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Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Nockenwellenversteller, welcher ein als Dreiwellengetriebe ausgebildetes Stellgetriebe mit einem abgedichteten, zweiteiligen Gehäuse aufweist, nach Anspruch 1 und ein Montageverfahren für diesen nach Anspruch 10.
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Ein derartiger Nockenwellenversteller ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 062 037 A1 bekannt. Der bekannte Nockenwellenversteller weist ein Verstellgetriebe auf, welches als Taumelscheibengetriebe ausgebildet und außerhalb eines Zylinderkopfes angeordnet ist. Das Gehäuse des Verstellgetriebes ist zweiteilig aufgebaut und mit einer Riemenscheibe verbunden. Über verschiedene Dichtelemente ist das Verstellgetriebe gegenüber der Umgebung abgedichtet: Eine erste Dichtung ist zwischen die beiden Gehäuseteile eingelegt. Eine weitere, im Unterschied zur ersten Dichtung dynamische Dichtung ist zwischen eines der Gehäuseteile und den Zylinderkopf eingesetzt. Ferner ist eine dynamische Dichtung vorgesehen, welche auf der dem Zylinderkopf abgewandten, dem Stellmotor des Nockenwellenverstellers zugewandten Seite des Verstellgetriebes angeordnet ist. Diese Dichtung dichtet in unterschiedlichen Ausgestaltungen entweder zwischen einem Gehäuseteil und einer Verstellwelle oder zwischen einem Gehäuseteil und einem Deckel des Stellmotors ab.
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Ein weiterer elektromechanischer Nockenwellenversteller ist in der
US 2014/0366821 A1 offenbart. In diesem Fall ist ein Wellgetriebe als Verstellgetriebe vorgesehen. Das Verstellgetriebe ist durch diverse Dichtungen statisch und dynamisch abgedichtet. Wie auch im Fall der genannten
DE 10 2004 062 037 A1 ist eine Schmierung des Verstellgetriebes mit Motoröl vorgesehen.
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Aus der
DE 102 48 355 A1 ist ein Nockenwellenversteller mit elektrischem Antrieb bekannt, welcher als Verstellgetriebe ein Doppelexzentergetriebe oder ein Doppelplanetengetriebe aufweist. Der Elektromotor des Nockenwellenverstellers weist ein Gehäuse auf, welches aus einem äußeren Verstellmotorgehäuse und einem inneren Verstellmotorgehäuse zusammengesetzt ist. Die beiden jeweils als Verstellmotorgehäuse bezeichneten Gehäuseteile sind gegeneinander und gegen einen Zylinderkopf durch O-Ringe abgedichtet.
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Bei einem aus der
DE 10 2014 213 130 A1 bekannten Nockenwellenversteller ist ein Stellmotor exzentrisch zu einem Stellgetriebe angeordnet. Das Stellgetriebe ist durch zwei statische Dichtungen und zwei dynamische Dichtungen abgedichtet.
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WO 2017 / 021 369 A1 zeigt einen Aktuator mit einem Elektromotor und einem Stellgetriebe, wobei ein Gehäuseteil des Stellgetriebes mit einem gestuften Innendurchmesser ausgebildet ist. In dem Bereich des geringeren Innendurchmessers ist ein Abtriebshohlrad spielbehaftet gelagert ist, und im Bereich des maximalen Innendurchmessers ist ein Antriebshohlrad angeordnet.
DE 10 2014 216 504 A1 offenbart eine Drehmomentsteuervorrichtung und ein Ventilzeitsteuergerät mit einem magnetische Partikel enthaltenden Fluid.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromechanischen, mit einem Dreiwellengetriebe arbeitenden Nockenwellenversteller gegenüber dem Stand der Technik insbesondere unter fertigungstechnischen Aspekten weiterzuentwickeln, wobei zugleich ein kompakter Aufbau gegeben sein soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen elektromechanischen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Montage eines als Wellgetriebe ausgebildeten Stellgetriebes eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers gemäß Anspruch 10. Die im Folgenden im Zusammenhang mit dem Montageverfahren erläuterten Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt den Nockenwellenversteller, und umgekehrt.
