DE102020121213A1 - Nockenwellenversteller - Google Patents

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DE102020121213A1
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Marco Hildebrand
Peter Zierer
Bastian Hain
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Ein Nockenwellenversteller umfasst einen eine Motorwelle (8) aufweisenden Elektromotor (2), ein Stellgetriebe (4), dessen Ausgangselement (20) fest mit einer zu verstellenden Nockenwelle (5) zu koppeln ist, sowie eine zwischen den Elektromotor (2) und das Stellgetriebe (4) geschaltete Ausgleichskupplung (3), wobei das Stellgetriebe (4) ein Gehäuse (13) aufweist, welches als Abtriebselement eines Riementriebs ausgebildet ist, und wobei im Gehäuse (13) des Stellgetriebes (4) eine Dichtung (38), welche gegenüber einem drehfest mit der Motorwelle (8) des Elektromotors (2) gekoppelten Rotationselement (12) wirksam ist, gehalten ist. Die Ausgleichskupplung (3) ist außerhalb des Gehäuses (13) des Stellgetriebes (4) angeordnet, wobei die im Gehäuse (13) gehaltene Dichtung (38) eine Welle (12) auf der Ausgangsseite der Ausgleichskupplung (3) kontaktiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen zur Verwendung in einem Hubkolbenmotor vorgesehenen elektromechanischen Nockenwellenversteller nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein gattungsgemäßer Nockenwellenversteller ist beispielsweise aus der DE 10 2017 111 988 B3 bekannt. Der bekannte Nockenwellenversteller ist für Verbrennungsmotoren mit trockenlaufendem Riementrieb konzipiert und umfasst eine zwischen einen Elektromotor und ein Stellgetriebe geschaltete Kupplung, welche als Einfingerkupplung ausgebildet und in der Lage ist, sowohl einen Radialversatz als auch einen Winkelversatz zwischen Elektromotor, Stellgetriebe und zu verstellender Nockenwelle auszugleichen. Ein Eingriffselement, das heißt Finger der Einfingerkupplung, ist als axialer Fortsatz einer Dichtglocke ausgebildet. An einem Dichtkragen der Dichtglocke liegt ein Radialwellendichtring auf. Die Dichtglocke ist auf das Ende der Motorwelle des Elektromotors aufgepresst.
  • Ein weiterer elektromechanischer Nockenwellenversteller, welcher ein Kupplungselement in Form einer Dichtglocke umfasst, in der DE 10 2017 115 882 A1 offenbart. Das Kupplungselement kontaktiert eine Dichtung, welche in einem Gehäuse angeordnet ist, das aus Leichtmetall oder Kunststoff hergestellt ist. Lager- oder Dichtflächen des Gehäuses weisen eine Verschleißschutzbeschichtung auf, die aus zwei Schichten aufgebaut sein kann.
  • Eine in der DE 10 2017 110 599 A1 beschriebene Nockenverstellvorrichtung, welche ebenfalls für einen trockenen Riementrieb geeignet ist, weist ein Gehäuse mit einem Ablaufkanal auf, der Öl, welches sich in einem Nassraum ansammelt, zu einem Ölreservoir leiten kann.
  • Die DE 10 2004 051 423 A1 beschreibt einen Nockenwellenversteller mit Lebensdauerschmierung. Hierbei ist ein drehbares Gehäuse mit zwei Dichtdeckeln abgedichtet. Bei den Dichtdeckeln kann es sich um Blechteile oder um biegeweiche Teile handeln.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelten Nockenwellenversteller anzugeben, welcher eine in einem drehbaren Gehäuse angeordnete Dichtung umfasst, die sich in allen Betriebszuständen durch ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Reibmoment und Dichtwirkung auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Nockenwellenversteller umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption einen Elektromotor, ein Stellgetriebe, insbesondere Wellgetriebe, dessen Ausgangselement fest mit der zu verstellenden Nockenwelle verbunden ist, sowie eine zwischen den Elektromotor und das Stellgetriebe geschaltete Ausgleichskupplung. Das Stellgetriebe weist ein Gehäuse auf, welches als Abtriebselement eines Riementriebs ausgebildet ist, wobei im Gehäuse des Stellgetriebes eine Dichtung, die gegenüber einem drehfest mit der Motorwelle des Elektromotors gekoppelten Rotationselement wirksam ist, angeordnet ist.
