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Die Erfindung betrifft ein Nockenwellenverstellsystem für eine zwei koaxial angeordnete Teilwellen aufweisende Doppelnockenwelle, mit einem zur Anbringung an einer ersten Teilwelle vorbereiteten ersten Nockenwellenversteller sowie einem zur Anbringung an einer zweiten Teilwelle vorbereiteten zweiten Nockenwellenversteller, wobei jeder Nockenwellenversteller einen Stator sowie einen relativ zu dem Stator um eine Drehachse verdrehbaren Rotor aufweist, und wobei ein die Statoren miteinander drehfest verbindendes Koppelelement einen Toleranzausgleich der Teilwellen in einer axialen Richtung und einer radialen Richtung der Drehachse sowie hinsichtlich eines Winkelversatzes der Teilwellen ermöglicht. Zudem betrifft die Erfindung eine Nockenwellenbaugruppe mit einer Doppelnockenwelle sowie diesem Nockenwellenverstellsystem.
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Gattungsgemäße Verstellsysteme sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die
EP 2 561 189 B1 einen Nockenwellenversteller für eine konzentrische Nockenwelle, wobei flexible Koppelelemente als Drehmomentübertragungsteile eingesetzt sind.
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Als Nachteil hat es sich in diesem Zusammenhang jedoch herausgestellt, dass die bisher eingesetzten scheibenförmigen Koppelelemente, auch wenn sie einen gewissen Toleranzausgleich in axialer Richtung sowie in Umfangsrichtung zulassen, in radialer Richtung relativ steif sind, sodass in dieser Richtung nur bedingt ein Toleranzausgleich stattfinden kann. Durch die relativ hohe radiale Steifigkeit entstehen relativ große Kräfte bei radialen Versätzen zwischen den Teilwellen der Doppelnockenwelle. Des Weiteren ist auch ein Ausgleich der axialen Toleranzen nur durch eine Verformung der flexiblen Koppelelemente möglich. Dadurch ist der maximal auszugleichende Betrag relativ beschränkt und es werden beim Toleranzausgleich wiederum Kräfte in axialer Richtung hervorgerufen, die sich auf den Nockenwellenversteller auswirken.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Nockenwellenverstellsystem zur Verfügung zu stellen, durch das ein Toleranzausgleich seitens einer Doppelnockenwelle möglichst verschleißfrei, ohne zu große Kräfte zu erzeugen, ermöglicht wird.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Koppelelement zumindest abschnittsweise hülsenförmig ausgebildet ist.
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Dadurch ist ein einfach herstellbares Bauteil vorhanden, das einen radialen Versatz zwischen den beiden Teilwellen der Doppelnockenwelle durch seine elastische Verformung kompensiert. Die beim Toleranzausgleich wirkenden Kräfte haben einen möglichst geringen Einfluss auf den Verschleiß der eingesetzten Bauteile.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Demnach ist es auch vorteilhaft, wenn das Koppelelement aus einem Metallblech hergestellt ist. Das Koppelelement ist zwischen seinen beiden an den jeweiligen Statoren angebrachten Anbringbereichen in der radialen Richtung elastisch verfombar / federnd ausgebildet.
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Weist das Koppelelement eine Steckverzahnung (vorzugsweise Innenverzahnung) auf, die auf eine Gegenverzahnung (vorzugsweise Außenverzahnung) des Stators des ersten Nockenwellenverstellers oder des zweiten Nockenwellenverstellers aufgeschoben ist, ist eine auf einfache Weise herstellbare Verbindung zwischen dem Koppelelement und dem Stator ermöglicht, eine Kompensation eines Axialversatzes durch eine Relativbewegung
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In diesem Zusammenhang ist es zudem zweckmäßig, wenn das Koppelelement über die Steckverzahnung in der axialen Richtung relativ verschieblich zu dem Stator des ersten Nockenwellenverstellers oder des zweiten Nockenwellenverstellers aufgenommen ist.