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Der Nockenwellenversteller umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption einen Elektromotor, insbesondere in Form eines bürstenlosen Gleichstrommotors, und ein durch den Elektromotor betätigbares Stellgetriebe, welches als Dreiwellengetriebe ausgebildet ist. Das Stellgetriebe weist ein mehrteiliges Gehäuse auf, wobei zwei Gehäuseteile, welche unterschiedlich dimensioniert sind, fest miteinander verbunden sind. Die beiden Gehäuseteile sind vorzugsweise durch mindestens eine statische Dichtung, insbesondere eine einzige statische Dichtung, gegeneinander abgedichtet. Weiter sind vorzugsweise zwei dynamische Dichtungen vorgesehen, welche das Gehäuse des Stellgetriebes einerseits gegen einen Zylinderkopf und andererseits gegen den Stellmotor, das heißt den Elektromotor, abdichten.
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Erfindungsgemäß weist eines der beiden Gehäuseteile des Stellgetriebes eine sich zu einem Gehäuseboden des Gehäuseteils hin gestuft verjüngende Topfform mit drei verschiedenen Innendurchmesserbereichen auf, wobei im bodennahen Bereich geringsten Innendurchmessers eine in Umfangsrichtung wirksame Anschlagscheibe gehalten ist, im Bereich mittleren Innendurchmessers ein Abtriebshohlrad des Stellgetriebes spielbehaftet gelagert ist, und im Bereich des maximalen Innendurchmessers ein Antriebshohlrad angeordnet, insbesondere starr befestigt, ist. Die Anschlagscheibe, das Abtriebshohlrad und das Antriebshohlrad sind vorzugsweise Komponenten eines Wellgetriebes. Alternativ kann das Stellgetriebe beispielsweise als Innenexzentergetriebe ausgebildet sein.
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Bei dem elektromechanischen Nockenwellenversteller handelt es sich vorzugsweise um einen Nockenwellenversteller mit Trockenriemenantrieb. Das Stellgetriebe des Nockenwellenverstellers ist in Fällen, in denen es als Wellgetriebe ausgebildet ist, in folgenden Schritten montierbar:
- - Ein erstes, topfförmiges Gehäuseteil, das heißt ein Gehäusetopf, und ein zweites, kragenförmiges Gehäuseteil werden bereitgestellt, wobei das erste Gehäuseteil, sich innenseitig zu einem Gehäuseboden hin verjüngend, drei Bereiche unterschiedlichen Innendurchmessers aufweist,
- - in das erste Gehäuseteil wird eine als Umfangsanschlag wirksame Anschlagscheibe im Bereich des geringsten Innendurchmessers eingepresst,
- - ein als Hohlrad ausgebildetes Abtriebselement des Stellgetriebes wird der Anschlagscheibe vorgesetzt, wobei ein Spiel in Radialrichtung gegenüber dem Bereich des Gehäusetopfes mit mittlerem Innendurchmesser verbleibt,
- - axial vor dem Hohlrad wird ein innenverzahntes Antriebshohlrad in den Bereich des Gehäusetopfes mit dem größten Innendurchmesser eingepresst,
- - in das abtriebsseitige Hohlrad sowie das Antriebshohlrad werden ein flexibles, mit beiden Hohlrädern zusammenwirkendes Getriebeelement sowie ein zur Verformung des flexiblen Getriebeelementes vorgesehener Wellgenerator eingesetzt,
- - das zweite Gehäuseteil wird zusammen mit dem ersten Gehäuseteil an einem außenverzahnten Antriebsrad befestigt, wobei eine statische, zwischen die beiden Gehäuseteilen eingelegte Dichtung mit Druck beaufschlagt wird und die Verbindung zwischen den Gehäuseteilen und dem Antriebsrad durch radial außerhalb der statischen Dichtung angeordnete Schrauben hergestellt wird.
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In analoger Weise ist auch eine Montage in Fällen möglich, in denen das Stellgetriebe nicht als Wellgetriebe, sondern als Dreiwellengetriebe anderer Bauart ausgebildet ist.