  • Die Ausgleichskupplung des Nockenwellenverstellers nach Anspruch 1 ist vollständig außerhalb des Gehäuses des Stellgetriebes angeordnet, wobei die im Gehäuse gehaltene Dichtung eine Welle auf der Ausgangsseite der Ausgleichskupplung kontaktiert. Diese Welle, allgemein als Rotationselement bezeichnet, stellt somit kein Element der Ausgleichskupplung dar, ist jedoch mit einem ausgangsseitigen Element der Ausgleichskupplung fest verbunden. Unter der Eingangsseite der Ausgleichskupplung ist die dem Elektromotor zugewandte Seite der Ausgleichskupplung, unter der Ausgangsseite der Ausgleichskupplung die dem Stellgetriebe zugewandte Seite der Ausgleichskupplung zu verstehen.
  • Durch die Anordnung der Ausgleichskupplung außerhalb des Gehäuses des Stellgetriebes sind stets gleichbleibende geometrische Relationen zwischen dem ausgangsseitig der Ausgleichskupplung angeordneten Rotationselement und der im Gehäuse gehaltenen Dichtung, insbesondere in Form eines Radialwellendichtrings, gegeben. Ausgleichsbewegungen zwischen der dynamisch abgedichteten Welle und dem Gehäuse des Stellgetriebes treten prinzipbedingt nicht auf. Vielmehr treten derartige Ausgleichsbewegungen allenfalls in einem trockenen Raum außerhalb des Gehäuses des Stellgetriebes auf.
  • Als Stellgetriebe kann ein Wellgetriebe vorgesehen sein, wobei das ausgangsseitig der Ausgleichkupplung angeordnete Rotationselement starr mit einem Innenring eines Wellgenerators des Wellgetriebes verbunden ist. Beispielsweise ist das Rotationselement in den Innenring eingepresst. Prinzipiell kann das Rotationselement auch als integraler Bestandteil der Innenrings ausgebildet sein.
  • Wellgetriebe weisen stets ein verzahntes nachgiebiges Getriebeelement auf. Beispielsweise handelt es sich hierbei um einen einfachen Flexring. Weist das nachgiebige Getriebeelement einen nach innen oder außen gerichteten Flansch auf, so spricht man von einer Topfform beziehungsweise Kragenform des Getriebeelementes.
  • Ein Abtriebselement des Wellgetriebes des Nockenwellenverstellers ist in typischer Ausgestaltung konzentrisch zur Nockenwelle angeordnet, wobei zumindest der nahe der Mittelachse des Stellgetriebes angeordnete Bereich des Abtriebselementes frei von jeder Durchbrechung sein kann, was gleichbedeutend damit ist, dass ein Hohlraum der Nockenwelle an deren Stirnseite durch das Abtriebselement abgedeckt ist. Insbesondere ist in dieser Ausgestaltung, welche dichtungstechnisch besonders vorteilhaft ist, keine Zentralschraube zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Abtriebselement und der Nockenwelle vorgesehen. Vielmehr kann eine solche Verbindung kraft- und/oder formschlüssig oder durch Materialschluss hergestellt sein, wobei kein gesondertes Verbindungselement, etwa eine Schraube, das Abtriebselement mit der Nockenwelle verbindet. Zum Beispiel weist das Abtriebselement einen in die Nockenwelle eingeschraubten Gewindezapfen auf. Als weitere Verbindungstechnologien zur Anbindung des Abtriebselementes an die Nockenwelle sind ein Längspressverband mit Rändel, eine Schweißverbindung, sowie eine Steckverzahnung zu nennen.