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Weisen / Weist die Steckverzahnung und/oder die Gegenverzahnung eine elliptische Form auf, d.h. sind / ist diese elliptisch ausgebildet, ist die Steckverzahnung des Koppelelementes möglichst einfach spielfrei auf der Gegenverzahnung anordnenbar. Diesbezüglich ist es auch zweckmäßig, wenn die Steckverzahnung an sich (im unmontierten Zustand) einen Teilkreis konstanten Durchmessers aufweist. Das Koppelelement ist dann besonders einfach mit einer Vorspannung entlang einer in radialer Richtung verlaufenden X-Achse auf die elliptische Gegenverzahnung aufsetzbar.
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Ist das Koppelelement gesamtheitlich als eine Kragenhülse ausgeformt, ist es besonders einfach an sich im Durchmesser unterscheidenden Statoren verschiedener Nockenwellenversteller anbringbar.
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Diesbezüglich ist es weiter von Vorteil, wenn ein sich in radialer Richtung erstreckender Kragenbereich des Koppelelementes mit einem anderen Stator der beiden Nockenwellenversteller als ein hülsenförmiger Anbringbereich des Koppelelementes, der vorzugsweise in axialer Richtung unmittelbar an den Kragenbereich anschließt, drehfest verbunden ist. Der hülsenförmige Anbringbereich weist weiter bevorzugt unmittelbar die Gegenverzahnung auf, wohingegen der Kragenbereich bevorzugt Aufnahmen für Befestigungsmittel aufweist.
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Alternativ zu der Ausbildung des Koppelelementes als Kragenhülse ist es auch vorteilhaft, wenn dieses gesamtheitlich rohrförmig ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich eine besonders einfach herstellbare Geometrie des Koppelelementes.
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Vorteilhafterweise weist das Koppelelement dann typischerweise einen, mit dem Stator des ersten Nockenwellenverstellers drehverbundenen, ersten hülsenförmigen Anbringbereich sowie einen, mit dem Stator des zweiten Nockenwellenverstellers drehverbundenen, zweiten hülsenförmigen Anbringbereich auf.
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Sind die beiden Anbringbereiche mit einer Steckverzahnung versehen, die jeweils auf einer Gegenverzahnung eines Stators aufgeschoben sind, ist die Anbringung des Koppelelementes einfach herstellbar.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Nockenwellenbaugruppe für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Nockenwellenverstellsystem nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen und einer Doppelnockenwelle, wobei der Rotor des ersten Nockenwellenverstellers drehfest mit einer ersten Teilwelle der Doppelnockenwelle verbunden ist und der Rotor des zweiten Nockenwellenverstellers drehfest mit einer zweiten Teilwelle der Doppelnockenwelle verbunden ist.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Nockenwellenverstellsystem für eine konzentrische Nockenwelle (Doppelnockenwelle) realisiert. Hierbei finden eine erfindungsgemäße Kopplung und ein Toleranzausgleich zwischen den beiden Nockenwellen (Teilwellen) statt. Die erfinderische Lösung besteht darin, eine Kragenhülse als Kopplungselement zwischen den beiden konzentrischen Nockenwellen zu verwenden.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung eines, zusammen mit einem Abschnitt einer Doppelnockenwelle veranschaulichten, erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellsystems nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der prinzipielle Aufbau zweier Nockenwellenversteller gut zu erkennen ist,
- 2 eine Detailansicht des in 1 mit „II“ gekennzeichneten Bereiches, in dem ein zwei Statoren der Nockenwellenversteller verbindendes Koppelelement gut zu erkennen ist,
- 3 eine perspektivische Ansicht der in 1 dargestellten Nockenwellenbaugruppe, wobei besonders gut die Anbringung des Koppelelementes an dem jeweiligen Stator der Nockenwellenversteller zu erkennen ist,
- 4 eine Prinzipdarstellung der verschiedenen Teilkreise einer Steckverzahnung des Koppelelementes und einer Gegenverzahnung eines Stators eines ersten Nockenwellenverstellers,
- 5 eine perspektivische Ansicht des in den 1 bis 3 eingesetzten Koppelelementes,
- 6 eine Vorderansicht des Koppelelementes,
- 7 eine Längsschnittdarstellung des Koppelelementes entlang der in 6 mit „VII-VII“ gekennzeichneten Schnittlinie, wobei in der linken Teildarstellung das Koppelelement übersichtlich im Vollschnitt und in der rechten Teildarstellung detailliert in einem Schnittflächenbereich zu erkennen ist, sowie
- 8 eine Längsschnittdarstellung eines schematisch dargestellten Koppelelementes gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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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.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Nockenwellenverstellsystem 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das Nockenwellenverstellsystem 1 besteht in dieser Ausführung aus zwei einzelnen Nockenwellenverstellern 4 und 5, die jeweils mit einer Teilwelle 2a, 2b einer Doppelnockenwelle 3 (auch als „Cam-in-Cam“-System bezeichnet) zusammenwirken. Die somit dargestellte Nockenwellenbaugruppe 14 ist auf typische Weise im Betrieb seitens eines Ventiltriebs einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges eingesetzt.
