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Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebeinheit (auch als Ventiltrieb oder Ventiltriebsteuereinheit bezeichnet) für eine Verbrennungskraftmaschine, etwa einen Diesel- oder Ottomotor, eines Kraftfahrzeuges, wie einen Pkw, Lkw, Bus oder ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug, mit einem, einen Stator und einen relativ zum Stator verdrehbaren (d.h. verdrehbar gelagerten) Rotor aufweisenden Nockenwellenversteller sowie mit einer, eine Außenwelle und eine radial innerhalb dieser Außenwelle angeordnete und relativ zu der Außenwelle verdrehbare (d.h. verdrehbar gelagerte) Innenwelle, aufweisenden Doppelnockenwelle, wobei der Stator mit einer anderen Welle der Doppelnockenwelle als der Rotor verbunden ist.
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Ventiltriebeinheiten mit Nockenwellenverstellern sowie Doppelnockenwellen, die häufig auch als konzentrische Nockenwellen oder Cam-in-Cam-Nockenwellen bezeichnet sind, sind gattungsgemäß aus dem Stand der Technik bereits bekannt. In diesem Zusammenhang offenbart bspw. die
DE 10 2011 078 818 A1 ein Nockenwellenverstellsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer äußeren Nockenwelle, innerhalb der eine dazu konzentrisch angeordnete innere Nockenwelle befindlich ist. Ein Drehbewegungsveränderungselement ist zudem vorhanden, sowie ein axial verschieblich, aber relativ zur äußeren Nockenwelle drehfest gelagertes Zwischenelement, das in Kontakt mit der äußeren Nockenwelle, der inneren Nockenwelle und dem Drehbewegungsveränderungselement befindlich ist.
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Der Stand der Technik offenbart somit ebenfalls bereits Nockenwellenversteller, die für konzentrische Nockenwellen konzipiert sind. Der bekannte Stand der Technik beschreibt insbesondere ein Nockenwellenverstellsystem bestehend aus zwei konzentrischen Nockenwellen und einem Nockenwellenversteller als Aktuator. Dieser Nockenwellenversteller hat in den meisten Fällen eine Rückstellfeder, um das Reibmoment der Nockenwelle auszugleichen bzw. die Verstellgeschwindigkeit zu erhöhen. Der Nachteil der bisherigen Lösung ist es jedoch, dass die Anordnung der Feder zwischen Rotor und Stator direkt am Nockenwellenversteller zu erfolgen hat. Dadurch wird axialer bzw. radialer Bauraum benötigt, welcher sich auf die Gesamtbaugröße des Motors / der Verbrennungskraftmaschine auswirkt. Außerdem müssen durch die Befestigung der Feder am Versteller Zusatzmaßnahmen in Form von zusätzlichen Bauteilen oder aufwändigeren Bauteilgeometrien realisiert werden, welche sich auf die Funktionssicherheit auswirken oder die Herstellkosten erhöhen können.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und einen Nockenwellenversteller samt einer Doppelnockenwelle zur Verfügung zu stellen, in welchem System eine Rückstellfeder besonders kompakt integriert werden soll.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Vorspannelement, unter elastischem Vorspannen der Außenwelle relativ zu der Innenwelle entlang einer ersten Relativdrehrichtung, mit zumindest einem Eingriffsabschnitt formschlüssig innenwellenfest oder außenwellenfest abgestützt / aufgenommen ist.
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Dadurch wird das Vorspannelement besonders platzsparend an die Doppelnockenwelle, insbesondere zwischen den beiden Wellen (Außen- und Innenwelle) der Doppelnockenwelle, angebracht und der Gesamtbauraum reduziert. Denn durch das Einsetzen des Vorspannelementes in zumindest einer der beiden Wellen fallen insbesondere zusätzliche Halteelemente weg, die zuvor noch benötigt wurden.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Vorspannelement als eine mechanische Feder / Rückstellfeder ausgebildet / ausgeführt, die weiter bevorzugt als Drehfeder, Spiralfeder, Schraubenfeder oder Torsionsfeder ausgeformt / ausgebildet ist. Dadurch ist eine besonders effektive und verlässliche Vorspannung der beiden Wellen der Doppelnockenwelle umgesetzt.
