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Die Erfindung betrifft ein Nockenwellenverstellsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer inneren Nockenwelle, einer koaxial zu und radial außerhalb der inneren Nockenwelle angeordneten äußeren Nockenwelle, einem Antriebsrad, das zum Einleiten von Drehmoment an die Nockenwellen ausgelegt ist, einem hydraulischen Nockenwellenversteller, insbesondere des Flügelzellentyps, der zur Verstellung der Phasenlage der äußeren Nockenwelle relativ zu dem Antriebsrad auf die äußere Nockenwelle einwirkt, und mit einem elektrischen Nockenwellenversteller, der zur Verstellung der Phasenlage der inneren Nockenwelle relativ zu dem Antriebsrad auf die innere Nockenwelle einwirkt.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Nockenwellenverstellsysteme zur Verstellung zweier Nockenwellen bekannt. Unter anderem offenbart die WO 2013/ 053 421 A1 einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Nockenwellen und einem Phasensteiler, wobei der Phasensteiler ein Antriebsrad, einen ersten Aktuator, der mit einer ersten der Nockenwellen verbunden ist, und einen zweiten Aktuator, der mit einer zweiten der Nockenwellen verbunden ist, umfasst, wobei durch eine Verstellung des ersten und/oder des zweiten Aktuators ein Phasenwinkel der jeweiligen Nockenwelle bezüglich des Antriebsrads einstellbar ist, wobei die Verstellung des zweiten Aktuators in Abhängigkeit von der Verstellung des ersten Aktuators erfolgt. Nachteilig daran ist jedoch, dass die beiden Nockenwellen nicht vollständig unabhängig voneinander verstellt werden können, sondern eine direkte Abhängigkeit zwischen den Positionen der Nockenwellen besteht.
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Um dies zu verbessern, sind auch bereits Nockenwellenverstellsysteme mit einer inneren Nockenwelle, einer äußeren Nockenwelle und zwei Nockenwellenverstellern bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 10 2009 041 755 A1 einen Verstelleraufbau eines doppelten unabhängigen Verstellsystems (DIPS) für koaxiale Nockenwellen, umfassend einen ersten und einen zweiten Verstellerunteraufbau, jeweils umfassend einen Rotor mit auswärts gerichteten Flügeln, einen Stator mit einwärts gerichteten Vorsprüngen, wobei sich jeder der Flügel zwischen einem Paar der einwärts gerichteten Vorsprünge erstreckt, um Kammern für mit Druck beaufschlagtes Hydraulikfluid zu definieren, um den Rotor in Bezug auf den Stator vorzuschieben oder zurückzuhalten, und eine vordere und eine hintere Abdeckung, die die vordere und die hintere Wand der Kammern definieren, wobei die Rotoren zur Verbindung mit einer inneren Nockenwelle bzw. einer äußeren Nockenwelle geeignet sind; ein Ventiltriebritzel oder eine -scheibe, das bzw. die mit dem Stator eines der Verstellerunteraufbauten verbunden ist, wobei das Ventiltriebritzel oder die Ventiltriebscheibe eingerichtet ist, um radiale Lasten in die äußere Nockenwelle zu übertragen; und wobei der erste und der zweite Verstellerunteraufbau als eine Einheit zusammen vormontiert sind. Nachteilig daran ist jedoch, dass die beiden Nockenwellen durch jeweils einen hydraulischen Nockenwellenversteller betätigt werden. Da eine hydraulische Verstellung insbesondere in einem niedrigen Temperaturbereich von unter -10°C verhältnismäßig langsam ist, kann sie die an sie gestellten Anforderungen nicht ausreichend erfüllen.