  • In fertigungstechnisch vorteilhafter Ausgestaltung kann das Gehäuse des Stellgetriebes mehrteilig ausgebildet, nämlich aus einem Riemenrad und einem Gehäusedeckel zusammengesetzt sein. Hierbei kann das Abtriebselement im Gehäusedeckel in Radialrichtung gleitgelagert und gegenüber dem Riemenrad begrenzt verdrehbar sein, wobei Verdrehsicherungskonturen unmittelbar durch das Riemenrad sowie das Abtriebselement ausgebildet sind. Der Gehäusedeckel kann hierbei eine Durchmesserstufung aufweisen, wobei durch den Gehäusedeckel eine Axialanschlagfläche gegenüber dem Abtriebselement gebildet ist.
  • Zusätzlich zu der im Gehäuse gehaltenen Dichtung, welche das Rotationselement auf der Ausgangsseite der Ausgleichskupplung kontaktiert, kann ein weiterer Dichtring vorgesehen sein, welcher das Riemenrad, den Gehäusedeckel und das Abtriebselement kontaktiert. Dieser Dichtring kann beispielsweise als O-Ring gestaltet sein. Alternativ kann an der entsprechenden Stelle ein Radialwellendichtring angeordnet sein.
  • Die Anordnung der Ausgleichskupplung außerhalb des Gehäuses des Stellgetriebes hat auch den Vorteil, dass eine Ausgleichskupplung verwendbar ist, deren wirksamer Durchmesser größer als der Außendurchmesser der im Gehäuse gehaltenen, gegenüber der Abtriebsseite der Ausgleichskupplung abdichtenden Dichtung ist. Das direkt durch die Ausgleichskupplung angetriebene Rotationselement, welches von der Dichtung, insbesondere in Form eines Radialwellendichtrings, umgeben ist, ist beispielsweise fest mit einem zweiflügeligen, dem Elektromotor zugewandten Kupplungselement der Ausgleichskupplung verbunden. Die effektive Länge eines jeden Hebelarms, welche in Form eines Flügels des Kupplungselement gegeben ist, entspricht hierbei dem halben wirksamen Durchmesser der Ausgleichskupplung, welche insbesondere als Oldham-Kupplung aufgebaut ist.
  • Das Stellgetriebe des Nockenwellenverstellers ist für eine Lebensdauerschmierung, das heißt eine Schmierung getrennt von der Motorschmierung des Verbrennungsmotors, geeignet, womit Verschlammung durch Motoröl prinzipbedingt keine Rolle spielen kann, wobei ein speziell für die Anforderungen des gekapselten Stellgetriebes ausgewähltes Schmiermittel auswählbar ist, welches vom Motoröl des Verbrennungsmotors abweichende Eigenschaften aufweist, insbesondere was die Viskosität und Additivierung betrifft. Die außenliegende Schnittstelle zum Elektromotor, welche in Form der Ausgleichskupplung gegeben ist und die Verwendung einer besonders gering dimensionierten dynamischen Dichtung erlaubt, ermöglicht im Zusammenhang mit der reibungstechnisch günstigen Konzeption sehr hohe Stellgeschwindigkeiten des Nockenwellenverstellers in Relation zur Leistung des Elektromotors.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
    • 1 einen elektromechanischen Nockenwellenversteller in teilweise geschnittener Darstellung,
    • 2 ein Stellgetriebe des Nockenwellenverstellers in geschnittener perspektivischer Darstellung,
    • 3 und 4 das Stellgetriebe in stirnseitigen Ansichten,
    • 5 das Stellgetriebe in Explosionsdarstellung.
  • Ein insgesamt mit 1 bezeichneter Nockenwellenversteller ist Teil eines nicht weiter dargestellten Verbrennungsmotors, nämlich Hubkolbenmotors, eines Kraftfahrzeugs. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Nockenwellenverstellers 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.