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Weiterhin ist es auch von Vorteil, wenn das Vorspannelement mit dem ersten Eingriffsabschnitt direkt mit einem innenwellenfesten Abschnitt verbunden / drehfest verbunden ist und/oder mit einem zweiten Eingriffsabschnitt, der gegenüber dem ersten Eingriffsabschnitt elastisch vorgespannt ist, direkt mit einem außenwellenfesten Abschnitt (formschlüssig) verbunden / eingerastet ist. Dadurch ist die Vorspannung der beiden Wellen der Doppelnockenwelle besonders direkt umgesetzt.
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In diesem Zusammenhang ist es weiterhin von Vorteil, wenn das Vorspannelement formschlüssig und/oder kraftschlüssig innenwellenfest und/oder außenwellenfest gehalten / eingehängt / eingeklemmt ist. Denn dadurch ist eine besonders sichere Abstützung des Vorspannelementes umgesetzt.
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Weiter bevorzugt ist das Vorspannelement derart angeordnet, dass es auf einer der Doppelnockenwelle zugewandten Seite des Rotors angeordnet ist. Dadurch ist die platzsparende Ausgestaltung besonders effizient umgesetzt.
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Ist der Nockenwellenversteller weiterhin als ein hydraulischer Nockenwellenversteller ausgebildet / ausgeführt, ist der Nockenwellenversteller besonders einfach umgesetzt und herstellbar.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es auch vorteilhaft, wenn der Nockenwellenversteller als ein elektrischer Nockenwellenversteller ausgeführt / ausgebildet ist. Dadurch ist die Nockenwellenverstellung besonders einfach steuerbar. In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn der elektrische Nockenwellenversteller / der elektrisch angetriebene Nockenwellenversteller ein Über- bzw. Untersetzungsgetriebe aufweist, wobei das Federelement / das Vorspannelement weiter bevorzugt direkt zwischen den beiden Nockenwellen angeordnet ist. Dadurch ist ein besonders effizienter Antrieb des Nockenwellenverstellers umgesetzt.
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Weiter ist es auch zweckmäßig, wenn das Vorspannelement derart beschaffen und eingesetzt ist, dass es in radialer Richtung der Doppelnockenwelle gesehen zentrierend auf die Innenwelle und die Außenwelle einwirkt. Dadurch ist ein besonders verschleißarmer Betrieb der Ventiltriebeinheit möglich.
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Ist das Vorspannelement zudem derart ausgestaltet und eingesetzt, dass es Axialschwingungen der Innenwelle relativ zu der Außenwelle begrenzt, ist die Ventiltriebeinheit noch länger haltbar.
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Zudem ist es von Vorteil, wenn die Innenwelle und die Außenwelle konzentrisch (relativ) zueinander positioniert sind und/oder in radialer sowie in axialer Richtung spielbehaftet angeordnet sind. Dadurch wird ein möglichst geringes Reibmoment zwischen beiden Wellen der Doppelnockenwelle beim Verstellen erreicht.
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Ist eine Zusatzvorspannfeder in dem Nockenwellenversteller eingesetzt, welche Zusatzvorspannfeder den Rotor relativ zu dem Stator in der ersten Relativdrehrichtung elastisch vorspannt, kann die Vorspannkraft nochmals zusätzlich erhöht werden. Dadurch ist eine besonders feste Rückstellfeder umgesetzt.