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Die Doppelnockenwelle 3 ist in dieser Ausführung der Übersichtlichkeit halber lediglich seitens ihrer mit den Nockenwellenverstellern 4, 5 in Wechselwirkung stehenden Abschnitten der Teilwellen 2a, 2b veranschaulicht. Eine erste Teilwelle 2a ist in Bezug auf eine gemeinsame Drehachse 7 radial innerhalb einer zweiten Teilwelle 2b angeordnet.
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Die beiden Teilwellen 2a, 2b bilden folglich gemeinsam die (koaxiale) Doppelnockenwelle 3. Jede der Teilwellen 2a, 2b ist typischerweise mit einer Gruppe an Nocken ausgestattet.
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Zur Einstellung der ersten Teilwelle 2a dient ein erster Nockenwellenversteller 4. Der erste Nockenwellenversteller 4 ist in dieser Ausführung als ein elektrischer Nockenwellenversteller realisiert, gemäß weiteren Ausführungen jedoch prinzipiell auch als hydraulischer Nockenwellenversteller ausbildbar. Zu diesem Zwecke ist ein Rotor 8a des ersten Nockenwellenverstellers 4 unmittelbar drehfest mit der ersten Teilwelle 2a verbunden. Der nachfolgend als erster Rotor bezeichnete Rotor 8a des ersten Nockenwellenverstellers 4 ist radial innerhalb eines nachfolgend als erster Stator 6a bezeichneten Stators 6a des ersten Nockenwellenverstellers 4 drehbar gelagert. Der erste Rotor 8a ist in Bezug auf die Drehachse 7 gegenüber dem ersten Stator 6a auf typische Weise in einem bestimmten Drehwinkelbereich relativ verdrehbar. Die zweite Teilwelle 2b ist auf typische Weise mit einem nachfolgend als zweiter Rotor bezeichneten Rotor 8b des zweiten Nockenwellenverstellers 5 drehfest verbunden. Der zweite Nockenwellenversteller 5 ist in dieser Ausführung als ein hydraulischer Nockenwellenversteller realisiert, gemäß weiteren Ausführungen jedoch wiederum prinzipiell auch als elektrischer Nockenwellenversteller realisierbar. Der zweite Rotor 8b ist radial innerhalb eines nachfolgend als zweiter Stator 6b bezeichneten Stators 6b des zweiten Nockenwellenverstellers 5 drehbar gelagert. Auch der zweite Rotor 8b ist relativ zu dem zweiten Stator 6b in einem bestimmten Drehwinkelbereich relativ verdrehbar in Bezug auf die Drehachse 7.