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Die statische Dichtung, welche unabhängig von der Art des Stellgetriebes die beiden Gehäuseteile gegeneinander abdichtet, ist vorzugsweise als O-Ring-Dichtung ausgebildet. Ebenso ist eine Formdichtung mit einer im Vergleich zu einer O-Ring-Dichtung komplexeren Querschnittsform als statische Dichtung verwendbar.
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Im Vergleich zu Dichtungskonzepten, bei welchen das als Ganzes rotierbare Gehäuse des Stellgetriebes eines Nockenwellenverstellers nahe an der Rotationsachse gegen ein nicht rotierbares, mit dem Gehäuse des Elektromotors verbundenes Bauteil abgedichtet ist, wird gemäß der Erfindung in Kauf genommen, dass die dynamische Dichtung, welche das Gehäuse des Elektromotors gegen das Getriebegehäuse abdichtet, einen vergleichsweise großen Durchmesser aufweist. Dies ist zwar im Vergleich zu geringer dimensionierten Dichtungen mit höheren Relativgeschwindigkeiten gegeneinander dynamisch abgedichteter Oberflächen verbunden, ermöglicht jedoch einen in Axialrichtung kompakteren und damit insgesamt raumsparenden Aufbau des Nockenwellenverstellers. In bevorzugter Ausgestaltung liegt die dynamische Dichtung, welche das Gehäuse des Stellgetriebes gegen den Elektromotor abdichtet, an einer zylindrischen Mantelfläche des Elektromotors an. Die Dichtung ist vorzugsweise an einer ebenfalls zylindrischen Innenwandung des kragenförmigen Gehäuseteils gehalten. Vorzugsweise befindet sich die Dichtung vollständig radial außerhalb des Stators des Elektromotors.
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In bevorzugter Ausgestaltung kontaktiert die statische Dichtung zusätzlich zu den beiden Gehäuseteilen einen an einem der Gehäuseteile befestigten, von diesem aus radial nach innen gerichteten Ring. Vorzugsweise ist dieser Ring an demjenigen Gehäuseteil befestigt, welches als kragenförmiger Gehäusedeckel ausgebildet ist. Zusammen mit dem Ring beschreibt der Gehäusedeckel einen T-förmigen Querschnitt. Optional weist der im Wesentlichen scheibenförmige Ring an dessen Außenumfang einen zylindrischen Absatz auf, welcher den ebenfalls zylindrischen Abschnitt des kragenförmigen Gehäusedeckels kontaktiert. Im an den zylindrischen Absatz anschließenden, scheibenförmigen Bereich des Rings sind in vorteilhafter Ausgestaltung zahlreiche Öffnungen vorhanden, welche den Durchtritt von Schmiermittel ermöglichen. Unabhängig vom Vorhandensein solcher, vorzugsweise gleichförmig am Umfang verteilter Öffnungen ist der Ring vorzugsweise als Axialanschlag gegenüber Komponenten des Stellgetriebes ausgebildet.
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Mit einer radial außerhalb der statischen Dichtung angeordneten Verschraubung sind die beiden Gehäuseschalen vorzugsweise mit einem außenverzahnten Antriebrad verbunden, welches als für Trockenlauf vorgesehenes Riemenrad ausgebildet ist. Das Stellgetriebe ist vorzugsweise mit Motoröl geschmiert. Das Schmiermittel ist dem Stellgetriebe beispielsweise durch die zu verstellende Nockenwelle hindurch zuleitbar.