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In anderen Worten ausgedrückt, umfasst die erfindungsgemäße Ventiltriebeinheit eine Feder, die direkt und innerhalb der beiden Nockenwellen angeordnet ist. Dadurch wird sowohl axialer als auch radialer Bauraum bzgl. des gesamten Motors reduziert. Die Feder kann als Drehfeder, Spiralfeder oder als Torsionsfeder ausgeführt werden. Die Befestigung der Feder erfolgt dabei direkt zwischen den beiden konzentrisch angeordneten Nockenwellen ohne Zusatzmaßnahmen am Versteller. Speziell im Zusammenhang mit einem elektrischen Nockenwellenversteller ist diese Verlagerung der Federposition in den Bauraum der Nockenwellen sinnvoll, da bauartbedingt hier kein Platz zur Verfügung steht, um eine Feder am Nockenwellenversteller (z.B. zwischen Stator und Rotor) direkt zu befestigen. Beim elektrischen Nockenwellenversteller ist jedoch eine Feder für die Funktionsabsicherungen „Fail/Save“-Fall zwingend erforderlich. Desweiteren ist es denkbar, sowohl eine Feder zwischen den Nockenwellen als auch zusätzlich eine Feder am Versteller anzubringen. Dadurch addieren sich die Momente und es kann ein höheres Gesamtmoment erzeugt werden, um bspw. Verschleppungen mit einer Hochdruckpumpe oder Vakuumpumpe auszugleichen. Eine zwischen den beiden Nockenwellen angeordnete Torsionsfeder hat außerdem zusätzlich eine Zentrierfunktion zum Vorteil. Das heißt, die beiden Nockenwellen können durch die auftretende Radialkraft zentriert oder in eine radiale Vorzugsrichtung gedrückt werden, um eventuelle Winkelfehler bei der Montage auszugleichen. Die Wirkrichtung der Feder kann sowohl in Drehrichtung als auch gegen die Drehrichtung der Nockenwelle erfolgen. Dadurch wird entweder das Reibmoment der Nockenwelle kompensiert oder aber die Verstellgeschwindigkeit der beiden Wellen zueinander erhöht. Die beiden konzentrischen Nockenwellen sind sowohl in radialer als auch in axialer Richtung mit Spiel ausgeführt. Dadurch soll ein möglichst geringes Reibmoment zwischen beiden Wellen beim Verstellen erreicht werden. Dies bedeutet aber verstärkte Axialbewegungen und damit erhöhte Belastungen am Axiallager. Diese Belastungen können reduziert werden, wenn die Feder zwischen den beiden Nockenwellen diese Schwingung gezielt dämpft oder den Schwingweg eingrenzt bzw. eine gezielte Vorspannung in eine Richtung realisiert wird. Durch die Anordnung der Feder im Inneren der äußeren Nockenwelle wird zudem eine Art „Fail/Save“-Funktion realisiert. Sollte die Feder brechen oder von der Einhängung abrutschen, ist diese gekapselt zwischen beiden Nockenwellen gefangen. Ein kapitaler Motorschaden aufgrund loser Bruchstücke der Feder könnte somit vermieden werden. Hinsichtlich der Montage des Gesamtsystems ergeben sich erhebliche Vorteile. Die Montage der Feder am Versteller ist sehr aufwändig, da hierbei das Vorspannen und Abstreifen der Feder bei einer automatisierten Montage sehr fehleranfällig ist. Die Einhängepunkte sind hierbei schwer zugänglich und die Taktzeit für eine Montage relativ lange. Wird die Feder direkt beim Fügen der beiden Nockenwellen montiert, kann durch ein einfaches Verdrehen mit anschließendem Fügen des Stifts die Vorspannkraft sehr einfach eingestellt werden. Je nach Art der Wicklung und des Wicklungsabstandes der Feder kann die Reibung zwischen den beiden Nockenwellen beeinflusst werden und damit eine Schwingungsdämpfung realisiert werden.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben sind.