  • Der Nockenwellenversteller 1 umfasst einen Elektromotor 2 und ein als Untersetzungsgetriebe ausgelegtes Stellgetriebe 4, nämlich Wellgetriebe, wobei zwischen den Elektromotor 2 und das Stellgetriebe 4 eine Ausgleichskupplung 3 in Form einer Oldham-Kupplung geschaltet ist. Die zu verstellende Nockenwelle ist mit 5 bezeichnet. Hierbei kann es sich entweder um eine Einlass- oder eine Auslassnockenwelle des Verbrennungsmotors handeln.
  • Als Komponenten des Elektromotors 2 sind in 1 ein Gehäuse 6 sowie ein aus Kunststoff gefertigtes Anschlussteil 7 erkennbar. Mit 8 ist die Motorwelle des Elektromotors 2 bezeichnet. Die mit MA bezeichnete Mittelachse des Stellgetriebes 4 fällt mit der Rotationsachse der Nockenwelle 5 zusammen. Zumindest näherungsweise fällt auch die Rotationsachse der Motorwelle 8 mit der Mittelachse MA zusammen, wobei die Ausgleichskupplung 3 eventuelle Fluchtungs- und/oder Winkelfehler zwischen dem Elektromotor 2 und dem Stellgetriebe 4 ausgleicht.
  • Die Ausgleichskupplung 4 umfasst ein fest mit der Motorwelle 8 verbundenes elektromotorseitiges Element 9, eine Oldhamscheibe 10, sowie ein getriebeseitiges Element 11, welches als zweiflügeliges Kupplungselement ausgebildet ist. Die Oldhamscheibe 10 ist sowohl gegenüber dem elektromotorseitigen Element 9 als auch gegenüber dem getriebeseitigen Element 11 in definierter Radialrichtung begrenzt verschiebbar. Hierbei schließt die Richtung, in welcher die Oldhamscheibe 10 gegenüber dem elektromotorseitigen Element 9 verschiebbar ist, mit der Richtung, in welcher die Oldhamscheibe 10 gegenüber dem getriebeseitigen Element 11 verschiebbar ist, einen rechten Winkel ein. Das getriebeseitige Element 11 ist fest mit einer Kupplungswelle 12 verbunden, die allgemein auch als Rotationselement bezeichnet wird. Die Kupplungswelle 12 ist teilweise außerhalb und teilweise innerhalb eines Gehäuses 13 des Stellgetriebes 4 angeordnet. Die Ausgleichskupplung 3 befindet sich vollständig außerhalb des Gehäuses 13.
  • Ein Riemenrad 14, welches einen integralen Bestandteil des Gehäuses 13 darstellt, weist eine Verzahnung 15 auf, die in Anpassung an einen nicht dargestellten Zahnriemen profiliert ist. Das Riemenrad 14 stellt das Abtriebselement eines trockenlaufenden Riementriebs dar, wobei ein antreibendes Riemenrad fest mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist. Das dem Nockenwellenversteller 1 zuzurechnende Riemenrad 14 weist einen Boden 16 auf, der der Nockenwelle 5 zugewandt ist. Mit dem Boden 16 ist durch Niete 18 ein Gehäusedeckel 17 fest verbunden, so dass ein Innenraum des Gehäuses 13 gebildet ist. Im Unterschied zum Außenraum, in welchem sich die Ausgleichskupplung 3 befindet, ist dieser Innenraum mit einem Schmiermittel, nämlich Öl, geschmiert und von daher abzudichten, wobei die Schmierung als Lebensdauerschmierung ausgelegt ist.