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Die beiden dynamischen Dichtungen des elektromechanischen Nockenwellenverstellers sind in bevorzugter Ausgestaltung radial innerhalb der statischen Dichtung angeordnet. Hierbei kann der Außendurchmesser der auf Seiten des Elektromotors angeordneten dynamischen Dichtung mit dem mittleren Durchmesser der statischen Dichtung übereinstimmen. Der Außendurchmesser der zum Zylinderkopf hin abdichtenden dynamischen Dichtung ist dagegen vorzugsweise geringer als der Innendurchmesser der zum Elektromotor hin abdichtenden dynamischen Dichtung. Bei beiden dynamischen Dichtungen handelt es sich vorzugsweise um berührende Dichtungen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das gegenüber dem Zylinderkopf abgedichtete Gehäuseteil des Stellgetriebes als mehrere Getriebeelemente des Stellgetriebes aufnehmender Gehäusetopf, insbesondere Blechtopf, ausgebildet, wobei die Getriebeelemente in Axialrichtung - bezogen auf die Mittelachse des Stellgetriebes - hintereinander in den Gehäusetopf eingefügt sind. Beim zweiten Gehäuseteil handelt es sich um einen im Vergleich zum Gehäusetopf in Axialrichtung vorzugsweise schmaleren, kragenförmigen Gehäusedeckel, auch als Frontdeckel bezeichnet, welcher unmittelbar gegenüber dem Gehäuse des Elektromotors dynamisch abgedichtet ist. Unter einer Kragenform wird eine Form bezeichnet, die einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt sowie einen von diesem Abschnitt aus radial nach außen gerichteten Flansch, das heißt Kragen, umfasst. Der Elektromotor taucht teilweise in den Gehäusedeckel, nämlich in dessen zylindrischen Abschnitt, ein. Dies bedeutet, dass es eine Überlappung in axialer Richtung zwischen dem Gehäusedeckel des Stellgetriebes und dem Elektromotor gibt. Insbesondere ist diese Überlappung nicht nur zwischen einem Gehäuse des Elektromotors und dem Gehäusedeckel des Stellgetriebes, sondern auch zwischen mindestens einer bestrombaren Wicklung des Elektromotors und dem Gehäusedeckel gegeben.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
- 1 ausschnittsweise einen elektromechanischen Nockenwellenversteller in einer Schnittdarstellung,
- 2 bis 5 den Nockenwellenversteller in verschiedenen, teilweise demontierten Zuständen, jeweils in perspektivischer Ansicht,
- 6 und 7 ein als Blechtopf ausgebildetes Gehäuseteil des Nockenwellenverstellers,
- 8 und 9 eine abgewandelte Ausgestaltung des topfförmigen Gehäuseteils in Darstellungen analog 6 und 7.
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Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter elektromechanischer Nockenwellenversteller umfasst einen Elektromotor 2 sowie ein Stellgetriebe 3. Bei dem Elektromotor 2 handelt es sich um einen bürstenlosen Gleichstrommotor, bei dem Stellgetriebe 3 um ein Dreiwellengetriebe, nämlich Wellgetriebe. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Nockenwellenverstellers 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.
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Ein Außengehäuse 4 des Nockenwellenverstellers 1 ist an einem Zylinderkopf 5 eines Verbrennungsmotors, nämlich Hubkolbenmotors, befestigt. Bei dem Außengehäuse 4 handelt es sich um einen Kunststoffdeckel, der nicht nur den Nockenwellenversteller 1, sondern auch den zugehörigen, im Folgenden noch näher erläuterten Riementrieb abdeckt. Die zu verstellenden Nockenwelle des Verbrennungsmotors ist mit 6 bezeichnet. Das Stellgetriebe 3 und der Elektromotor 2 befinden vollständig beziehungsweise größtenteils sich innerhalb des Außengehäuses 4, wobei ein Steckergehäuse 7 des Elektromotors 2 aus dem Außengehäuse 4 herausragt. Das Außengehäuse 4 umschließt einen mit BR bezeichneten Bauraum, welcher den Elektromotor 2 und das Stellgetriebe 3 aufnimmt und im Wesentlichen frei von Schmiermittel ist.
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Im Bauraum BR befindet sich ein dem genannten Riementrieb zuzurechnender Zahnriemen 8, welcher durch die nicht dargestellte Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben wird. Der Zahnriemen 8 treibt ein Antriebsrad 9, nämlich Riemenrad, an, welches fest mit einem insgesamt mit 10 bezeichneten Gehäuse des Stellgetriebes 3 verbunden ist. Das Gehäuse 10 ist aus zwei Gehäuseteilen 11, 12 zusammengesetzt und umschließt einen Gehäuseinnenraum GIR, welcher im Gegensatz zum Bauraum BR, der sich außerhalb des Gehäuses 10 befindet, mit Öl geschmiert ist.
