EP3819481A1 - Nockenwellen-anordnung - Google Patents

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EP3819481A1
EP3819481A1 EP20202817.1A EP20202817A EP3819481A1 EP 3819481 A1 EP3819481 A1 EP 3819481A1 EP 20202817 A EP20202817 A EP 20202817A EP 3819481 A1 EP3819481 A1 EP 3819481A1
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EP
European Patent Office
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outer shaft
camshaft
shaft
rotor
camshaft arrangement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20202817.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
André Seidenschwann
André Selke
Dietmar Schulze
Justus Himstedt
Stefan Steichele
Christoph Steinmetz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Eco Holding 1 GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Eco Holding 1 GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH, Eco Holding 1 GmbH filed Critical Mahle International GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34479—Sealing of phaser devices

Definitions

  • the present invention relates to a camshaft arrangement with an adjustable camshaft and an adjuster for adjusting the camshaft.
  • the invention also relates to an internal combustion engine system with an internal combustion engine and such a camshaft arrangement.
  • a camshaft is usually used to actuate the valves of an internal combustion engine.
  • the camshaft has cams which are arranged non-rotatably on a shaft and which respectively actuate associated valves.
  • adjustable camshafts also called phase-adjustable camshafts, for example from the DE 10 2015 224 012 A1 , known.
  • Such a camshaft has an outer shaft and an inner shaft which is arranged in the outer shaft and which is rotatable relative to the outer shaft.
  • the respective shaft is connected to associated cams, so that a relative rotation between the inner shaft and the outer shaft leads to a phase shift between the cams of the outer shaft and the cams of the inner shaft.
  • adjusters are usually used which are connected to the outer shaft in a rotationally fixed manner by means of a stator and to the inner shaft by means of a rotor in a rotationally fixed manner.
  • Such a camshaft arrangement with an adjustable camshaft and an associated adjuster is from the DE 10 2014 206 291 A1 known.
  • the DE 10 2014 206 291 A1 it is proposed to connect the rotor of the adjuster to the inner shaft via an Oldham coupling in order to compensate for offsets between the inner shaft and the outer shaft in the axial and angular directions.
  • a contour or shape is provided on the inner shaft and a counter-shape or counter-contour for forming the Oldham coupling is provided on an intermediate piece that is connected to the rotor in a rotationally fixed manner.
  • a sleeve for supplying the camshaft arrangement with a fluid for simultaneous control and lubrication penetrates axially through the intermediate piece and into the inner shaft.
  • the present invention is therefore concerned with the object of specifying improved or at least different embodiments for a camshaft arrangement of the type mentioned above and for an internal combustion engine system with such a camshaft arrangement, which in particular are characterized by a simplified structure and / or an improved compensation of Mark offsets.
  • the present invention is based on the general idea, in a camshaft arrangement with an adjustable camshaft and an adjuster for adjusting the camshaft, an axially plugged positive connection as a coupling between a rotor of the adjuster and an inner shaft of the camshaft via an existing socket for supplying the Realize arrangement with lubricant.
  • An additional intermediate piece for realizing the form-fit connection between the rotor and the inner shaft can thus be omitted and the structure of the camshaft arrangement can thus be simplified.
  • the omission of the additional intermediate piece also leads to an improved compensation of offsets between the inner shaft and the outer shaft of the camshaft, in particular offsets in the axial direction and / or angular offsets, ie. H. Offset in the circumferential direction.
  • the camshaft arrangement has the adjustable camshaft and the adjuster.
  • the camshaft has an outer shaft and an inner shaft rotatably arranged in the outer shaft, the outer shaft and the inner shaft each being non-rotatably connected to at least one associated cam.
  • the adjuster has a stator and the rotor.
  • the stator is connected to the outer shaft in a rotationally fixed manner.
  • the rotor is non-rotatably connected to the bushing, with which the arrangement is supplied with lubricant.
  • the socket here has at least one channel which, during operation, is connected to a connection for the fluidic supply of the arrangement of lubricant, the connection being provided on an outer shell of the arrangement.
  • the socket on its axially facing the inner shaft end face has a shape that with a Counter-shape on the inner shaft that forms the axially plugged form-fit connection and thus the coupling.
  • the directions given here relate in particular to an axis of the outer shaft.
  • the axial direction therefore corresponds in particular to the axis of rotation of the outer shaft.
  • the angular direction corresponds accordingly to the circumferential direction surrounding the axial direction.