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Es zeigen:
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1 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ventiltriebeinheit gemäß eines ersten Ausführungsbeispieles, wobei die Schnittebene entlang der Drehachse der Doppelnockenwelle verläuft und das Vorspannelement als eine in Form einer Schraubenfeder ausgeformte Torsionsfeder ausgebildet und zwischen der Innenwelle und einem Stator bzw. außenwellenfesten Abschnitt eingesetzt ist,
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2 eine Vorderansicht des Nockenwellenverstellers der Ventiltriebeinheit von einer der Nockenwelle abgewandten Stirnseite, wobei der Nockenwellenversteller sowie die Doppelnockenwelle in dem in 1 mit „II-II“ gekennzeichneten Querschnittsbereich seitens des Zentrums geschnitten dargestellt ist und hierin ein zweiter Eingriffsabschnitt des Vorspannelementes zu erkennen ist, der an einem außenwellenfesten Abschnitt formschlüssig eingerastet ist,
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3 eine ähnliche Teilquerschnittsdarstellung wie 2, wobei nun jedoch der in 1 dargestellte Nockenwellenversteller-Doppelnockenwellen-Zusammenbau in dem mit „III-III“ gekennzeichneten Bereich im Querschnitt geschnitten und insbesondere der erste Eingriffsabschnitt am Vorspannelement zu erkennen ist, der in die Innenwelle formschlüssig eingerastet ist,
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4 eine Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Ventiltriebeinheit nach einem zweiten vorteilhaften Ausführungsbeispiel, wobei das Vorspannelement an einem dem Nockenwellenversteller abgewandten Endbereich der Doppelnockenwelle positioniert ist und direkt in die beiden Wellen eingreift,
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5 eine rückwärtige Ansicht der Ventiltriebeinheit nach 4, von einer dem Nockenwellenversteller abgewandten Seite, wobei die Doppelnockenwelle im Querschnitt gemäß der in 4 eingezeichneten und mit „V-V“ gekennzeichneten Querschnittlinie geschnitten dargestellt ist,
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6 eine rückwärtige Ansicht der Ventiltriebeinheit ähnlich zu der 5, wobei nun die Doppelnockenwelle entlang der in 4 mit „VI-VI“ gekennzeichneten Schnittlinie geschnitten dargestellt ist, wobei die formschlüssige Halterung des Vorspannelementes in der Außenwelle gut zu erkennen ist,
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7 eine Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Ventiltriebeinheit nach einem dritten vorteilhaften Ausführungsbeispiel, wobei das Vorspannelement nun als Spiralfeder ausgebildet ist,
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8 eine Vorderansicht der Ventiltriebeinheit, wobei eine Stirnseite des Nockenwellenverstellers zu erkennen ist, die der Doppelnockenwelle abgewandt ist und mit der Schnittlinie „VII-VII“ die Längsschnittebene, in der der Schnitt gemäß 7 verläuft, veranschaulicht ist, und
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9 eine Querschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Ventiltriebeinheit entlang der in 7 mit „IX-IX“ gekennzeichneten Schnittebene, wobei die spiralförmige Erstreckung des Vorspannelementes zu erkennen ist.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele können frei miteinander kombiniert werden.
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Die erfindungsgemäße Ventiltriebeinheit 1 ist zunächst in den 1 bis 3 in einem ersten vorteilhaften Ausführungsbeispiel zu erkennen. Die Ventiltriebeinheit 1 ist ein Zusammenbau aus einer Nockenwelle, die hier als Doppelnockenwelle 5 ausgebildet ist und einem dazugehörigen Nockenwellenversteller 2. Die Ventiltriebeinheit 1 ist weiterhin eine Ventiltriebeinheit 1 einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, die hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellt ist. Die Doppelnockenwelle 5 weist folglich mehrere Nocken 13 entlang ihrer Länge verteilt auf, welche Nocken 13 zum Betätigen von Ein- bzw. Auslassventilen der Verbrennungskraftmaschine ausgestaltet sind. Die Doppelnockenwelle 5 ist rotatorisch, d.h. drehbar, um ihre Längsachse / Drehachse 14 drehbar gelagert. In Abhängigkeit der Drehstellung der Doppelnockenwelle 5 (bzw. in Abhängigkeit der Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit der Doppelnockenwelle 5) sind die Nocken 13 entsprechend verdreht und die verschiedenen Ventile der Verbrennungskraftmaschine der Doppelnockenwelle 5 geöffnet bzw. geschlossen.
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Die Doppelnockenwelle 5 ist in Form einer „Cam-in-Cam“-Nockenwelle ausgebildet und weist daher zwei radial (ineinander) geschachtelt angeordnete Teilnockenwellen / Wellen 6, 7 auf. Neben einer als Hohlwelle ausgestalteten Außenwelle 6 weist die Doppelnockenwelle 5 auch eine Innenwelle 7 auf, die zumindest in Teilbereichen ihrer Länge als Vollwelle ausgebildet ist. Die Innenwelle 7 ist zudem mehrteilig.