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Bei beiden Gehäuseteilen 11, 12 handelt es sich um Blechteile aus Stahlblech. Das erste Gehäuseteil 11 ist als Gehäusetopf ausgebildet, welcher sämtliche Komponenten des Stellgetriebes 3 aufnimmt, wie im Folgenden noch näher erläutert wird. Das zweite Gehäuseteil 12 ist als kragenförmiger Gehäusedeckel geformt und in Axialrichtung des Stellgetriebes 3 wesentlich weniger ausgedehnt als das erste Gehäuseteil 11. Beide Gehäuseteile 11, 12 sind mit Schrauben 13, allgemein als Verschraubung bezeichnet, am Riemenrad 9 angeschraubt.
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Das erste Gehäuseteil 11, auch als Gehäusetopf bezeichnet, weist einen äußeren Scheibenabschnitt 14 auf, durch welchen die Schrauben 13 gesteckt sind. An den inneren Rand des äußeren Scheibenabschnitts 14 schließt sich ein mittlerer zylindrischer Abschnitt 15 an, dessen Innenumfangsfläche mehrfach gestuft ist. Hierbei sind ein Bereich 16 größten Innendurchmessers, ein Bereich 17 mittleren Innendurchmessers und ein Bereich 18 geringsten Innendurchmessers voneinander unterscheidbar.
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Der Bereich 16 größten Innendurchmessers schließt an den äußeren Scheibenabschnitt 14, der Bereich 18 geringsten Innendurchmessers an einen Gehäuseboden 19 an. Insgesamt verjüngt sich der Innenraum des Gehäusetopfes 11 damit zum Gehäuseboden 19 hin. An den Gehäuseboden 19 schließt sich ein innerer zylindrischer Abschnitt 20 an, welcher die Nockenwelle 6 unmittelbar umgibt.
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Der innere zylindrische Abschnitt 20 wird an seinem Außendurchmesser kontaktiert von einer dynamischen Dichtung 21, welche das Gehäuse 10 zylinderkopfseitig abdichtet. Neben der Dichtung 21 und dem inneren zylindrischen Abschnitt 20 befindet sich ein Wälzlager 22, mit welchem die Nockenwelle 6 im Zylinderkopf 5 gelagert ist.
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Das als Wellgetriebe ausgebildete Stellgetriebe 3 ist derart gestaltet, dass nur beschränkte Relativverdrehungen zwischen der Nockenwelle 6 und dem Gehäuse 10 möglich sind. Zu diesem Zwecken ist in den Gehäusetopf 11 ein Endstoppring 25 eingepresst, welcher auch als Anschlagscheibe bezeichnet wird und nahe des Gehäusebodens 19 im Bereich 18 geringsten Innendurchmessers gehalten wird. Das Einpressen im Bereich 18 geringsten Durchmessers führt tendenziell nicht nur zu einer Aufweitung des engsten Bereichs 18, sondern auch zu einer Aufweitung des Bereichs 17 mittleren Innendurchmessers. Mit Hilfe der Stufung der Bereiche 16,17,18 werden die Folgen dieser Aufweitung auch unter Bedingungen der Serienfertigung beherrscht.
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Nach der Befestigung des Endstopprings 25 im Gehäusetopf 11 wird ein Abtriebshohlrad 26 spielbehaftet in das Gehäuseteil 11 eingesetzt. Dem Abtriebshohlrad 26 ist hierbei ein Umfangsanschlagselement 27 vorgesetzt, welches in drehfester Kopplung mit dem Abtriebshohlrad 26 als Anschlagselement mit dem Endstoppring 25 zusammenwirkt. Die Baugruppe aus Abtriebshohlrad 26 und Umfangsanschlagselement 27 wird mit einer Zentralschraube 28 an der Nockenwelle 6 befestigt. Eine zylindrische Außenumfangsfläche des Abtriebshohlrades 26 befindet sich mit Spiel in Radialrichtung innerhalb des Bereichs 17 mittleren Innendurchmessers.