  • Der Gehäusedeckel 17 spielt sowohl hinsichtlich der Abdichtung des Stellgetriebes 4 als auch hinsichtlich der Lagerung eines Abtriebselements 20 des Stellgetriebes 4 eine Rolle. Am Außenumfang des Gehäusedeckels 17 ist eine Durchmesserstufung 19 ausgebildet, welche einen äußeren zylindrischen Abschnitt 29 des Gehäusedeckels 17 von einem inneren zylindrischen Abschnitt 30 des Gehäusedeckels 17 trennt. Insgesamt handelt es sich bei dem Gehäusedeckel 17 um ein einstückiges, durch Umformung bearbeitetes Metallteil.
  • In ähnlicher Weise wie der Gehäusedeckel 17 und das Riemenrad 14 beschreibt auch das Abtriebselement 20 eine flache Topfform. Hierbei schließt sich an einen zylindrischen, innenverzahnten Abschnitt 21 des Abtriebselementes 20 ein Boden 22 des Abtriebselementes 20 an. Dieser Boden 22 ist geschlossen, wobei sich an die Mitte des Bodens 22 ein nach außen weisender, das heißt der Nockenwelle 5 zugewandter Verbindungsstumpf 23 anschließt, der in einem Hohlraum 24 der Nockenwelle 5 befestigt ist. Beispielsweise ist der Verbindungsstumpf 23 in die Nockenwelle 5 eingepresst. Auch form- oder stoffschlüssige Verbindungen zwischen dem Abtriebselement 20 und der Nockenwelle 5 kommen in Betracht. Gesonderte Verbindungselemente, etwa Schrauben, zur Befestigung des Abtriebselementes 20 an der Nockenwelle 5 sind dagegen nicht vorgesehen. Durch die vollständig geschlossene Ausführung des Bodens 22 ist ein Ölaustritt aus dem Stellgetriebe 4 an dieser Stelle prinzipbedingt ausgeschlossen.
  • Eine Zusatzfunktion des Abtriebselementes 20 ist durch eine Verdrehsicherungskontur 26 gebildet, welche in den Boden 22 integriert ist und mit einer Verdrehsicherungskontur 25 des Riemenrads 14 zusammenwirkt. Durch die Verdrehsicherungskonturen 25, 26 ist der Stellbereich des Nockenwellenverstellers 1 begrenzt.
  • Das Abtriebselement 20 ist in Radialrichtung an einer Radialgleitlagerfläche 27 des Gehäusedeckels 17 gelagert. Bei der Radialgleitlagerfläche 27 handelt es sich um die innere Wandung des äußeren zylindrischen Abschnitts 29 des Gehäusedeckels 17. Die Radialgleitlagerfläche 27 ist in Axialrichtung begrenzt durch eine Axialanschlagfläche 28, welche durch die Durchmesserstufung 19 gebildet ist. Das Abtriebselement 20 ist somit in Axialrichtung einerseits durch die Axialanschlagfläche 28 und andererseits durch den Boden 16 des Riemenrads 14 abgestützt.
  • Der Innendurchmesser des hohlzylindrischen, innenverzahnten Abschnitts 21 des Abtriebselementes 20, das heißt Ausgangselementes des Stellgetriebes 4, entspricht dem Innendurchmesser des ebenfalls innenverzahnten zylindrischen Abschnitts 30 des Gehäusedeckels 17. Mit beiden verzahnten Abschnitten 21, 30 wirkt ein flexibles außenverzahntes Getriebeelement 31 zusammen, welches kurz als Flexring bezeichnet wird. Zur Verformung des Flexrings 31 ist ein Wellgenerator 32 vorgesehen. Geringfügig voneinander abweichende Zähnezahlen der Verzahnungen des Abschnitts 21 einerseits und des Abschnitts 30 andererseits sorgen in an sich bekannter Weise dafür, dass in Umfangsrichtung wandernde Eingriffsbereiche des Flexrings in eine Relativverdrehung zwischen dem Gehäuse 13 und dem Abtriebselement 20 umsetzt werden.