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Auch sind bereits Nockenwellenverstellsysteme mit zwei koaxialen Nockenwellen bekannt, wobei eine innere Nockenwelle von einem elektrischen Nockenwellenversteller verstellt wird und eine äußere Nockenwelle von einem hydraulischen Nockenwellenversteller verstellt wird, um eine schnelle Verstellung der inneren Nockenwelle zu gewährleisten. Zum Beispiel offenbart dazu die
EP 3 141 711 A1 einen Doppelnockenwellenversteller für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer Kurbelwelle und einem Ventiltrieb, der eine erste und eine zweite Gruppe von Nocken aufweist, wobei die Phase der Nocken in jeder Gruppe unabhängig von der Phase der Nocken der anderen Gruppe relativ zu der Phase der Kurbelwelle einstellbar ist, wobei der Doppelnockenwellenversteller einen elektrischen ersten Nockenwellenversteller zum Einwirken auf die erste Gruppe an Nocken und einen hydraulischen zweiten Nockenwellenversteller zum Einwirken auf die zweite Gruppe an Nocken besitzt.
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Die
DE 10 2017 114 069 A1 zeigt ein flexibles Getriebebauteil, insbesondere eines Wellgetriebes, aufweisend: einen außenverzahnten, zylindrischen Abschnitt, einen an diesen anschließenden scheibenförmigen Abschnitt, sowie einen an den scheibenförmigen Abschnitt anschließenden, radial außerhalb des außenverzahnten Abschnitts angeordneten Befestigungsabschnitt auf, welcher in Form einzelner, jeweils hauptsächlich in Axialrichtung des außenverzahnten Abschnitts ausgerichteten Befestigungsstreifen ausgebildet ist.
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Die US 2013/ 0 284 134 A1 zeigt ein Nockenwellenverstellsystem, dass zwei axial aufeinanderfolgende Abtriebselemente aufweist.
DE 10 2019 101 801 A1 zeigt ein gattungsgemäßes Nockenwellenverstellsystem.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Nockenwellenverstellsystem bereitzustellen, das bauraumsparend und kompakt ausgebildet ist, das eine unabhängige Verstellung der Nockenwellen ermöglicht und das gleichzeitig eine volle Funktionsfähigkeit beider Nockenwellenversteller sicherstellt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst..
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Dies hat den Vorteil, dass zum einen das gesamte Nockenwellenverstellsystem insbesondere in Axialrichtung kürzer baut und dass zudem der oftmals nicht genutzte Bauraum innerhalb eines Rotors des hydraulischen Nockenwellenverstellers genutzt wird.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, wenn eine mit einem Rotor eines Elektromotors des elektrischen Nockenwellenverstellers drehfest verbundene Abtriebswelle über eine vorzugsweise nicht schaltbare Kupplung mit einem drehfest mit der inneren Nockenwelle verbundenen Abtriebshohlrad drehmomentübertragend gekoppelt ist. Dadurch lässt sich eine Drehmomentübertragung von dem Rotor des Elektromotors auf die innere Nockenwelle zum Verstellen der Phasenlage gegenüber der Kurbelwelle realisieren. Dadurch wird also eine von der Verstellung der äußeren Nockenwelle unabhängige Verstellung der inneren Nockenwelle bereitgestellt.
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Erfindungegemäß ist das Abtriebshohlrad an einer radialen Innenseite eines Rotors des hydraulischen Nockenwellenverstellers gelagert/abgestützt. Dadurch wird die innere Nockenwelle also an dem bereits ausgerichteten Rotor gelagert, so dass der Rundlauf und die Zentrierung der inneren Nockenwelle verbessert werden.
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Zudem können durch die Lagerung des Abtriebshohlrads Arbeitskammern, beispielsweise die Beschleunigungskammern/A-Kammern, die in Radialrichtung zwischen dem Rotor und dem Stator des hydraulischen Nockenwellenverstellers ausgebildet sind, mit Öl aus der inneren Nockenwelle versorgt werden. Es ist also bevorzugt, wenn sich in Radialrichtung erstreckende Ölkanäle zur Verbindung eines Bereichs radial innerhalb der inneren Nockenwelle mit zwischen dem Stator und dem Rotor ausgebildeten Arbeitskammern in dem Abtriebshohlrad ausgebildet sind. Die Ölkanäle in dem Abtriebshohlrad korrespondieren mit einem Ringkanal an einer radialen Innenseite des Rotors des hydraulischen Nockenwellenverstellers. Von dem Ringkanal aus wird das Öl durch weitere radiale Ölkanäle im Rotor zu den Arbeitskammern geführt. Auch ist es vorteilhaft, wenn Arbeitskammern, beispielsweise Verzögerungskammern/B-Kammern, über radiale Ölkanäle im Rotor, beispielsweise im Rotorsteg, mit Öl aus der äußeren Nockenwelle versorgt werden.