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Der Nockenwellenversteller 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein elektrischer / elektrisch angetriebener Nockenwellenversteller 2 ausgebildet, ist jedoch auch alternativ dazu, gemäß einer weiteren Ausführungsform, als ein hydraulischer Nockenwellenversteller 2 ausgeführt. Der Nockenwellenversteller 2 ist im Betriebszustand koaxial zu der Doppelnockenwelle 5 angeordnet. Die Drehachse des Nockenwellenverstellers 2 entspricht daher der Drehachse 14. Der Nockenwellenversteller 2 ist nach der Flügelzellenbauweise / dem Flügelzellenprinzip aufgebaut und weist neben einem Stator 3 einen Rotor 4 auf, der radial innerhalb (in Bezug auf die Drehachse 14) des Stators 3 angeordnet / gelagert ist. Der Rotor 4 ist relativ zu dem Stator 3 um einen gewissen Winkelbereich verdrehbar.
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Der Rotor 4 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel an dem innenwellenfesten Abschnitt 11, d.h. einem Abschnitt der Innenwelle 7, der drehfest mit der Innenwelle 7 verbunden ist, befestigt und mit diesem drehfest verbunden. Dafür dient eine Befestigungsschraube 15, die in ein, in der Innenwelle 7 eingebrachtes Innengewinde eingeschraubt ist. Der Stator 3, der einen im Wesentlichen zylinderförmigen Grundabschnitt 18 aufweist, ist mit einem Seitendeckel 16, der der Doppelnockenwelle 5 zugewandt ist und an dem Grundabschnitt 18 befestigt ist, mit einem Antriebsrad 17 verbunden / drehfest verbunden. Der Seitendeckel 16 ist dadurch mit dem Antriebsrad 17 ebenfalls drehfest verbunden. Der Seitendeckel 16 dient zur Begrenzung der radial zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 3 angeordneten Arbeitskammern zu der den Nocken 13 der Doppelnockenwelle 5 zugewandten axialen Seite hin.
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Das Antriebsrad 17 weist eine Außenverzahnung auf. Das Antriebsrad 17 ist mittels eines Endloszugmittels drehfest mit einer Ausgangswelle / Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine verbunden. In einer weiteren Ausführungsform ist das Antriebsrad 17 gar direkt mit einer Kurbelwelle drehfest verbunden.
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Das Antriebsrad 17 ist im Weiteren im Betriebszustand mit der Außenwelle 6 (drehfest) verbunden, weshalb das Antriebsrad 17 auch als außenwellenfester Abschnitt 12 bezeichnet ist. In radialer Richtung zwischen dem außenwellenfesten Abschnitt 12 und dem innenwellenfesten Abschnitt 11 ist dann gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das Vorspannelement 8 eingesetzt. Das Vorspannelement 8 ist derart eingesetzt, dass es unter einem elastischem Vorspannen der Außenwelle 6 relativ zu der Innenwelle 7 entlang einer ersten Relativdrehrichtung (um die Drehachse 14 betrachtet) mit jeweils einem Eingriffsabschnitt 9 und 10 innenwellenfest oder außenwellenfest angebracht ist.
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Ein erster Eingriffsabschnitt 9, der besonders gut in 3 zu erkennen ist, ist hierbei als eine nach innen, d.h. radial nach innen ragende, umgebogene (erste) Haltenase ausgebildet, die formschlüssig in eine Nut an der Außenumfangsseite des innenwellenfesten Abschnittes 11 formschlüssig und kraftschlüssig gehalten / eingerastet / eingeschoben ist. Das Vorspannelement 8 ist als eine schraubenförmige Torsionsfeder / Schraubenfeder ausgebildet / ausgeformt und an einem axialen Endbereich des innenwellenfesten Abschnittes 11 angeordnet, der im Wesentlichen zylindrisch verläuft und radial innerhalb des Antriebsrades 17 positioniert ist. Der erste Eingriffsabschnitt 9 ist an einem ersten Ende des Vorspannelementes 8 ausgebildet. Dadurch ist der erste Eingriffsabschnitt 9 direkt in der Innenwelle 7, nämlich an der Außenumfangsseite des innenwellenfesten Abschnittes 11, kraftschlüssig und formschlüssig gehalten / aufgenommen / eingesetzt / eingerastet eingesetzt.
