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Die Erfindung betrifft ein zur Verwendung in einem elektromechanischen Nockenwellenversteller geeignetes Dreiwellengetriebe mit einem mehrteiligen Gehäuse, wobei Gehäuseteile statisch gegeneinander und dynamisch gegenüber einer Umgebungskonstruktion abgedichtet sind.
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Ein elektromechanischer Nockenwellenversteller mit einem als Dreiwellengetriebe ausgebildeten Stellgetriebe ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 062 037 A1 bekannt. Bei dem Dreiwellengetriebe handelt es sich in diesem Fall um ein Taumelscheibengetriebe. Das Gehäuse des Stellgetriebes ist zweiteilig aufgebaut, wobei zwischen die beiden Teile ein Dichtelement als statische Dichtung eingesetzt ist. Die beiden Gehäuseteile sind mit einer Riemenscheibe verbunden.
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Ein weiterer elektromechanischer Nockenwellenversteller ist in der
US 9,016,250 B2 offenbart. Dieser Nockenwellenversteller wird, ebenso wie der in der
DE 10 2004 062 037 A1 beschriebene Nockenwellenversteller, mit Motoröl geschmiert, wobei ein als Ganzes rotierbares, mittels eines Zugmittels antreibbares Gehäuse eines Stellgetriebes des Nockenwellenverstellers gegenüber umgebenden Bauteilen abgedichtet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickeltes, insbesondere für einen elektromechanischen Nockenwellenversteller geeignetes Dreiwellengetriebe anzugeben, welches ein abgedichtetes Gehäuse aufweist und sich durch einen besonders fertigungsfreundlichen Aufbau auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Dreiwellengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Dreiwellengetriebe weist ein mehrteiliges Gehäuse auf, welches als Antriebselement vorgesehen ist, wobei ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil mittels dynamischer Dichtungen gegenüber einer Umgebungskonstruktion abgedichtet sind und die beiden Gehäuseteile mittels zweier statischer Dichtungen, welche beidseitig an einem zwischen den Gehäuseteilen gehaltenen Getriebeelement anliegen, gegeneinander abgedichtet sind, und wobei eine radial außerhalb der beiden statischen Dichtungen angeordnete Verschraubung die beiden Gehäuseteile sowie das Getriebeelement mit einem Antriebsrad verbindet.
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Mit Hilfe der Verschraubung, welche in einem die beiden statischen Dichtungen radial umgebenden Bereich angeordnet ist, ist somit sowohl eine abgedichtete Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen hergestellt als auch das Getriebeelement als weiteres Teil des Dreiwellengetriebes gehäusefest fixiert. Bei dem Antriebsrad, welches als Teil des Gehäuses mit den beiden die statischen Dichtungen kontaktierenden Gehäuseteilen verschraubt ist, handelt es sich beispielsweise um ein Riemenrad.
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Das zwischen den beiden Gehäuseteilen gehaltene Getriebeelement ist beispielsweise als elastisch nachgiebige Kragenhülse gestaltet. Bei dem Dreiwellengetriebe handelt es sich in diesem Fall um ein Wellgetriebe. Ein mittels der Verschraubung am Antriebsrad befestigter, ringscheibenförmiger Kragen des als Kragenhülse ausgebildeten Getriebeelementes ist vorzugsweise zwischen zwei unterschiedlich weit radial nach innen reichenden Flanschabschnitten der Gehäuseteile angeordnet, wobei der weiter nach innen reichende Flanschabschnitt zumindest partiell trichterartig, insbesondere konisch, geformt ist.
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Beide dynamische Dichtungen sind vorzugsweise radial vollständig innerhalb der statischen Dichtungen angeordnet. Dies bedeutet, dass der Außendurchmesser der größeren dynamischen Dichtung kleiner ist als der Innendurchmesser jeder der statischen Dichtungen. Die beiden statischen Dichtungen sind vorzugsweise identisch dimensioniert. Bei den statischen Dichtungen handelt es sich beispielsweise um O-Ring-Dichtungen. Ebenso sind komplexer gestaltete Formdichtungen als statische Dichtungen verwendbar.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt:
- 1 in einer Schnittdarstellung einen elektromechanischen Nockenwellenversteller mit einem Wellgetriebe als Dreiwellengetriebe.