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Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, wenn die Kupplung über eine fest an dem Abtriebshohlrad angebrachte, insbesondere in Radialrichtung elastisch verformbare Kragenhülse drehmomentweitergebend mit dem Abtriebshohlrad verbunden ist. Durch die elastisch verformbare Ausbildung der Kragenhülse kann eine Koaxialität der inneren Nockenwelle ausgeglichen werden. Somit kann also die Koaxialität der äußeren Nockenwelle unabhängig bzw. getrennt von der inneren Nockenwelle ausgeglichen werden, so dass eine bessere Zentrierung erreicht werden kann. Zudem lässt sich durch den verbesserten Koaxialitätsausgleich ein größerer Rundlauffehler der inneren Nockenwelle korrigieren.
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Außerdem ist es bevorzugt, wenn die Kupplung als eine Oldham-Kupplung/Kreuzschlitzkupplung ausgebildet ist. Das heißt, dass die Kupplung als eine nicht schaltbare, drehstarre Kupplung ausgebildet ist, die einen Radialversatz zweier paralleler Wellen ausgleichen kann. Somit wird eine radiale elastische Verformung der Kragenhülse durch die Kupplung ausgeglichen, so dass ein Rundlauffehler nicht an die Abtriebswelle des Rotors des elektrischen Nockenwellenverstellers weitergegeben wird. Eine Oldham-Kupplung ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt, weshalb an dieser Stelle nicht näher auf diese eingegangen wird.
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Das Antriebsrad und/oder der hydraulische Nockenwellenversteller sind/ist über eine Radialgleitlagerung auf der äußeren Nockenwelle abgestützt sind/ist. Dies hat den Vorteil, dass somit eine Zentrierung des Antriebsrads und/oder des hydraulischen Nockenwellenverstellers relativ zu der äußeren Nockenwelle sichergestellt wird. Damit kann eine innere Nockenwelle, die wiederum an dem hydraulischen Nockenwellenversteller und/oder dem Antriebsrad abgestützt wird, mit präziser Koaxialität zu der äußeren Nockenwelle ausgerichtet werden. Es wird also ein Koaxialitätsausgleich zwischen den beiden konzentrischen Nockenwellen gefunden, der einen besonders ruhigen Lauf der beiden Nockenwellen und eine exakte Betätigung eines Ventiltriebs ermöglicht. Zudem ist er Koaxialitätsausgleich kostenneutral, da keine zusätzliche Kupplung benötigt wird. Weiterhin kann dadurch vorteilhafterweise ein erforderlicher Rundlauf einer Kettenverzahnung des Antriebsrads zu der äußeren Nockenwelle eingehalten werden.
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Zudem ist es zweckmäßig, wenn das Radialgleitlager auf einer radialen Außenseite einer fest mit der äußeren Nockenwelle verbundenen Lagernabe angeordnet ist. Das heißt also, dass die radiale Außenseite der Lagernabe als eine Lagerfläche für den hydraulischen Nockenwellenversteller und/oder das Antriebsrad dient. Mit anderen Worten wird das Antriebsrad bzw. ein Antriebsradgehäuse durch eine externe radiale Lagerung an der äußeren Nockenwelle gelagert. Dadurch kann zum einen der Bauraum radial außerhalb der äußeren Welle genutzt werden und zum anderen eine besonders exakte Zentrierung zwischen dem Antriebsrad bzw. dem Antriebsradgehäuse oder dem hydraulischen Nockenwellenversteller und der äußeren Nockenwelle sichergestellt werden.
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Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Lagernabe als ein von der äußeren Nockenwelle separates Bauteil ausgebildet ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Lagerfläche auf der radialen Außenseite der Lagernabe mit hoher Genauigkeit ausgebildet werden, ohne dass eine gesamte radiale Außenseite der äußeren Nockenwelle bearbeitet werden muss. Dadurch kann eine kostengünstige, exakte Lagerfläche bereitgestellt werden.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn die Lagernabe mittels einer kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels eines Pressverbands, an der äußeren Nockenwelle angebracht ist. So kann eine einfach und kostengünstig herstellbare Verbindung zwischen der Nockenwelle und der Lagernabe hergestellt werden.