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Mit einem zweiten Ende ist das Vorspannelement 8, wie gut in 1 und 2 zu erkennen ist, mit einer radial nach außen gerichteten / gebogenen zweiten Eingriffsabschnitt 10 in Form einer (zweiten) Haltenase an der Innenseite des Antriebsrades 17 / des außenwellenfesten Abschnittes 12 formschlüssig und kraftschlüssig (in einer Nut) gehalten. In einer Ruhestellung der Doppelnockenwelle 5 ist das Vorspannelement 8 bereits mit einer bestimmten Vorspannkraft / vorgespannt eingesetzt, so dass die Außenwelle 6 relativ zu der Innenwelle 7 in der ersten Relativdrehrichtung mit einer bestimmten Federvorspannkraft vorgespannt ist. Wie ebenfalls besonders gut in 2 zu erkennen ist, ist der zweite Eingriffsabschnitt 10 wiederum direkt in den außenwellenfesten Abschnitt 12, d.h. in das Antriebsrad 17 eingesetzt und dadurch in dem außenwellenfesten Abschnitt 12 kraftschlüssig und formschlüssig gehalten / aufgenommen / eingesetzt / eingerastet.
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Das Vorspannelement 8 wirkt weiterhin derart auf die beiden Wellen, d.h. die Außenwelle 6 und die Innenwelle 7, der Doppelnockenwelle 5 ein, dass die Innenwelle 7 relativ zu der Außenwellen 6 zentriert ist. Somit sind die Innenwelle 7 und die Außenwelle 6 relativ zu der Drehachse 14 zentriert und koaxial zueinander verlaufend. Da das Vorspannelement 8 als Schraubenfeder ausgebildet ist, weist es auch in axialer Richtung eine gewisse Vorspannung auf, so dass die Innenwelle 7 relativ zu der Außenwelle 6, d.h. der innenwellenfeste Abschnitt 11 relativ zu dem außenwellenfesten Abschnitt 12 in axialer Richtung der Doppelnockenwelle 5 vorgespannt ist, wodurch Axialschwingungen der beiden Wellen 6 und 7 relativ zueinander begrenzt / gehemmt sind. Weiterhin sind Innenwelle 7 und Außenwelle 6 unter einem gewissen Spiel, d.h. spielbehaftet in axialer Richtung und auch in radialer Richtung angeordnet. Das Vorspannelement 8 ist koaxial zwischen den beiden Nockenwellen 6, 7 (d.h. koaxial zur Drehachse 14) angeordnet. Das Vorspannelement 8 weist somit den ersten Eingriffsabschnitt 9 als einen ersten Einhängepunkt (Kontaktpunkt) innerhalb des Bauraums der Innenwelle 7 und den zweiten Eingriffsabschnitt 9 als einen zweiten Einhängepunkt (Kontaktpunkt) innerhalb des Bauraums der Außenwelle 6 auf.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Zusatzvorspannfeder, die hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellt ist, in dem Nockenwellenversteller 2 eingesetzt ist, die wiederum direkt in dem Rotor 4 bzw. in dem Stator 3 abgestützt ist und diese beiden Bauteile relativ zueinander in der ersten Relativdrehrichtung der Doppelnockenwelle 5 elastisch vorspannt.
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In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel, wie es in Verbindung mit den 4 bis 6 zu erkennen ist, ist das Vorspannelement 8 auch etwas anders positionierbar. Dieses zweite Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen wie das erste Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 ausgestaltet, weshalb nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Vorspannelement 8, das wiederum als Schraubenfeder ausgeformt ist, nun an einem Endbereich der Doppelnockenwelle 5 angeordnet, der dem Rotor 4 / dem Nockenwellenversteller 2 abgewandt ist. Gemäß den 5 und 6, ist das Vorspannelement 8 wiederum mit einem ersten Eingriffsabschnitt 9 (5) mit der radial nach innen ragenden Haltenase in einer Nut der Innenwelle 7 direkt eingerastet / formschlüssig gehalten. Der innenwellenfeste Abschnitt 11 ist in dieser Ausführung jener hohlzylindrische Abschnitt der Innenwelle 7, der dem Nockenwellenversteller 2 abgewandt ist. Mit einem weiteren Endbereich ist das Vorspannelement mit seinem zweiten Eingriffsabschnitt 10 in Form der Haltenase wiederum in einer Nut in der der Außenwelle 6 direkt eingerastet / formschlüssig gehalten. Der außenwellenfeste Abschnitt 12 ist in dieser Ausführung jener hohlzylindrische Abschnitt der Außenwelle 6, der dem Nockenwellenversteller 2 abgewandt ist.