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Die ersten und zweiten Statoren 6a, 6b der beiden Nockenwellenversteller 4, 5 sind in dieser Ausführung über ein elastisch ausgebildetes Koppelelement 9 drehfest verbunden, wie in 2 detailliert zu erkennen. Die beiden Nockenwellenversteller 4, 5 sind in axialer Richtung, d.h. entlang der Drehachse 7 gesehen, nebeneinander angeordnet. Der zweite Stator 6b weist einen Aufnahmebereich 15 (Zahnrad) für ein Endloszugmittel, wie hier einer Kette, auf. Im Betrieb ist der Aufnahmebereich 15 daher drehfest mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine weiter verbunden. Von dem Aufnahmebereich 15 aus wird sowohl der zweite Stator 6b direkt, als auch, unter Zwischenschaltung des Koppelelementes 9, der erste Stator 6a des ersten Nockenwellenverstellers 4 indirekt drehend angetrieben.
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Auch ist in 1 gut zu erkennen, dass der erste Stator 6a eine kleinere radiale Dimensionierung aufweist als der zweite Stator 6b. Es ist jedoch auch eine Ausführungsform mit gleich großem Durchmesser oder einem größeren Durchmesser des Stators 6a gegenüber dem Stator 6b möglich.
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Erfindungsgemäß ist das die beiden Statoren 6a, 6b drehfest miteinander verbindende Koppelelement 9 derart elastisch ausgebildet und mit den Statoren 6a, 6b verbunden, dass es einen Toleranzausgleich der Teilwellen 2a, 2b in einer axialen Richtung der Drehachse 7 und einer radialen Richtung der Drehachse 7 sowie einen Toleranzausgleich hinsichtlich des Winkelversatzes der Teilwellen 2a, 2b / der Längsachsen der Teilwellen 2a, 2b zulässt. Zu diesem Zwecke ist das Koppelelement 9 zumindest abschnittsweise hülsenförmig ausgebildet, sodass es insbesondere eine radiale Verformbarkeit aufweist. Durch die federnde Ausbildung des Koppelelementes 9 lassen sich die beiden Statoren 6a, 6b in radialer Richtung in gewissem Maße relativ zueinander verschieben, um die Toleranzen der Teilwellen 2a, 2b auszugleichen. Das Koppelelement 9 ist als ein Blechteil realisiert.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Koppelelement 9 als eine Kragenhülse realisiert. Das Koppelelement 9 weist daher einen hülsenförmigen (ersten) Anbringbereich 13 sowie einen daran in axialer Richtung anschließenden, in radialer Richtung abstehenden Kragenbereich 12 auf. Der Kragenbereich 12 dient als Befestigungsflansch und ist, wie etwa in 3 gut zu erkennen, über Befestigungsmittel 16 in Form von Schrauben stirnseitig an dem zweiten Stator 6b, nämlich an einem Deckelelement 17 des zweiten Stators 6b des zweiten Nockenwellenverstellers 5 befestigt. Der Kragenbereich 12 ist demnach auch als (zweiter) Anbringbereich umgesetzt.
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Der sich von dem Kragenbereich 12 aus in axialer Richtung weg erstreckende Anbringbereich 13 ist in axialer Richtung relativ verschieblich an dem ersten Stator 6a angebracht. Hierzu weist der Anbringbereich 13 eine als Innenverzahnung ausgebildete Steckverzahnung 10 auf, die auf eine Gegenverzahnung 11 (Außenverzahnung) auf einer radialen Außenseite 18 des ersten Stators 6a aufgeschoben ist. Die Steckverzahnung 10 sowie die mit der Steckverzahnung 10 in Zahneingriff befindliche Gegenverzahnung 11 lassen eine axiale Relativverschiebung des Koppelelementes 9 zu dem ersten Stator 6a zu. Dadurch werden axiale Toleranzen der Teilwellen 2a, 2b, u.a. auch im Betrieb auftretende Wärmeausdehnungen, kompensiert.
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Die weitere Ausformung des Koppelelementes 9 ist auch besonders gut in den 5 bis 7 erkennbar. In diesen Figuren ist auch zu erkennen, dass mehrere (hier vier) Schraubenaufnahmelöcher in Form von Durchgangslöchern 19 in dem Kragenbereich 12 eingebracht sind. Jedes Durchgangsloch 19 dient zum Durchführen / zur Aufnahme des entsprechenden Befestigungsmittels 16.