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Zudem ist es von Vorteil, wenn die Lagernabe mit einem relativ zu einem Stator verdrehbaren Rotor des hydraulischen Nockenwellenverstellers drehfest verbunden ist.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der relativ zu dem Stator verdrehbare, drehfest mit der äußeren Nockenwelle verbundene Rotor des hydraulischen Nockenwellenverstellers mittels eines kompressiblen Dichtelements, vorzugsweise mittels mehrerer gleichmäßig über den Umfang des Rotors verteilter Dichtelemente, und/oder mittels einer elastischen Rotorflügelausgestaltung gegenüber dem Antriebsrad zentriert ist. Durch die Kompressibilität der Dichtelemente kann ein Rundlauffehler ausgeglichen werden und der Rotor relativ zu dem Stator zentriert werden.
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Auch ist es bevorzugt, wenn das Dichtelement in Radialrichtung federvorgespannt ist. Somit kann eine Koaxialität über eine Federvorspannung eingestellt bzw. erzeugt werden.
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Zudem zeichnet sich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dadurch aus, dass der Rotor des hydraulischen Nockenwellenverstellers in Axialrichtung schwimmend, d.h. mit Axialspiel, auf der äußeren Nockenwelle gelagert ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, dass Spannungen zwischen dem Rotor des hydraulischen Nockenwellenverstellers und der äußeren Nockenwelle durch eine überbestimmte Lagerung entstehen.
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Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn der Rotor des hydraulischen Nockenwellenverstellers mittels einer Schiebeverzahnung auf der äußeren Nockenwelle gelagert ist. Dadurch kann in einfacher Weise ein axiales Spiel zwischen der äußeren Nockenwelle und dem Rotor des hydraulischen Nockenwellenverstellers realisiert werden und gleichzeitig eine Drehmomentübertragung über die Verzahnung in Umfangsrichtung sichergestellt werden.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Schiebeverzahnung durch eine vorzugsweise innenverzahnt ausgebildete, axialfest mit dem Rotor verbundene Rotornabe und eine vorzugsweise außenverzahnt ausgebildete, axialfest und drehfest mit der äußeren Nockenwelle verbundene Zwischennabe gebildet ist.
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Zudem ist es zweckmäßig, wenn die Rotornabe einteilig mit dem Rotor oder separat von dem Rotor ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Rotornabe über eine Nietverbindung, einen Pressverband, eine Sinterlötverbindung, eine Stiftverbindung und/oder eine Schraubverbindung an dem Rotor axialfest angebracht sein.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Rotor einen Zentrierabsatz zum zentrierten Ausrichten der Rotornabe relativ zu dem Rotor besitzt. Dadurch kann die Koaxialität des gesamten Nockenwellenverstellsystems verbessert werden.
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Mit anderen Worten betrifft die Erfindung ein kostengünstiges Design für den Koaxialitätsausgleich zwischen den beiden konzentrischen Nockenwellen in einem elektrischhydraulischen Verstellsystem mit einem elektrischen Nockenwellenversteller und einem hydraulischen Nockenwellenversteller. Dies wird unter anderem durch eine externe, radiale Lagerung eines Antriebsradgehäuses bzw. eines Ketten- oder Riemenrads an der äußeren Nockenwelle erreicht. Außerdem wird eine schwimmende, radiale Lagerung des Rotors im Antriebsradgehäuse bzw. im Stator mit einer radialen Entkoppelung des Rotors zur äußeren Nockenwelle durch eine Nabe mit einem Zahnantrieb realisiert. Dabei findet ein Koaxialitätsausgleich über durch Blattfedern angefederte Dichtleisten oder der gesteckten Rotorflügel statt. Außerdem wird die innere Nockenwelle mit einer schwimmenden Lagerung zum Antriebsrad mit einem Koaxialitätsausgleich zum Antriebsradgehäuse durch die Elastizität der flexiblen Kragenhülse im elektrischen Nockenwellenversteller gelagert. Zusätzlich kann ein radialer Schlag der inneren Nockenwelle durch eine radiale Lagerung des Abtriebshohlrads des elektrischen Nockenwellenverstellers in einem Innendurchmesser des Rotors des hydraulischen Nockenwellenverstellers reduziert werden.