  • the lateral direction corresponds accordingly to a radial direction running perpendicular to the axial direction. Accordingly, axial offsets of the inner shaft to the outer shaft are relative displacements of the inner shaft to the outer shaft in the axial direction, angular offsets are relative movements of the inner shaft to the outer shaft in the circumferential direction and lateral offsets are relative movements of the inner shaft to the outer shaft in the radial direction.
  • an axially plugged form-fit connection and thus an axially plugged coupling is to be understood as a coupling having the shape on the socket and the counter-shape on the inner shaft, the shape and the counter-shape being axially plugged into one another and thus a rotationally fixed connection between the inner shaft and the Establish a rotor that is non-rotatably connected to the socket
  • the coupling is preferably designed as an Oldham coupling.
  • the coupling can thus be implemented easily and inexpensively.
  • the coupling is also conceivable to design the coupling as an elastomer coupling.
  • the lubricant is also preferably used for control, in particular for adjusting the inner shaft relative to the outer shaft.
  • the lubricant is accordingly preferably a fluid.
  • the lubricant is lubricating oil.
  • the socket is therefore in particular an oil guide socket.
  • the bushing is expediently arranged axially between the rotor and the inner shaft. It is preferred if the bushing is not only non-rotatably connected to the rotor, but is also fixed to the rotor, so that the bushing is also firmly connected axially and laterally to the rotor.
  • the counter-shape provided on the inner shaft can be formed integrally on the inner shaft. A simple construction of the arrangement and a reliable compensation of offsets with the aid of the coupling are thus possible.
  • Embodiments are preferred in which the outer shaft projects axially beyond the inner shaft on the side facing the socket with a receiving section, the socket being rotatably arranged in the receiving section of the outer shaft. This means that the bushing is received in the outer shaft and is rotatably arranged. This leads to a compact design of the camshaft arrangement and a simple implementation of the clutch.
  • Embodiments prove to be advantageous in which between a radial inside of the outer shaft, hereinafter also referred to as the outside shaft inside, in the receiving section and a radial outside of the bushing, hereinafter also called the bush outside, at least one elastic Seal is arranged.
  • a fluidic sealing of the receiving area is thus achieved.
  • the flow of the lubricant out of the receiving area is prevented or at least reduced.
  • at least two axially spaced apart seals are provided.
  • An axial flow of the lubricant is thus at least reduced in both axial directions.
  • at least one of the at least one seals is arranged and received in an associated, radially open outer groove in the outer shaft inside or the bush outside, advantageously in the bush outside.
  • seal is arranged radially between the outside of the bushing and the associated sliding ring.
  • An associated sliding ring is advantageously arranged radially between at least one of the at least one seals, preferably the respective seal, and the inside of the outer shaft or the outside of the bush.
  • the sliding ring is preferably arranged radially between the associated seal and the inside of the outer shaft.
  • the sliding ring serves to protect the seal during relative movements, in particular rotations, between the outer shaft and the inner shaft.
  • the transmission of shear forces to the seal is avoided or at least reduced. As a result, damage to the seal is reduced so that the seal is sealed for a longer period of time.
  • At least one of the at least one sliding rings is advantageously a slotted sliding ring, that is to say interrupted in the circumferential direction.
  • the sliding ring can thus be installed in a particularly simplified manner. Rectangular rings are also conceivable.
  • the elastic seal can be designed as desired.
  • the seal is an annular seal. This leads to a homogeneous and / or improved sealing effect. Designs in the form of sliding or rectangular rings with reduced static and sliding friction coefficients for improved response behavior and reduced losses during operation are also conceivable. PTFE-coated rings are particularly advantageous for this.
  • the bushing is advantageously arranged radially freely in the outer shaft.
  • the bushing can be spaced more radially from the outer shaft and / or the bushing can be dispensed with in the outer shaft.
  • the outer shaft and / or the bushing can thus be produced in a simplified manner.
  • the outer shaft can be manufactured radially on the inside and / or the bushing on the radial outside with higher tolerances.
  • fine machining of the inside of the outer shaft can be dispensed with.
  • easier positioning of the rotor relative to the inner shaft is possible in this way.
  • an exact lateral positioning of the rotor relative to the inner shaft can be dispensed with in this way.
  • the rotor can be rotatably mounted on a radially outer outside of the outer shaft, also referred to below as the outer shaft outer side.
  • the rotor can be rotatably mounted exclusively on the outside of the outer shaft. This leads in particular to the fact that a separate machining of the inside of the outer shaft can be dispensed with, so that the outer shaft can be manufactured more cost-effectively overall. In particular, it is thus possible to produce the inside of the outer shaft with increased tolerances.