  • Um den Flexring 31 in eine nicht kreisrunde Form zu zwingen, weist der Wellgenerator 32 einen nicht kreisrunden, elliptischen Innenring 33 auf. Die Kupplungswelle 12 ist starr im Innenring 33 befestigt. Der Innenring 33 stellt einen Lagerring eines Wälzlagers 34 dar, dessen Wälzkörper 35, nämlich Kugeln, in einem Käfig 36 geführt sind. Ein Außenring 37 des Kugellagers 34 ist im Unterschied zum Innenring 33 nachgiebig gestaltet, wobei der Flexring 31 den Außenring 37 unmittelbar umgibt, ohne mit ihm fest verbunden zu sein. Die nicht kreisrunde Form des Innenrings 33 sorgt dafür, dass der Flexring 31 lediglich in zwei einander diametral gegenüber liegenden Umfangsabschnitten in die innenverzahnten Abschnitte 21, 30 eingreift. Solange der Innenring 33 mit derselben Drehzahl wie das Riemenrad 14 rotiert, findet keine Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle 5 statt. Eine solche Phasenverstellung erfolgt erst dann, wenn die vom Elektromotor 2 angetriebene Kupplungswelle 12 mit einer vom Riemenrad 14 abweichenden Drehzahl rotiert.
  • Um abweichende Drehzahlen zwischen dem Riemenrad 14 und der Kupplungswelle 12 unter Sicherstellung der Dichtheit des Gehäuses 13 zu ermöglichen, ist in den Gehäusedeckel 17 eine Dichtung 38 eingesetzt, welche als Radialwellendichtring ausgebildet ist. Die Dichtung 38 weist einen Metallring 39 als stützendes Element und ein hiermit verbundenes Elastomerelement 40 auf, durch welches Dichtlippen 41, 42 gebildet sind, die die Mantelfläche der Kupplungswelle 12 kontaktieren. Insgesamt ist die Dichtung 38 in einen Innenbord 43 eingesetzt, welcher an einem ringscheibenförmigen Frontbereich 44 des Gehäusedeckels 17 angeformt ist. Der Außendurchmesser des Radialwellendichtrings 38 ist mit DD bezeichnet.
  • Der aus dem Gehäuse 13 des Stellgetriebes 4 herausragende Abschnitt der Kupplungswelle 12 ist fest mit der mit 45 bezeichneten Nabe des zweiflügeligen Kupplungselementes 11 verbunden. An die Nabe 45 schließen sich zwei Flügel 46 des Kupplungselementes 11 an. Jeder Flügel 46 läuft in Form eines Eingriffsendes 47 aus, welches parallel zur Mittelachse MA ausgerichtet ist. Der Abstand zwischen zwei zueinander parallelen Geraden, welche jeweils mittig durch ein Eingriffsende 47 gelegt sind, gibt den mit DK bezeichneten wirksamen Durchmesser der Ausgleichskupplung 3 an. Der wirksame Durchmesser DK ist um mindestens 50 % größer als der Außendurchmesser DD des Radialwellendichtrings 38. Das Gehäuse 13 ist somit im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen auf einem besonders kleinen Durchmesser dynamisch abgedichtet.
  • Besonders vorteilhaft hinsichtlich der Dichtwirkung ist zudem die Tatsache, dass keinerlei Versatz zwischen der Kupplungswelle 12 und dem Gehäuse 13 auftritt. Als weitere Dichtung zur Abdichtung des Gehäuses 13 ist eine im Ausführungsbeispiel als O-Ring ausgeführte Dichtung 48 vorhanden, welche den Boden 16 des Riemenrads 14 und zugleich den Gehäusedeckel 17 sowie das Abtriebselement 20 im Übergangsbereich zwischen dem zylindrischen innenverzahnten Abschnitt 21 und dem Boden 22 kontaktiert.