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Durch diese Lagerung des Abtriebshohlrads können die Arbeitskammern, insbesondere erste Teilkammer, des hydraulischen Nockenwellenverstellers mit dem Öl aus der inneren Nockenwelle über radiale Ölkanäle im Abtriebshohlrad und über einen Ringkanal am Innendurchmesser des Rotors sowie weitere radiale Ölkanäle versorgt werden. Die anderen Arbeitskammern, insbesondere die zweiten Teilkammern, können über radiale Kanäle im Rotor mit dem Öl aus der äußeren Welle versorgt werden. Eine Rotornabe mit Zahnantrieb kann zum Rotor durch einen Absatz zentriert und über eine Nietverbindung mit dem Rotorkörper verbunden werden. Die Rotornabe kann auch ein- oder mehrteilig mit dem Rotorkörper ausgebildet werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellsystems in einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine zur 1 gedrehte Längsschnittdarstellung des Nockenwellenverstellsystems,
- 3 eine Längsschnittdarstellung des Nockenwellenverstellsystems in einer zweiten Ausführungsform,
- 4 eine perspektivische Darstellung des Nockenwellenverstellsystems in der zweiten Ausführungsform,
- 5 eine zur 3 gedrehte Längsschnittdarstellung des Nockenwellenverstellsystems,
- 6 eine zur 4 gedrehte Längsschnittdarstellung des Nockenwellenverstellsystems,
- 7 bis 9 perspektivische Darstellungen des Nockenwellenverstellsystems mit Nocken einer inneren Nockenwelle und einer äußeren Nockenwelle,
- 10 eine Querschnittsdarstellung des Nockenwellenverstellsystems, und
- 11 bis 15 perspektivische Ansichten des Nockenwellenverstellsystems sowie einzelner Bauteile davon.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
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1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Nockenwellenverstellsystem 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Nockenwellenverstellsystem 1 weist eine innere Nockenwelle 2 und eine koaxial dazu angeordnete äußere Nockenwelle 3 auf. Die äußere Nockenwelle 3 ist radial außerhalb der inneren Nockenwelle 2 angeordnet. Das Nockenwellenverstellsystem 1 weist auch ein als Kettenrad ausgebildetes Antriebsrad 4 auf, das mit den Nockenwellen 2, 3 zur Drehmomenteinleitung gekoppelt ist.
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Das Nockenwellenverstellsystem 1 weist auch einen hydraulischen Nockenwellenversteller 5 des Flügelzellentyps auf, der mit der äußeren Nockenwelle 3 gekoppelt ist. Der hydraulische Nockenwellenversteller 5 wirkt auf die äußere Nockenwelle 3 zur Verstellung einer Phasenlage der äußeren Nockenwelle 3 relativ zu dem Antriebsrad 4 ein. Das Nockenwellenverstellsystem 1 weist auch einen elektrischen Nockenwellenversteller 6 auf, der mit der inneren Nockenwelle 2 gekoppelt ist. Der elektrische Nockenwellenversteller 6 wirkt auf die innere Nockenwelle 2 zur Verstellung einer Phasenlage der inneren Nockenwelle 2 relativ zu dem Antriebsrad 4 ein.
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Der hydraulische Nockenwellenversteller 5 weist einen Stator 7 und einen koaxial dazu angeordneten Rotor 8 auf. Der Rotor 8 ist radial innerhalb des Stators 7 angeordnet und relativ zu dem Stator 7 verdrehbar gelagert. Der Stator 7 ist integral mit dem Antriebsrad 4 ausgebildet. Der elektrische Nockenwellenversteller 6 weist einen Elektromotor 9 auf, der in den Figuren nicht detailliert dargestellt ist, sondern nur schematisch angedeutet ist. Eine mit einem Rotor des Elektromotors 9 drehfest verbundene Abtriebswelle 10 ist drehmomentübertragend mit einem Abtriebshohlrad 11 gekoppelt. Das Abtriebshohlrad 11 ist über eine Zentralschraube/ein Zentralventil 12 an der inneren Nockenwelle 2 angebracht.