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Nach dem Einsetzen der Baueinheit aus Abtriebshohlrad 26 und Umfangsanschlagselement 27 in den Gehäusetopf 11 wird in diesen ein Antriebshohlrad 29 eingepresst. Durch den Einpressvorgang ist das Antriebshohlrad 29 dauerhaft drehfest im Bereich 16 größten Innendurchmessers gehalten, wobei der Einpressvorgang - ebenso wie das Einpressen des Endstopprings 25 - auch die Dimensionierung des Bereichs 17 mittleren Innendurchmessers beeinflussen kann, was bei der Auslegung der gestuften Bereiche 16,17,18 berücksichtigt wird.
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Radial innerhalb des Antriebshohlrades 29 sowie des ebenfalls innenverzahnten Abtriebshohlrades 26 wird ein Wellgenerator 30 an sich bekannter Bauart sowie ein kurz als Flexring bezeichnetes flexibles Getriebeelement 31 montiert. Eine mit 32 bezeichnete Außenverzahnung des Flexrings 31 greift in prinzipiell bekannter Weise in zwei einander diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten in Innenverzahnungen des Abtriebshohlrades 26 sowie des Antriebshohlrades 29 ein. Der Wellgenerator 30 zwingt den Flexring 31 permanent in eine von der Kreisform abweichende Form. Die Zusammenwirkung zwischen dem Flexring 31 und dem Antriebshohlrad 29 wird als Kupplungsstufe, die Zusammenwirkung zwischen dem Flexring 31 und dem Abtriebshohlrad 26 als Übersetzungsstufe des Wellgetriebes 3 bezeichnet. Der Wellgenerator 30 umfasst ein Kugellager 33, dessen Innenring mit 34 bezeichnet ist.
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Im Gegensatz zum Innenring 34 ist der mit 35 bezeichnete Außenring des Kugellagers 33 elastisch nachgiebig. Die an der offenen Seite des Gehäusetopfes 11 liegende Stirnfläche des Außenrings 35 liegt mit der an derselben Seite liegenden Stirnfläche des Antriebshohlrades 29 in einer gemeinsamen Ebene. Es handelt sich hierbei um diejenige Ebene, in der auch die Stirnfläche des äußeren Scheibenabschnitts 14 liegt. An der gegenüberliegenden Stirnseite des Wellgenerators 30 befindet sich eine in Axialrichtung wirkende Anschlagscheibe 36.
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Der Innenring 34 wird über eine Ausgleichskupplung 37, nämlich eine Oldham-Kupplung, angetrieben, welche im Ausführungsbeispiel teilweise in den Innenraum des Gehäusetopfes 11 eingreift. Statt einer Oldham-Kupplung ist beispielsweise auch eine Einfingerkupplung als Ausgleichskupplung 37 verwendbar.
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Der Antrieb der Ausgleichskupplung 37 erfolgt mit einer Verstellwelle 38, welche im Ausführungsbeispiel mit der Motorwelle des Elektromotors 2 identisch ist. Die Verstellwelle 38 ist konzentrisch zur Nockenwelle 6 angeordnet und ragt teilweise in den Innenraum des Gehäusetopfes 11 hinein. Mit Hilfe zweier nicht dargestellter Wälzlager, nämlich Kugellager, ist die Verstellwelle 38 im mit 41 bezeichneten Elektromotorgehäuse gelagert. Eine ebenfalls nicht dargestellte schleifende Dichtung dichtet den Innenraum des Elektromotors 2 gegenüber dem mit Öl geschmierten Innenraum GIR des Gehäuses 10 ab. Der Elektromotor 2 ist als Innenläufermotor gestaltet. Der Stator des Elektromotors 2 weist in 1 nicht erkennbare bestrombare Wicklungen 44 auf.
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Die mit 46 bezeichnete Außenumfangsfläche des Elektromotorgehäuses 41 wird kontaktiert durch eine dynamische, elektromotorseitige Dichtung 47. Ebenso wie die zylinderkopfseitige Dichtung 21 ist die elektromotorseitige Dichtung 47 im Ausführungsbeispiel als zweilippige berührende Dichtung ausgebildet. In beiden Fällen kommt auch die Verwendung anderer Dichtungstypen in Betracht.