  • Im Vergleich zu den Drehzahldifferenzen, welche zwischen dem Riemenrad 14 und der Kupplungswelle 12 auftreten können, kann die Drehzahl des Abtriebselementes 20 nur vergleichsweise geringfügig von der Drehzahl des Gehäuses 13 abweichen. Von daher kann der im Vergleich zum Radialwellendichtring 38 relativ große Durchmesser der Dichtung 48 in Kauf genommen werden. Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann es sich auch bei der Dichtung 48 um einen Radialwellendichtring handeln.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Nockenwellenversteller
    2
    Elektromotor
    3
    Ausgleichskupplung
    4
    Stellgetriebe, Wellgetriebe
    5
    Nockenwelle
    6
    Gehäuse des Elektromotors
    7
    Anschlussteil des Elektromotors
    8
    Motorwelle des Elektromotors
    9
    elektromotorseitiges Element der Ausgleichskupplung
    10
    Oldham-Scheibe
    11
    getriebeseitiges Element der Ausgleichskupplung, zweiflügeliges Kupplungselement
    12
    Rotationselement, Kupplungswelle
    13
    Gehäuse des Stellgetriebes
    14
    Riemenrad
    15
    Verzahnung des Riemenrads
    16
    Boden des Riemenrads
    17
    Gehäusedeckel
    18
    Niet
    19
    Durchmesserstufung
    20
    Abtriebselement des Stellgetriebes
    21
    zylindrischer, innenverzahnter Abschnitt des Abtriebselementes
    22
    Boden des Abtriebselementes
    23
    Verbindungsstumpf
    24
    Hohlraum
    25
    Verdrehsicherungskontur des Gehäuses
    26
    Verdrehsicherungskontur des Abtriebselementes
    27
    Radialgleitlagerfläche
    28
    Axialanschlagfläche
    29
    äußerer zylindrischer Abschnitt des Gehäusedeckels
    30
    innerer zylindrischer, innenverzahnter Abschnitt des Gehäusedeckel
    31
    flexibles außenverzahntes Getriebeelement, Flexring
    32
    Wellgenerator
    33
    Innenring des Wellgenerators
    34
    Wälzlager, Kugellager
    35
    Wälzkörper, Kugel
    36
    Käfig
    37
    Außenring
    38
    Dichtung, Radialwellendichtring
    39
    Metallring
    40
    Elastomerelement
    41
    Dichtlippe
    42
    Dichtlippe
    43
    Innenbord
    44
    ringscheibenförmiger Frontbereiche des Gehäusedeckels
    45
    Nabe des zweiflügeligen Kupplungselementes
    46
    Flügel des Kupplungselementes
    47
    Eingriffsende des Flügels
    48
    Dichtung, O-Ring
    DD
    Außendurchmesser des Radialwellendichtrings
    DK
    wirksamer Durchmesser der Ausgleichskupplung
    MA
    Mittelachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017111988 B3 [0002]
    • DE 102017115882 A1 [0003]
    • DE 102017110599 A1 [0004]
    • DE 102004051423 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Nockenwellenversteller, mit einem eine Motorwelle (8) aufweisenden Elektromotor (2), einem Stellgetriebe (4), dessen Ausgangselement (20) fest mit einer zu verstellenden Nockenwelle (5) zu koppeln ist, sowie mit einer zwischen den Elektromotor (2) und das Stellgetriebe (4) geschalteten Ausgleichskupplung (3), wobei das Stellgetriebe (4) ein Gehäuse (13) aufweist, welches als Abtriebselement eines Riementriebs ausgebildet ist, und wobei im Gehäuse (13) des Stellgetriebes (4) eine Dichtung (38), welche gegenüber einem drehfest mit der Motorwelle (8) des Elektromotors (2) gekoppelten Rotationselement (12) wirksam ist, gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskupplung (3) außerhalb des Gehäuses (13) des Stellgetriebes (4) angeordnet ist, wobei die im Gehäuse (13) gehaltene Dichtung (38) eine Welle (12) auf der Ausgangsseite der Ausgleichskupplung (3) kontaktiert.