  • a compensation and / or reduction of lateral offsets between the inner shaft and the outer shaft is achieved via the rotatable mounting of the rotor on the outer shaft outside.
  • the mounting of the rotor on the outside of the outer shaft is advantageously realized in such a way that the outer shaft has an axial projection which penetrates into the adjuster, in particular protrudes beyond the bushing in the axial direction.
  • the rotor is rotatably mounted on the outside of the outer shaft of the projection. This leads in particular to the fact that the mounting of the rotor on the outer shaft is implemented efficiently and in a space-saving manner. In particular, because of the proximity of the rotor to the projection, a simple mounting of the rotor on the outer shaft can take place in this way.
  • the rotationally fixed connection of the rotor to the bushing is preferably implemented via a bolt, which can be part of a screw.
  • the bolt can in particular have an external thread which forms a screw connection with an internal thread of the socket.
  • a screw head or a nut of the screw connection can act on the rotor axially against the bushing in such a way that the rotor is connected in a rotationally fixed manner to the bushing.
  • the bolt advantageously has a cavity inside, which is also referred to below as the bolt cavity. It is preferred here if the bolt cavity is fluidically connected to the interior of the bushing, in particular a cavity formed in the interior of the bushing, hereinafter also referred to as the bushing cavity. In this way it is possible, in particular, to supply and discharge the lubricant via the bushing and the bolt.
  • the camshaft arrangement expediently has a drive wheel which is used to drive the camshaft.
  • the drive wheel is expediently non-rotatably connected to the stator.
  • the drive wheel can be in an associated system with an internal combustion engine, hereinafter also an internal combustion engine system called, be driven by a crankshaft of the internal combustion engine.
  • the drive wheel can in particular be a spur wheel.
  • the drive wheel and the stator in one piece.
  • the drive wheel and the stator can be produced together, for example by sintering.
  • a simple centering of the stator with respect to the outer shaft can be achieved if the stator is connected directly or indirectly to the receiving section of the outer shaft. This also means that the adjuster is simply centered relative to the outer shaft and / or the inner shaft.
  • At least one centering collar for example on the drive wheel, can be provided for centering the adjuster.
  • the bushing can have a bushing cavity which is used in particular to supply the arrangement with the lubricant.
  • the socket cavity is expediently closed on the side axially facing the mold and thus on the side axially facing the inner shaft.
  • the bushing preferably has at least two axially spaced apart channels which are each fluidically connected to the bushing cavity, the channels being arranged axially between two slip rings.
  • the socket also has at least two such channels spaced apart from one another in the circumferential direction. This results in an improved supply of lubricant to the arrangement during operation.
  • an internal combustion engine system with such a camshaft arrangement also belongs to the scope of this invention.
  • the internal combustion engine system includes the internal combustion engine, which has at least two valves that are actuated by the cams of the camshaft during operation.
  • the camshaft arrangement 1 has an adjustable camshaft 3 with a hollow outer shaft 4 and an inner shaft 5, which is rotatably arranged in the outer shaft 4.
  • the outer shaft 4 can be rotated about an axis of rotation 6 which corresponds to an axial direction 7.
  • the inner shaft 5 and the outer shaft 4 are arranged coaxially, that is to say that the inner shaft 5 and the outer shaft 4 have the same axis of rotation 6.
  • At least one associated cam 8, with which a valve of the internal combustion engine can be actuated, is attached to the outer shaft 4 in a rotationally fixed manner.
  • the camshaft assembly 1 of the Figure 1 can furthermore have a drive wheel 9 which is connected in a rotationally fixed manner to the outer shaft 4 and thus rotates the outer shaft 4.
  • the camshaft arrangement 1 has an adjuster 10.
  • the adjuster 10 has a stator 11 connected to the outer shaft 4 in a rotationally fixed manner.
  • the stator 11 is non-rotatably connected to the drive wheel 9, for example via screw connections 13.
  • the adjuster 10 also has a rotor 12 that is non-rotatably connected to the inner shaft 5 and that is rotatable relative to the stator 11, this being done via a corresponding rotation of the rotor 12 to the stator 11.
  • the stator 11 is arranged radially between the drive wheel 9 and the outer shaft 4.
  • the rotor 12 is arranged axially on the front side of the drive wheel 9.
  • a side view of the camshaft arrangement 1 can be seen, the camshaft arrangement 1 being shown axially between the adjuster 10 and the inner shaft 5 in an axially extending longitudinal section which extends radially centrally.