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Die Dichtung 47 ist befestigt in einem zylindrischen Abschnitt 48 des zweiten, kragenförmigen Gehäuseteils 12. An den zylindrischen Abschnitt 48 schließt sich auf der dem Elektromotor 2 abgewandten Seite ein Flanschabschnitt 49 an, welcher zusammen mit dem äußeren Scheibenabschnitt 14 mit Hilfe der Schrauben 13 am Antriebsrad 9 festgeschraubt ist.
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Im Vergleich zum ersten Gehäuseteil 11 weist das zweite Gehäuseteil 12, welches auch als Gehäusedeckel bezeichnet wird, eine einfachere Form auf, wobei es in Axialrichtung des Stellgetriebes 3 schmaler ist.
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Der Elektromotor 2 ist partiell in das zweite Gehäuseteil 12 und damit in den Gehäuseinnenraum GIR eingetaucht. Dies bedeutet, dass eine Überlappung zwischen dem Elektromotor 2 und dem Gehäusedeckel 12 in axialer Richtung gegeben ist. Es existiert eine gemeinsame, zur Rotationsachse der Verstellwelle 38 und damit auch zur Mittelachse der Nockenwelle 6 normale Ebene, welche sowohl das Elektromotorgehäuse 41 als auch die Dichtung 47 und den zylindrischen Abschnitt 48 des kragenförmigen Gehäuseteils 12 schneidet.
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Der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 48 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel größer als der Außendurchmesser des mittleren zylindrischen Abschnitts 15 des Gehäusetopfes 11. Dementsprechend ist der Flanschabschnitt 49 in Radialrichtung weniger ausgedehnt als der äußere Scheibenabschnitt 14, welcher außenseitig bündig mit dem Flanschabschnitt 14 abschließt. Im inneren Bereich des äußeren Scheibenabschnitts 14 verbleibt ein nicht vom Flanschabschnitt 49 abgedeckter Bereich, welcher von einem Ring 50 kontaktiert wird, der am Gehäusedeckel 12 gehalten ist. Am äußeren Rand des Rings 50 weist dieser einen ringförmig umlaufenden Absatz 51 auf, der an der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 48 anliegt.
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Zwischen dem äußeren Rand des Rings 50, dem Übergangsbereich zwischen dem zylindrischen Abschnitt 48 und dem Flanschabschnitt 49 des Gehäusedeckels 12 und dem äußeren Scheibenabschnitt 14 des Gehäusetopfes 11 ist ein im Querschnitt näherungsweise dreieckiger Raum gebildet, in welchen eine statische Dichtung 52, nämlich eine O-Ring-Dichtung, eingelegt ist. Mit dem Anziehen der Schrauben 13 wird diese Dichtung 52 leicht komprimiert, womit der gesamte Gehäuseinnenraum GIR durch ein einziges Dichtelement statisch abgedichtet ist.
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An den Absatz 51 schließt sich radial nach innen ein ringscheibenförmiger Anschlagabschnitt 53 des Rings 50 an. Innerhalb des Anschlagabschnitts 53 befinden sich kreisrunde Öffnungen 54, die den Durchtritt von Schmiermittel ermöglichen. In seinem radial inneren Bereich dient der Anschlagabschnitt 53 als Axialanschlag gegenüber dem Außenring 35 sowie gegenüber dem Flexring 31.
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Die 8 und 9 zeigen eine abgewandelte geometrische Gestaltung des Gehäusetopfes 11, welche im Austausch gegen die Variante nach den 6 und 7 ebenfalls für den Nockenwellenversteller 1 nach den 1 bis 5 geeignet ist. Im Unterschied zu der Variante nach den 6 und 7 weist der Gehäusetopf nach 8 und 9 innerhalb des mittleren zylindrischen Abschnitts 15 mehrere Sicken 55, das heißt Bereiche verminderten Durchmessers, auf. Jede Sicke 55 befindet sich hierbei radial innerhalb einer mit 56 bezeichneten Befestigungsöffnung im äußeren Scheibenabschnitt 14. Abweichend von der in den 8 und 9 gezeigten Ausgestaltung könnte auch ein Versatz in Umfangsrichtung zwischen den Sicken 55 einerseits und den Befestigungsöffnungen 56 andererseits gegeben sein.