  2. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgetriebe (4) ein Wellgetriebe vorgesehen ist, wobei das ausgangsseitig der Ausgleichkupplung (3) angeordnete Rotationselement (12) starr mit einem Innenring (33) eines Wellgenerators (32) des Wellgetriebes (4) verbunden ist.
  3. Nockenwellenversteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellgetriebe (4) ein zur Nockenwelle (5) konzentrisches, zumindest innerhalb eines offenen Querschnitts der Nockenwelle (5) durchbrechungsfrei ausgebildetes Abtriebselement (20) aufweist.
  4. Nockenwellenversteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (20) ohne gesondertes Verbindungselement fest mit der Nockenwelle (5) verbunden ist.
  5. Nockenwellenversteller nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (13) des Stellgetriebes (4) mehrteilig ausgebildet, nämlich aus einem Riemenrad (14) und einem Gehäusedeckel (17) zusammengesetzt ist.
  6. Nockenwellenversteller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (20) im Gehäusedeckel (17) in Radialrichtung gleitgelagert und gegenüber dem Riemenrad (14) begrenzt verdrehbar ist, wobei Verdrehsicherungskonturen (25, 26) unmittelbar durch das Riemenrad (14) sowie das Abtriebselement (20) ausgebildet sind.
  7. Nockenwellenversteller nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (17) eine Durchmesserstufung (19) aufweist, wobei durch den Gehäusedeckel (17) eine Axialanschlagfläche (28) gegenüber dem Abtriebselement (20) gebildet ist.
  8. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Dichtung (48), welcher das Riemenrad (14), den Gehäusedeckel (17) und das Abtriebselement (20) kontaktiert.
  9. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (DD) der im Gehäuse (13) gehaltenen Dichtung (38) geringer als der wirksame Durchmesser (DK) der Ausgleichskupplung (3) ist.
  10. Nockenwellenversteller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationselement (12) auf der Ausgangsseite der Ausgleichskupplung (3) fest mit einem zweiflügeligen, dem Elektromotor (2) zugewandten Kupplungselement (11) verbunden ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023202748A1 (de) 2022-04-22 2023-10-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verbrennungsmotor mit einem nockenwellenversteller, nockenwellenversteller und verfahren zum starten eines verbrennungsmotors mit einem nockenwellenversteller
DE102022116663A1 (de) 2022-07-04 2024-01-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004051423A1 (de) 2004-10-22 2006-05-04 Ina-Schaeffler Kg Nockenwellentrieb für eine Brennkraftmaschine
DE102004062037A1 (de) 2004-12-23 2006-07-20 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller
DE102017111988B3 (de) 2017-05-31 2018-06-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Einstellung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine
DE102017110599A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gehäuse für eine Nockenwellenverstellvorrichtung
DE102018110986A1 (de) 2017-05-31 2018-12-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Einstellung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine
DE102017115882A1 (de) 2017-07-14 2019-01-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Einstellung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004051423A1 (de) 2004-10-22 2006-05-04 Ina-Schaeffler Kg Nockenwellentrieb für eine Brennkraftmaschine
DE102004062037A1 (de) 2004-12-23 2006-07-20 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller
DE102017110599A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gehäuse für eine Nockenwellenverstellvorrichtung
DE102017111988B3 (de) 2017-05-31 2018-06-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Einstellung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine
DE102018110986A1 (de) 2017-05-31 2018-12-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Einstellung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine
DE102017115882A1 (de) 2017-07-14 2019-01-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrischer Nockenwellenversteller zur variablen Einstellung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023202748A1 (de) 2022-04-22 2023-10-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verbrennungsmotor mit einem nockenwellenversteller, nockenwellenversteller und verfahren zum starten eines verbrennungsmotors mit einem nockenwellenversteller
DE102022116663A1 (de) 2022-07-04 2024-01-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenversteller

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