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In Verbindung mit 4 ist zudem die nähere Ausformung der Gegenverzahnung 11 zu erkennen. Die Gegenverzahnung 11 ist in einer Umfangsrichtung in Bezug auf die Drehachse 7 gesehen elliptisch verlaufend umgesetzt. Dier Gegenverzahnung 11 erstreckt sich somit entlang einer gedachten, vollständig umlaufenden Ellipse. Diese Ellipse weist entlang einer ersten in radialer Richtung ausgerichteten Achse (X) einen geringeren Durchmesser auf als entlang einer dazu orthogonal ausgerichteten zweiten Achse (Y). Somit weist die Gegenverzahnung 11 einen elliptischen (ersten) Teilkreis 21 auf. Die Steckverzahnung 10 nimmt durch die elastische Verformbarkeit des Anbringbereiches 13 ebenfalls die Form einer Ellipse an. Dargestellt ist für die Steckverzahnung 10 jedoch ihr üblicher vor der Montage vorliegender runder (zweiter) Teilkreis 22 mit gleichbleibendem Durchmesser. Dies führt im montierten Zustand gemäß der 1 dazu, dass das Koppelelement 9 in seinem Anbringbereich 13 in radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung spielfrei an dem ersten Stator 6a abgestützt ist. In einer weiteren Ausführung ist die Steckverzahnung 10 unter Ausbilden eines elliptischen Teilkreises selbst bereits vorgeformt, wobei die Gegenverzahnung 11 vorzugsweise einen Teilkreis mit gleichbleibendem Durchmesser oder ebenfalls einen elliptischen Teilkreis aufweist.
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Die Steckverzahnung 10 ist weiter bevorzugt spanlos, d. h. umformtechnisch, ausgeführt. Der die Gegenverzahnung 11 aufweisende Teil des ersten Stators 6a ist bevorzugt als ein Sinterteil realisiert.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in Verbindung mit 8 angedeutet ist und im Prinzip dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht, ist es auch möglich, statt der Ausformungen des Koppelelementes 9 als Kragenhülse, dieses gesamtheitlich rohrförmig umzusetzen. Das Koppelelement 9 weist dann eine rohrförmige Erstreckung auf. Das Koppelelement 9 weist der Anbringbereiche 13, 20 auf, die axial zueinander versetzt sind. Jeder Anbringbereich 13, 20 ist mit einer Steckverzahnung 10 versehen. Ein erster Anbringbereich 13 steht mit einer Gegenverzahnung 11 des ersten Stators 6a und ein zweiter Anbringbereich 20 mit einer Gegenverzahnung 11 des zweiten Stators 6b in Zahneingriff. Der erste Anbringbereich 13 ist gemäß dem in den 1 bis 3 erkennbaren Anbringbereich 13 realisiert und auf der Gegenverzahnung 11 des ersten Stators 6a axial verschieblich aufgeschoben, wohingegen der zweite Anbringbereich 20 auf der Gegenverzahnung 11 des zweiten Stators 6b aufgeschoben ist. Die Durchmesser der Steckverzahnungen 10 unterscheiden sich nicht oder nur geringfügig. Bevorzugt sind somit die Durchmesser der Teilkreise der Steckverzahnungen 10 der beiden Anbringbereiche 13, 20 gleich dimensioniert. In einer besonders bevorzugten Ausführung weisen die beiden Anbringbereiche 13, 20 eine gemeinsame (axial durchgängige) Steckverzahnung 10 auf.
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In anderen Worten ausgedrückt, besteht die erfinderische Lösung folglich darin, eine Kragenhülse als Kopplungselement 9 zwischen den beiden konzentrischen Nockenwellen 2a, 2b zu verwenden. Ein solches Kopplungskonzept weißt mehrere Vorteile auf: Zum einen wird der radiale Versatz zwischen den beiden Nockenwellen 2a, 2b durch die elastische Verformung der Kragenhülse 9 kompensiert. Auch wird der angulare Versatz zwischen den beiden Nockenwellen 2a, 2b durch die elastische Verformung der Kragenhülse 9 kompensiert. Zudem wird der axiale Versatz zwischen beiden Nockenwellenenden durch eine Relativbewegung zwischen Kragenhülse 9 und der Außenverzahnung (Gegenverzahnung 11) des zu koppelenden Elements gewährleistet.