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Die Abtriebswelle 10 ist so angeordnet, dass sie in Axialrichtung in den hydraulischen Nockenwellenversteller 5 eingreift/hineinragt. Das heißt, dass die Abtriebswelle 10 radial innerhalb des Rotors 8 des hydraulischen Nockenwellenverstellers 5 und zumindest teilweise auf der gleichen axialen Höhe wie der Rotor 8 angeordnet ist. Der Rotor 8 weist einen ringförmigen Rotorkörper 13 und einen sich senkrecht zu der Axialrichtung erstreckenden Rotorsteg 14 auf.
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Das Abtriebshohlrad 11 ist an einer radialen Innenseite/einem Innendurchmesser des Rotors 8, insbesondere des Rotorkörpers 13, gelagert. In dem Abtriebshohlrad 11 sind sich in Radialrichtung erstreckende Ölkanäle 15 ausgebildet, die Öl von einem Bereich innerhalb der inneren Nockenwelle 2 zu der radialen Innenseite des Rotors 8 führen. Die Ölkanäle 15 münden in einen umlaufenden Ringkanal 16, der auf der radialen Innenseite des Rotors 8 ausgebildet ist. Von dort aus erstrecken sich weitere ÖIkanäle zu zwischen dem Rotor 8 und dem Stator 7 ausgebildeten Arbeitskammern zur Verstellung der Phasenlage.
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Eine Lagernabe 17 ist drehfest und axialfest mit der äußeren Nockenwelle 3 verbunden. Die Lagernabe 17 dient als eine externe Lagerung 18 für das Antriebsrad 4. Das Antriebsrad 4 ist auf der Lagernabe 17 radial gleitgelagert. Dazu liegt ein antriebsradfester/statorfester erster Deckel 19, der auf einer axialen Stirnseite des Stators 7 angeordnet ist, auf der Lagernabe 17 auf. Auf einer anderen axialen Stirnseite des Stators 7 ist ein antriebsradfester/statorfester zweiter Deckel 20 angeordnet. Der erste Deckel 19, der Stator 7, der zweite Deckel 20, ein dritter Deckel 21, der in Axialrichtung auf einer statorabgewandten Seite des zweiten Deckels 20 an dem zweiten Deckel 20 anliegt, und eine Kragenhülse 22 sind durch eine Schraube 23 drehfest und axialfest miteinander verbunden.
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Die Kragenhülse 22 weist einen sich senkrecht zur Axialrichtung erstreckenden Abschnitt und einen hülsenförmigen Abschnitt auf. Der hülsenförmige Abschnitt liegt radial innerhalb des Abtriebshohlrads 11 und weist eine Außenverzahnung auf, die mit einer Innenverzahnung an einer radialen Innenseite des Abtriebshohlrads 11 kämmt. Die Kragenhülse 22 ist in Radialrichtung elastisch verformbar. An die Kragenhülse 22 wird durch einen sogenannten „Harmonic Drive“ 24, d.h. ein Getriebe mit einem elastischen Übertragungselement, das Drehmoment von der Abtriebswelle 10 übertragen. Ein solches Getriebe ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Deshalb wird eine ausführliche Beschreibung des Getriebes ausgelassen.
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Die Kragenhülse 22 ist über eine Kupplung 25 mit der Abtriebswelle 10 drehmomentübertragend verbunden. Dabei ist die Kupplung 25 als eine sogenannte „Oldham-Kupplung“ 26 ausgebildet, die einen Radialversatz zwischen zwei durch die Kupplung gekoppelten Wellen ausgleichen kann. Durch die Elastizität der Kragenhülse 22 und den Radialversatzausgleich der Kupplung 25 wird der Rundlauf des Abtriebshohlrads 11 erheblich verbessert.