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Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Nockenwellenversteller, hinsichtlich dessen prinzipieller Funktion auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen wird, umfasst ein Wellgetriebe als Dreiwellengetriebe 2 und einen Elektromotor 3. Das Wellgetriebe 2 und der Elektromotor 3 sind durch ein Außengehäuse 4 abgedeckt, wobei ein Steckergehäuse 5 des Elektromotors 3 aus dem Außengehäuse 4 herausragt. Das Außengehäuse 4 ist an einem Zylinderkopf 6 eines Verbrennungsmotor, nämlich Hubkolbenmotors, befestigt. Ein im Zylinderkopf 6 gehaltenes Wälzlager 7, nämlich Kugellager, dient der Lagerung der zu verstellenden, mit 8 bezeichneten Nockenwelle des Verbrennungsmotors.
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Der Antrieb der Nockenwelle 8 erfolgt mit Hilfe eines Zahnriemens 9, welcher ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Gehäuse des Wellgetriebes 2 in Rotation versetzt. Mit 11 ist ein Riemenrad bezeichnet, welches durch den Zahnriemen 9 angetrieben wird und in an sich bekannter Weise mit halber Kurbelwellendrehzahl des Verbrennungsmotors rotiert. Mit dem Riemenrad 11, welches allgemein als Antriebsrad bezeichnet wird und dem Gehäuse 10 zuzurechnen ist, sind ein erstes, topfförmiges Gehäuseteil 12 und ein zweites, kragenförmiges Gehäuseteil 13 des Wellgetriebes 2 verbunden. Mehrere Schrauben 14, allgemein als Verschraubung bezeichnet, welche in das Antriebsrad 11 eingeschraubt sind, fixieren die beiden Gehäuseteile 12, 13 sowie ein Getriebeelement 15, bei welchem es sich um eine elastisch nachgiebige Kragenhülse handelt, am Antriebsrad 11. Hierbei ist ein Kragen 16 des Getriebeelementes 15 zwischen den Gehäuseteilen 12, 13 gehalten. Der Kragen 16 geht an dessen inneren Rand in einen Hülsenabschnitt 17, das heißt zylindrischen Abschnitt der Kragenhülse 15, über.
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Eine Außenverzahnung des Hülsenabschnitts 17 kämmt in an sich bekannter Weise partiell mit einer Innenverzahnung eines Abtriebshohlrads 18, das heißt eines Abtriebselements des Wellgetriebes 2. Das Abtriebshohlrad 18 ist mit Hilfe einer Zentralschraube 19 fest mit der Nockenwelle 8 verbunden.
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Beim Betrieb des Dreiwellengetriebes 2 wird das nachgiebige Getriebeelement 15 durch einen Wellgenerator 20 verformt, welcher in den durch das Abtriebshohlrad 18 beschriebenen Hohlraum eingesetzt ist. Das Abtriebshohlrad 18 ist durch das erste Gehäuseteil 12 im Dreiwellengetriebe 2 gleitgelagert. Das erste Gehäuseteil 12 ist mit Hilfe einer dynamischen Dichtung 21 gegenüber dem Zylinderkopf 6 abgedichtet. Die dynamische Dichtung 21 befindet sich neben dem Wälzlager 7. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses 10 befindet sich eine dynamische Dichtung 22, welche das zweite Gehäuseteil 13 gegen das bezeichnete Motorgehäuse des Elektromotors 3 abdichtet. In dem Motorgehäuse ist ein Kugellager gehalten, dem eine Dichtung vorgesetzt ist. Durch das genannte Kugellager ist eine Welle 26 gelagert, bei welcher es sich sowohl um die Motorwelle des Elektromotors 3 als auch um die Verstellwelle des Stellgetriebes 2 handelt. Radial außerhalb der Wicklungen des Elektromotors 3 befindet sich ein zylindrischer Abschnitt 30 des zweiten Gehäuseteils 13, wobei die Dichtung 22 im zylindrischen Abschnitt 30 gehalten ist. Bei der dynamischen Dichtung 22 handelt es sich ebenso wie bei der dynamischen Dichtung 21 um eine berührende Dichtung mit zwei Dichtlippen. Der Elektromotor 3 ist partiell in das Gehäuse 10 des Dreiwellengetriebes 2 eingeschoben.
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Der zylindrische Abschnitt 30 des zweiten Gehäuseteils 13 geht über in einen Flanschabschnitt 31, in welchen eine erste statische Dichtung 32 eingelegt ist. Die statische Dichtung 32 dichtet zwischen dem zweiten Gehäuseteil 13 und dem Kragen 16 des Getriebeelementes 15 ab. An der der ersten statischen Dichtung 32 abgewandten Oberfläche des Kragens 16 befindet sich eine zweite statische Dichtung 33, die in einen Flanschabschnitt 34 des ersten Gehäuseteils 12 eingelegt ist. Die beiden statischen Dichtungen 32, 33 haben die gleichen Abmessungen. Durch die Schrauben 14 wird ein mechanischer Druck auf beide Dichtungen 32, 33 ausgeübt. Sämtliche Schrauben 14 befinden sich radial außerhalb der Dichtungen 32, 33.
