einem zweiten Schritt werden die Nockenwellen 102 und 104 in der oben beschriebenen verschachtelten Konfiguration montiert. In einem dritten Schritt werden die verschachtelten Nockenwellen mit den in Schritt 1 montierten Komponenten verbunden, zum Beispiel durch Schrumpfpassung, Presspassung oder Schweißen.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines konzentrischen Nockenwellenverstellers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Obgleich das Verfahren der Übersicht halber als eine Folge von Schritten dargestellt ist, sollte aus der Folge keine Reihenfolge abgeleitet werden, es sei denn, dies wird explizit so angegeben. In einem ersten Schritt werden alle Komponenten des Verstellers, zum Beispiel wie oben beschrieben, mit Ausnahme des Zahnrads 106 und der Nockenwellen 102 und 104 montiert. In einem zweiten Schritt werden die Nockenwellen 102 und 104 in der oben beschriebenen verschachtelten Konfiguration montiert. In einem dritten Schritt wird das Zahnrad 106 mit den verschachtelten Nockenwellen verbunden. In einem vierten Schritt werden die verschachtelten Nockenwellen und das Zahnrad 106 mit den in Schritt 1 montierten Komponenten verbunden, zum Beispiel durch Schrumpfpassung, Presspassung oder Schweißen.
  • Es versteht sich, dass verschiedene der oben offenbarten und andere Merkmale und Funktionen oder Alternativen davon wünschenswerterweise zu vielen anderen verschiedenen Systemen oder Anwendungen kombiniert werden können. Verschiedene derzeit unvorhergesehene und unerwartete Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen dabei können anschließend von dem Fachmann durchgeführt werden, wobei diese durch die folgenden Ansprüche auch mit umfasst werden sollen.

Claims (20)

  1. Konzentrischer Nockenwellenversteller, umfassend: eine erste Nockenwelle; eine radial innerhalb der ersten Nockenwelle positionierte zweite Nockenwelle; ein Steuerzahnrad, das mit der ersten Nockenwelle in Kontakt steht und durch eine Schweißnaht, einen Presssitz oder einen Schrumpfsitz fest mit der ersten Nockenwelle verbunden ist; einen Rotor, der drehfest mit der zweiten Nockenwelle verbunden ist; und einen Stator, der drehfest mit dem Steuerzahnrad verbunden ist.
  2. Konzentrischer Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Primärantriebszahnrad, das drehfest mit dem Stator verbunden und zur Übertragung von Drehmoment zur Drehung der ersten und der zweiten Nockenwelle angeordnet ist.
  3. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 2, wobei das Primärantriebszahnrad und der Stator aus einem einzigen Materialstück hergestellt sind.
  4. Konzentrischer Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, ferner umfassend: mehrere Kammern, die zumindest teilweise durch den Rotor und den Stator gebildet werden und zum Empfang von Fluid auf unterschiedlichen Drücken zum umfangsmäßigen Verschieben des Rotors bezüglich des Stators zur Steuerung einer Umfangsposition der zweiten Nockenwelle bezüglich der ersten Nockenwelle angeordnet sind.
  5. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 3, wobei: der Rotor über das Fluid mit dem Stator gekoppelt ist; und Drehung des Stators über die Kopplung auf den Rotor übertragen wird.
  6. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Teil des Stators radial einwärts eines Teils des Steuerzahnrads positioniert und radial auf das Steuerzahnrad ausgerichtet ist.
  7. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Teil des Stators radial einwärts eines Teils des Primärantriebszahnrads positioniert und radial auf das Primärantriebszahnrad ausgerichtet ist.
  8. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Teil des Rotors radial einwärts eines Teils des Stators positioniert und radial auf den Stator ausgerichtet ist.
  9. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Teil des Rotors axial auf die erste und die zweite Nockenwelle ausgerichtet ist.
  10. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Primärantriebszahnrad, das drehfest mit dem Stator verbunden und zur Übertragung von Drehmoment und radialen Lasten zur Drehung der ersten und der zweiten Nockenwelle angeordnet ist, wobei: eine Umfangsposition des Primärzahnrads bezüglich des Stators einstellbar ist; und in der Umfangsposition das Primärzahnrad durch mindestens ein Befestigungselement fest am Stator angebracht ist.
  11. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Nockenwelle zum Betrieb eines Einlass- oder Auslassventiltriebs für eine Brennkraftmaschine angeordnet sind.
  12. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, wobei das Steuerzahnrad zum Drehen einer dritten und einen vierten Nockenwelle angeordnet ist.
  13. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, wobei das Steuerzahnrad mit einer radial nach außen weisenden Fläche der ersten Nockenwelle in direktem Kontakt steht.
  14. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, wobei zur Drehung des Steuerzahnrads angelegtes Drehmoment durch das Steuerzahnrad direkt auf die erste Nockenwelle übertragen wird.
  15. Konzentrischer Nockenwellenversteller, umfassend: eine erste Nockenwelle; eine radial innerhalb der ersten Nockenwelle positionierte zweite Nockenwelle; ein Steuerzahnrad, das mit einer radial nach außen weisenden Fläche der ersten Nockenwelle in Kontakt steht und durch eine Schweißnaht, einen Presssitz oder einen Schrumpfsitz fest mit der ersten Nockenwelle verbunden ist; einen Rotor, der drehfest mit der zweiten Nockenwelle verbunden ist; einen Stator, der drehfest mit dem Steuerzahnrad verbunden ist; und mehrere Kammern, die zumindest teilweise durch den Rotor und den Stator gebildet werden und dazu angeordnet sind, Fluid auf unterschiedlichen Drücken zu empfangen, um den Rotor bezüglich des Stators umfangsmäßig zu verschieben und so eine Umfangsposition der zweiten Nockenwelle zu steuern, wobei das Steuerzahnrad zum Empfang von Drehmoment und radialen Lasten zur Drehung der ersten und zweiten Nockenwelle und zur direkten Übertragung des Drehmoments und der radialen Lasten auf die erste Nockenwelle angeordnet ist.
  16. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 15, wobei die erste und die zweite Nockenwelle zum Betrieb eines Einlass- oder Auslassventiltriebs für eine Brennkraftmaschine angeordnet sind.
  17. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 15, wobei mindestens ein Teil des Stators radial einwärts eines Teils des Steuerzahnrads positioniert und radial auf das Steuerzahnrad ausgerichtet ist.
  18. Verfahren zur Herstellung einer Nockenwellenanordnung, umfassend: Platzieren eine Steuerzahnrads um eine erste Nockenwelle und in Kontakt mit einer Außenumfangsfläche der ersten Nockenwelle; Positionieren des Steuerzahnrads in einer bestimmten Umfangsposition bezüglich der Außenumfangsfläche der ersten Nockenwelle; Verbinden des Steuerzahnrads durch Schweißen, Presspassung oder Schrumpfpassung mit der ersten Nockenwelle; Einsetzen einer zweiten Nockenwelle in die erste Nockenwelle; drehfestes Verbinden eines Rotors mit der zweiten Nockenwelle; und drehfestes Verbinden eines Stators mit dem Steuerzahnrad.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: drehfestes Verbinden eines Primärantriebszahnrads mit dem Stator.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: Bilden mehrerer Kammern, die zumindest teilweise durch den Rotor und den Stator begrenzt werden und zum Empfangen von Fluid unter unterschiedlichen Drücken zum umfangsmäßigen Verschieben des Rotors bezüglich des Stators zur Steuerung einer Umfangsposition der zweiten Nockenwelle angeordnet werden.
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