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Auf der Innenseite des mittleren zylindrischen Abschnitts 15 kontaktiert der in den 8 und 9 nicht dargestellte Endstoppring 25 das Gehäuseteil 11 lediglich an einzelnen Umfangsabschnitten, was den Einpressvorgang erleichtert. In analoger Weise ist auch das Abtriebshohlrad 26 lediglich in einzelnen, voneinander getrennten Umfangsabschnitten in Radialrichtung durch das erste Gehäuseteil 11 gelagert. Alternativ zu einem Endstoppring 25 mit kreisrundem Außenumfang kann auch ein Endstoppring 25 mit der Form der Sicken 55 angepasster Kontur in das Gehäuseteil 11 eingesetzt werden, so dass ein spielfreier Formschluss zwischen dem Endstoppring 25 und dem Gehäusetopf 11 in Umfangsrichtung gegeben ist. Der Formschluss ist dabei derart gestaltet, dass ein Pressverband in tangentialer statt in radialer Richtung entsteht. Hierdurch sind Deformationen des Gehäuseteils 11, insbesondere Aufweitungen, minimiert, wobei in Umfangsabschnitten außerhalb der Sicken 55 ein Spalt zwischen dem Endstoppring 25 und dem Gehäusetopf 11 gebildet ist. In entsprechender Weise kann auch das Antriebshohlrad 29 entweder eine kreisrunde Außenkontur oder eine der Innenkontur des Gehäusetopfes 11 im Sinne eines Formschlusses angepasste Kontur aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nockenwellenversteller
- 2
- Elektromotor
- 3
- Stellgetriebe, Wellgetriebe
- 4
- Außengehäuse
- 5
- Zylinderkopf
- 6
- Nockenwelle
- 7
- Steckergehäuse
- 8
- Zahnriemen
- 9
- Antriebsrad, Riemenrad
- 10
- Gehäuse
- 11
- erstes Gehäuseteil, topfförmig
- 12
- zweites Gehäuseteil, Gehäusedeckel
- 13
- Schraube, Verschraubung
- 14
- äußerer Scheibenabschnitt
- 15
- mittlerer zylindrischer Abschnitt
- 16
- Bereich größten Innendurchmessers
- 17
- Bereich mittleren Innendurchmessers
- 18
- Bereich geringsten Innendurchmessers
- 19
- Gehäuseboden
- 20
- innerer zylindrischer Abschnitt
- 21
- dynamische Dichtung, zylinderkopfseitig
- 22
- Wälzlager
- 23
- -
- 24
- -
- 25
- Endstoppring, Anschlagscheibe
- 26
- Abtriebshohlrad
- 27
- Umfangsanschlagselement
- 28
- Zentralschraube
- 29
- Antriebshohlrad
- 30
- Wellgenerator
- 31
- Flexring, flexibles Getriebeelement
- 32
- Außenverzahnung
- 33
- Kugellager
- 34
- Innenring
- 35
- Außenring
- 36
- Anschlagscheibe
- 37
- Ausgleichskupplung
- 38
- Verstellwelle
- 39
- -
- 40
- -
- 41
- Elektromotorgehäuse
- 42
- -
- 43
- -
- 44
- -
- 45
- -
- 46
- Außenumfangsfläche
- 47
- dynamische Dichtung, elektromotorseitig
- 48
- zylindrischer Abschnitt
- 49
- Flanschabschnitt
- 50
- Ring
- 51
- Absatz
- 52
- statische Dichtung
- 53
- Anschlagabschnitt
- 54
- Öffnung
- 55
- Sicke
- 56
- Befestigungsöffnung
- BR
- Bauraum
- GIR
- Gehäuseinnenraum