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Der Flanschabschnitt 34 des ersten Gehäuseteils 12 geht über in einen zylindrischen Abschnitt 35, in welchem das Abtriebshohlrad 18 gelagert ist. An der Innenseite des topfförmigen Gehäuseteils 12 ist zwischen dem Flanschabschnitt 34 und dem zylindrischen Abschnitt 35 ein trichterförmiger Übergangsabschnitt 36 ausgebildet, so dass an dieser Stelle ein Abstand gegenüber dem Kragen 16 des Getriebeelementes 15 gegeben ist. Aufgrund dieses Abstandes ist das Getriebeelement 15 auch an dieser Stelle elastisch auslenkbar. Der zylindrische Abschnitt 30 des zweiten Gehäuseteils 13 befindet sich radial weiter außen als der trichterförmige Übergangsabschnitt 36.
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Der zylindrische Abschnitt 35 des ersten Gehäuseteils 12 geht über in einen Boden 37, in welchem eine Anschlagkontur 38 ausgebildet ist. Die Anschlagkontur 38 begrenzt in Zusammenwirkung mit Konturen des Abtriebshohlrades 18 den Verschwenkwinkel zwischen dem Gehäuse 10 und dem Abtriebshohlrad 18, das heißt den Verstellbereich der Nockenwelle 8. An dem inneren Rand des nicht geschlossenen Bodens 37 schließt sich ein innerer zylindrischer Abschnitt 39 an, welchen die im Zylinderkopf 6 gehaltene Dichtung 21 kontaktiert.
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Der Außendurchmesser der zylinderkopfseitigen Dichtung 21 ist geringer als der Innendurchmesser der elektromotorseitigen Dichtung 22. Unmittelbar neben der Dichtung 22 ist im zylindrischen Abschnitt 30 des zweiten Gehäuseteils 13 ein dem Getriebeelement 15 vorgesetzter Anschlagdeckel 40 gehalten. Der Anschlagdeckel 40 stellt eine in Axialrichtung wirksame Sicherung gegenüber einem dem Wellgenerator 20 zuzurechnenden Wälzlager 41, nämlich Kugellager, dar. Hierbei schlägt ein mit 42 bezeichneter nachgiebiger Außenring des Wälzlagers 41, welcher unmittelbar innerhalb des Getriebeelementes 15 angeordnet ist, stirnseitig am Anschlagdeckel 40 an. In der entgegengesetzten Axialrichtung ist der Außenring 42 durch das Abtriebshohlrad 18 abgestützt.
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Das Wälzlager 41 ist ebenso wie Verzahnungen des Dreiwellengetriebes 2 durch Motoröl geschmiert, welches dem Innenraum des Stellgetriebes 2 durch Schmiermittelkanäle 43 zugeleitet wird. Der Zahnriemen 9 läuft dagegen in einem Raum, welcher im Wesentlichen frei von Schmiermittel ist. Dementsprechend wird der Antrieb des Nockenwellenverstellers 1 auch als Trockenriemenantrieb bezeichnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nockenwellenversteller
- 2
- Dreiwellengetriebe
- 3
- Elektromotor
- 4
- Außengehäuse
- 5
- Steckergehäuse
- 6
- Zylinderkopf
- 7
- Wälzlager
- 8
- Nockenwelle
- 9
- Zahnriemen
- 10
- Gehäuse
- 11
- Antriebsrad
- 12
- Gehäuseteil
- 13
- Gehäuseteil
- 14
- Schraube
- 15
- Getriebeelement
- 16
- Kragen
- 17
- Hülsenabschnitt
- 18
- Abtriebshohlrad
- 19
- Zentralschraube
- 20
- Wellgenerator
- 21
- dynamische Dichtung
- 22
- dynamische Dichtung
- 23
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- 24
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- 25
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- 26
- Welle
- 27
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- 28
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- 29
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- 30
- zylindrischer Abschnitt
- 31
- Flanschabschnitt
- 32
- statische Dichtung
- 33
- statische Dichtung
- 34
- Flanschabschnitt
- 35
- zylindrischer Abschnitt
- 36
- Übergangsabschnitt
- 37
- Boden
- 38
- Anschlagkontur
- 39
- zylindrischer Abschnitt
- 40
- Anschlagdeckel
- 41
- Wälzlager
- 42
- Außenring
- 43
- Schmiermittelkanal
- R
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004062037 A1 [0002, 0003]
- US 9016250 B2 [0003]