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Wie dann in dem dritten Ausführungsbeispiel nach den 7 bis 9 zu erkennen ist, ist das Vorspannelement 8 auch als Spiralfeder / Drehfeder ausgebildet, wobei die Spiralfeder (erweitert sich mit ihren Windungen in radialer Richtung nach außen) in einem axialen Bereich zwischen dem Antriebsrad 17 und dem Seitendeckel 16 angeordnet ist. Wie insbesondere in 9 zu erkennen ist, weist die Spiralfeder einen radial äußeren Endbereich auf, der den zweiten Eingriffsabschnitt 10 wiederum ausbildet und formschlüssig in dem Antriebsrad 17 gehalten ist sowie einen radial inneren Endbereich, der den ersten Eingriffsabschnitt 9 ausbildet und der wiederum an der Außenseite der Innenwelle 7 / dem innenwellenfesten Abschnitt 11 eingerastet ist. Wie weiterhin zu erkennen ist, sind in dieser Ausführungsform Antriebsrad 17 und Seitendeckel 16 in axialer Richtung beabstandet und nicht direkt drehfest miteinander verbunden.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit ein Nockenwellenverstellsystem (Ventiltriebeinheit 1) mit konzentrischen Nockenwellen (Innen- und Außenwelle 7, 6) und einem Nockenwellenversteller 2 als Aktuator vorgesehen. Das Nockenwellenverstellsystem 1 besteht aus einem elektrisch angetriebenen Nockenwellenversteller 2 mit Überbzw. Untersetzungsgetriebe und einem Federelement (Vorspannelement 8), das direkt zwischen den beiden Nockenwellen 6, 7 angeordnet ist. Das Federelement 8 ist koaxial zwischen den beiden Nockenwellen 6, 7 angeordnet und erzeugt ein Torsionsmoment zwischen den beiden Nockenwellen 6, 7. Das Federelement 8 ist als Drehfeder, Spiralfeder, Torsionsfeder oder Druckfeder ausgebildet.
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Das Federelement 8 weist mindestens einen Einhängepunkt (Kontaktpunkt) innerhalb des Bauraums einer der beiden Nockenwellen 6, 7 auf. Das Federelement 8 erzeugt zwischen en beiden Nockenwellen 6, 7 eine Axialkraft und begrenzt damit die Axialschwingungen der beiden Nockenwellen 6, 7 zueinander. Das Federelement 8 ist durch einen Formschluss, z.B. Schlitze / Nuten in einer der Nockenwellen 6, 7 gefügt und/oder durch einen Kraftschluss zwischen Versteller 2 und Nockenwellen 6, 7 eingeklemmt. Das Nockenwellenverstellsystem 1 weist neben der Feder 8 innerhalb der beiden Nockenwellen 6, 7 auch eine Feder am Versteller 2 zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 3 selbst oder an den Endpositionen der Nockenwellen 6, 7 auf, sodass sich die Federmomente addieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ventiltriebeinheit
- 2
- Nockenwellenversteller
- 3
- Stator
- 4
- Rotor
- 5
- Doppelnockenwelle
- 6
- Außenwelle
- 7
- Innenwelle
- 8
- Vorspannelement
- 9
- erster Eingriffsabschnitt
- 10
- zweiter Eingriffsabschnitt
- 11
- innenwellenfester Abschnitt
- 12
- außenwellenfester Abschnitt
- 13
- Nocke
- 14
- Drehachse
- 15
- Befestigungsschraube
- 16
- Seitendeckel
- 17
- Antriebsrad
- 18
- Grundabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011078818 A1 [0002]