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Die Kragenhülse 9 ist gezielt zumindest abschnittsweise gemäß den 1 bis 7 oder vollständig gemäß 8 als ein rohrförmiges / hülsenförmiges Bauteil umgesetzt. Diese Rohrform ermöglicht eine geringere Steifigkeit in radialer Richtung bei gleichzeitig hoher Steifigkeit in Torsionsrichtung. Weiterhin ist ein Vorteil der rohrförmigen Ausführung, dass die Kopplung über eine Verzahnung 10 erfolgen kann. Das hat zum Vorteil, dass keine zusätzlichen Verbindungselemente, wie z.B. Schrauben, erforderlich sind. Typischerweise ist die Kragenhülse 9 ein Blechteil und das zu koppelnde Element (erster Stator 6a) ein Sinterteil. Somit können die Verzahnungen 10, 11 werkzeugfallend ohne Zerspanungsaufwand kostengünstig hergestellt werden.
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In 1 ist die grundsätzliche Anordnung der Baugruppe 14 mit der äußeren Nockenwelle 2b, der inneren Nockenwelle 2a, dem Versteller 5 der äußeren Nockenwelle 2b und dem Versteller 4 der inneren Nockenelle 2a sowie die Verbindung durch die Kragenhülse 9 dargestellt. In dieser Ausführung ist der Stator 6b des Verstellers 5 der äußeren Nockenwelle 2b über die Kragenhülse 9 mit dem Stator 6a des Verstellers 4 der inneren Nockenwelle 2a verbunden. Die Verbindung zwischen Kragenhülse 9 und Stator 6b des Verstellers 5 der äußeren Nockenwelle 2b ist hier mittels Schauben 16 ausgeführt. Die Verbindung zwischen Kragenhülse 9 und Stator 6a des Verstellers 4 der inneren Nockenwelle 2a ist über eine Verzahnung 10 realisiert. In 1 sind anhand von drei Doppelpfeilen auch die Toleranzen gezeigt, welche von der Kragenhülse 9 ausgeglichen werden. Der radiale Versatz wird über die elastische Verformung der Kragenhülse 9 kompensiert. Dasselbe gilt für die Verkippung. Der axiale Versatz wird durch die Relativbewegung zwischen Kragenhülsenverzahnung 10 und Statorverzahnung 11 ausgeglichen.
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Zudem ist es hinsichtlich der Statorverzahnung 11 vorteilhaft, wenn diese nicht rund, sondern elliptisch ausgeführt ist. Dann wird die rund gefertigte Kragenhülse 9 beim Fügevorgang ebenfalls elliptisch verformt. Dadurch ist die Verbindung vorgespannt und spielfrei (4). Dabei weist z.B. die elliptische Verformung der Statorverzahnung 10 mit Teilkreis 21 einen bestimmten Wert x (erstes und zweites Maß 24, 25 in zwei zueinander orthogonalen Richtungen X und Y) im Vergleich zu einer ideal runden Verzahnung (Teilkreis 23) auf. Aufgrund der elliptischen Form der Statorverzahnung 10 mit Teilkreis 21 und der runden Form der Kragenhülsenverzahnung 9 mit Teilkreis 22 beträgt die Überdeckung beider Verzahnungen in Y-Richtung einen Wert y (drittes Maß 26) und in X-Richtung / entlang der X-Achse liegt ein Spiel (viertes Maß 27) vor. Wird nun die Kragenhülse 9 mit den Stator 6a gefügt, weitet sich die Kragenhülse 9 mit Teilkreis 22 durch die Überdeckung von y in Y-Richtung / entlang der Y-Achse um diesen Betrag in Y-Richtung auf. Etwa um denselben Betrag wird der Durchmesser der Kragenhülse 9 in X-Richtung kleiner. Wenn zuvor z Spiel in X-Richtung (viertes Maß 27) vorhanden war und