  • the camshaft arrangement 1, hereinafter also referred to as arrangement 1 for short, has a bushing 14 which is used to supply the arrangement 1 with a lubricant, in particular with oil.
  • the lubricant is also used for control, in particular for moving the inner shaft 5 relative to the outer shaft 4.
  • the bushing 4 is fluidly supplied with the lubricant during operation via at least one connection 15 provided on an outer shell of the arrangement 1 in Figure 1
  • two such connections 15 are provided, one of which is used to supply the lubricant and the other to discharge the lubricant.
  • the socket 14 has at least one channel 16, which also has a cavity 17 formed in the interior of the socket 14 Socket cavity 17 called, fluidly connects to the associated connection 15.
  • the socket 14 for the respective connection 15 has at least two associated channels 16, which are spaced apart from one another in a circumferential direction 37.
  • the respective channel 16 here runs radially through the bush 14.
  • the rotor 12 is non-rotatably connected to the inner shaft 5 via the bushing 14.
  • the bush 14 is arranged axially between the rotor 12 and the inner shaft 5.
  • the bushing 14 has a shape 19 on its end face 18 axially facing the inner shaft 5, which is axially inserted with a counter-shape 20 on the inner shaft 5 and thus forms an axially inserted coupling 21.
  • an intermediate piece 23 having the counter-mold 20 is attached non-rotatably to the inner shaft 5 and is arranged axially between the end face 18 of the bushing 14 and the inner shaft 5.
  • Figure 2 a frontal view in the axial direction 7 of the end face 18 and thus of the mold 19 and Figure 3 the in Figure 2 Section marked III in the axial direction 7 through the bush 14.
  • Figure 4 Figure 14 shows an isometric view of the socket 14.
  • the coupling 21 is designed as an Oldham coupling 22.
  • the socket 14 in the exemplary embodiments shown is closed on the side facing the end face 18 and is designed to be open on the side facing away from the end face 18.
  • the rotationally fixed connection of the rotor 12 to the bushing 14 takes place via a bolt 24, which is part of a screw 25 with a screw head 26.
  • the bolt 24 has for this purpose an external thread, not shown, which is not with a
  • the internal thread shown cooperates in the cavity 17 of the socket 14, the screw head 26 pressing the rotor 12 axially in the direction of the socket 14 and thus connecting the rotor 12 to the socket 14 in a rotationally fixed manner.
  • the bolt 24 is designed to be hollow in the exemplary embodiments shown and has a cavity 27 in its interior, which is also referred to below as the bolt cavity 27.
  • the bolt cavity 27 is open on the side axially facing the socket 14 or the inner shaft 5, so that the bolt cavity 27 and the socket cavity 17 are fluidically connected to one another.
  • the outer shaft 4 protrudes in the axial direction 7 beyond the inner shaft 5 and has a receiving portion 28 projecting beyond the inner shaft 5, in which the bushing 14 is received and rotatably arranged.
  • the connections 15 are each formed in the receiving section 28 of the outer shaft 4.
  • the bush 14 and thus the rotor 12 are rotatably arranged within the receiving portion 28.
  • the outer shaft 4 has a radially inner inner side 29, hereinafter also called outer shaft inner side 29.
  • the socket 14 has a radially outer outside 30, hereinafter also referred to as the socket outside 30.
  • At least one elastic seal 32, in particular ring seal 33, is arranged radially between the outer shaft inner side 29 and the bush outer side 30, with which in particular an outflow of the lubricant is prevented or at least reduced.
  • two such seals 32 are used, which are spaced apart from one another in the axial direction 7, the channels 16 of the socket 14 and the connections 15 being arranged axially between the seals 32. An outflow of the lubricant in both axial directions is thus prevented or at least reduced.
  • the socket 14 has on the socket outer side 30 for the respective seal 32 an annular outer groove 34 which is open radially outward and in which the seal 32 is received.
  • an associated slide ring 31 is arranged radially between the respective seal 32 and the outer shaft inner side 29 or the bush outer side 30.
  • the respective sliding ring 31 is arranged radially between the seal 32 and the inner side 29 of the outer shaft.
  • the sliding ring protects the associated seal 32 against relative movements, in particular rotations, between the inner shaft 5 and the outer shaft 4.
  • Such a sliding ring 31 is in Figure 6 is shown separately and isometric. Figure 6 it can be seen that the sliding ring 31 is interrupted in the circumferential direction 37 and is thus designed to be slotted.