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In 2 ist zusätzlich eine Mittenverriegelung 27 des Rotors 8 dargestellt. Dazu ist ein durch eine Feder 28 vorgespannter Verriegelungspin 29 in einer axialen Aussparung in dem Rotor 8 angeordnet. Wird die axiale Aussparung mit Öl beaufschlagt, wird der Verriegelungspin 29 entgegen der Federvorspannung verlagert und eine drehfeste Verrieglung zwischen dem Stator 7 und dem Rotor 8 entriegelt. Wird die axiale Aussparung nicht mit Öl beaufschlagt, schiebt die Feder 28 den Verriegelungspin 29 in eine Laufbuchse 30, die in dem statorfesten zweiten Deckel 20 angeordnet ist.
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3 bis 16 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des Nockenwellenverstellsystems 1. Das zweite Ausführungsbeispiel weist alle bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Merkmale auf.
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Wie in 3 bis 6 gezeigt, ist eine Schiebeverzahnung 31 zwischen dem Rotor 8 und der äußeren Nockenwelle 3 ausgebildet. Die Schiebeverzahnung 31 wird durch eine drehfest und axialfest mit der äußeren Nockenwelle 3 verbundene Zwischennabe 32 und eine Rotornabe 33 gebildet. Die Zwischennabe 32 weist eine Außenverzahnung auf, die mit einer Innenverzahnung der Rotornabe 33 kämmt. Die Rotornabe 33 ist axialfest und drehfest über eine Nietverbindung 34 mit dem Rotor 8, insbesondere mit dem Rotorsteg 14, verbunden. Dadurch wird eine Drehmomentübertragung zwischen der äußeren Nockenwelle 3 und dem Rotor 8 realisiert, indem eine axiale schwimmende Lagerung vorgesehen ist.
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In 7 bis 9 ist zu erkennen, dass die innere Nockenwelle 2 exzentrisch ausgebildete Nocken 35 und die äußere Nockenwelle 3 exzentrisch ausgebildete Nocken 36 aufweisen. Dabei ist die Position der Nocken 35, 36 auf einen Ventiltrieb abgestimmt.
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In 10 ist zu erkennen, dass der Rotor 8 mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte Flügel 37 besitzt. Die Flügel 37 unterteilen jeweils eine Arbeitskammer 38, die durch eine Innenwand des Stators 7 und den Rotor 8 gebildet wird, in eine erste Teilkammer 39 und eine zweite Teilkammer 40. Zur Abdichtung der beiden Teilkammern 39, 40 ist ein Dichtelement 41 auf einer radialen Außenseite der Flügel 37 angeordnet. Die Dichtelemente 41 sind durch ein Federelement 42 in Radialrichtung federvorgespannt.
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11 bis 16 zeigen weitere Darstellungen des Rotors 8, der Rotornabe 33 sowie des gesamten hydraulischen Nockenwellenverstellers 5.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nockenwellenverstellsystem
- 2
- innere Nockenwelle
- 3
- äußere Nockenwelle
- 4
- Antriebsrad
- 5
- hydraulischer Nockenwellenversteller
- 6
- elektrischer Nockenwellenversteller
- 7
- Stator
- 8
- Rotor
- 9
- Elektromotor
- 10
- Abtriebswelle
- 11
- Abtriebshohlrad
- 12
- Zentralschraube
- 13
- Rotorkörper
- 14
- Rotorsteg
- 15
- Ölkanal
- 16
- Ringkanal
- 17
- Lagernabe
- 18
- externe Lagerung
- 19
- erster Deckel
- 20
- zweiter Deckel
- 21
- dritter Deckel
- 22
- Kragenhülse
- 23
- Schraube
- 24
- Harmonic Drive
- 25
- Kupplung
- 26
- Oldham-Kupplung
- 27
- Mittenverrieglung
- 28
- Feder
- 29
- Verriegelungspin
- 30
- Laufbuchse
- 31
- Schieberverzahnung
- 32
- Zwischennabe
- 33
- Rotornabe
- 34
- Nietverbindung
- 35
- Nocken
- 36
- Nocken
- 37
- Flügel
- 38
- Arbeitskammer
- 39
- erste Teilkammer
- 40
- zweite Teilkammer
- 41
- Dichtelement
- 42
- Federelement