der Durchmesser sich durch den Fügevorgang um y (in etwa drittes Maß 26) in X-Richtung verringert, ist nach dem Fügen weiterhin ein Spiel vorhanden, das deutlich kleiner als z ist. Demzufolge ist für den Fügevorgang nur eine geringe Kraft erforderlich, weil die Krangenhülse 9 nur in radialer Richtung verformt werden muss und nicht in tangentialer Richtung gestreckt wird. Demzufolge ist das Zusammenspiel aus elliptischer Verformung und Teilkreisdurchmesser der Verzahnungen 10, 11 so aufeinander abzustimmen, dass einerseits ein einfacher Fügevorgang stattfinden kann und andererseits das Spiel in X-Richtung so gering gehalten wird, dass kein Überspringen der Zähne unter Torsionsbelastung infolge der Nockenwellenwechselmomente stattfindet. Durch eine Verkippung der Statorverzahnung 11 relativ zur Kragenhülse 9 wird die Kragenhülse 9 radial verformt. Durch das Spiel in X-Richtung kann die Kragenhülse 9 die Verformung ohne großen Kraftaufwand gewährleisten. Durch diese Ausführungsform können alle Anforderungen an die Kopplung zwischen äußerer und innerer Nockenwelle 2a, 2b erfüllt werden.
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Die Kragenhülse 9 ist selbst in den 5 bis 7 nochmals näher dargestellt. In dieser Ausführungsform ist rechts ein Flansch (Kragenbereich 12) vorgesehen, welcher mit Schrauben 16 an den Versteller 5 der äußeren Nockenwelle 2b befestigt wird. Die Innenverzahnung 10 greift in die Außenverzahnung 11 des Stators 6a des Nockenwellenverstellers 4 der inneren Nockenwelle 2a ein. Eine genau umgekehrte Anordnung ist ebenfalls möglich. Des Weiteren ist es möglich, die Kragenhülse ohne Flansch 12 auszuführen, sodass die Kragenhülse 9 (vollständig) zu einem zylindrischen Rohr mit Innenverzahnung 10 wird. Demzufolge erfolgt die Anbindung zum Versteller 5 der äußeren Nockenwelle 2b ebenfalls über die Statorverzahnung 10, sodass keine Schrauben erforderlich sind, was den Montageaufwand reduziert. Eine solche Ausführung ist zielführend, wenn die Außendurchmesser der Statoren 6a, 6b von Einlass- und Auslassnockenwellenversteller 4, 5 etwa gleich groß sind. Weiterhin ist es möglich statt der Statorverzahnung 11 die Verzahnung 10 der Kragenhülse 9 mit einem elliptischen Teilkreis auszuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nockenwellenverstellsystem
- 2a
- erste Teilwelle
- 2b
- zweite Teilwelle
- 3
- Doppelnockenwelle
- 4
- erster Nockenwellenversteller
- 5
- zweiter Nockenwellenversteller
- 6a
- Stator des ersten Nockenwellenverstellers
- 6b
- Stator des zweiten Nockenwellenverstellers
- 7
- Drehachse
- 8a
- Rotor des ersten Nockenwellenverstellers
- 8b
- Rotor des zweiten Nockenwellenverstellers
- 9
- Koppelelement
- 10
- Verzahnung
- 11
- Gegenverzahnung
- 12
- Kragenbereich
- 13
- Anbringbereich
- 14
- Nockenwellenbaugruppe
- 15
- Aufnahmebereich
- 16
- Befestigungsmittel
- 17
- Deckelelement
- 18
- Außenseite
- 19
- Durchgangsloch
- 20
- zweiter Anbringbereich
- 21
- erster Teilkreis
- 22
- zweiter Teilkreis
- 23
- dritter Teilkreis
- 24
- erstes Maß
- 25
- zweites Maß
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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