  • the seals 32 and the coupling 21 allow the bushing 14 to be freely positioned radially in the outer shaft 4. A mounting of the bush 14 in the outer shaft 4 can thus be dispensed with.
  • FIG Figure 7 shows a section through the camshaft arrangement 1 in the axial direction 7 and thus a longitudinal section, and wherein the rotor 12 is not shown.
  • This in Figure 7 Shown embodiment are different from the in the Figures 1 to 6 embodiment shown in that the in Figure 7 Rotor 12, not shown, is rotatably mounted on a radially outer outer side 35 of outer shaft 4, hereinafter also referred to as outer shaft outer side 35.
  • the bush 14 is also rotatably mounted on the outer shaft outside 35 via the rotor 12, so that a mounting on the outer shaft inside 29 can be dispensed with.
  • the outer shaft 4 has in the in Figure 7
  • the embodiment shown has a projection 36 penetrating axially into the adjuster 10, the rotor 12 being rotatably mounted on the outer shaft outer side 35 of the projection 36.
  • seals 32 in particular ring seals 33, can be received in the outer grooves 34 radially between the outer shaft inner side 29 and the bush outer side 30 in order to achieve a corresponding seal.
  • the in Figure 7 The exemplary embodiment shown shows that the stator 11 can be attached in a rotationally fixed manner, in particular shrunk on, for the rotationally fixed connection to the outer shaft 4 on the outer shaft outer side 35.
  • the respective camshaft arrangement 1 compensates for an axial and angular offset between the inner shaft 5 and the outer shaft 4 via the coupling 21.
  • the mounting of the rotor 12 and the bushing 14 on the outer shaft 4 also compensates for a lateral offset between the inner shaft 5 and the outer shaft 4.
  • the respective camshaft arrangement 1 is compact and easy to manufacture in this way.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwellen-Anordnung (1), die eine verstellbare Nockenwelle (3), die eine Außenwelle (4) sowie eine drehbar in der Außenwelle (4) angeordnete Innenwelle (5) aufweist, und einen Versteller (10), der einen drehfest mit der Außenwelle (4) verbundenen Stator (11) sowie einen drehfest mit der Innenwelle (5) verbundenen Rotor (12) aufweist, umfasst. Eine vereinfachte Herstellung der Nockenwellen-Anordnung (1) und ein verbesserter Ausgleich von Versätzen zwischen der Innenwelle (5) und der Außenwelle (4) ergeben sich dadurch, dass der Rotor (12) über eine Buchse (14) zur fluidischen Versorgung der Nockenwellen-Anordnung (1) mit einem Schmiermittel mit der Innenwelle (5) in der Art einer axial gesteckten Kupplung (21) verbunden ist.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Brennkraftmaschinensystem (2) mit einer solchen Nockenwellen-Anordnung (1).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwellen-Anordnung mit einer verstellbaren Nockenwelle und einem Versteller zum Verstellen der Nockenwelle. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Brennkraftmaschinensystem mit einer Brennkraftmaschine und einer solchen Nockenwellen-Anordnung.
  • Eine Nockenwelle kommt üblicherweise zum Betätigen von Ventilen einer Brennkraftmaschine zum Einsatz. Zu diesem Zweck weist die Nockenwelle an einer Welle drehfest angeordnete Nocken auf, welche jeweils zugehörige Ventile entsprechend betätigen.
  • Um die Variabilität der Betätigung der Ventile zu erhöhen, sind sogenannte verstellbare Nockenwellen, auch phasenverstellbare Nockenwellen genannt, beispielsweise aus der DE 10 2015 224 012 A1 , bekannt. Eine derartige Nockenwelle weist eine Außenwelle sowie eine in der Außenwelle angeordnete Innenwelle, welche relativ zur Außenwelle drehbar ist, auf. Die jeweilige Welle ist mit zugehörigen Nocken verbunden, sodass eine relative Drehung zwischen der Innenwelle und der Außenwelle zu einer Phasenverschiebung zwischen den Nocken der Außenwelle und den Nocken der Innenwelle führt.
  • Bei der Herstellung und im Betrieb derartiger verstellbarer Nockenwellen ist es wichtig, eine relative Ausrichtung der Innenwelle zur Außenwelle präzise einzuhalten, da Versätze zwischen der Innenwelle und der Außenwelle zu erhöhter Reibung und somit insbesondere zu einem erhöhten Verschleiß und/oder einer verringerten Lebensdauer führen. Zudem können derartige Versätze zu einem Verklemmen der Innenwelle an der Außenwelle führen, das den Betrieb der Nockenwelle stört und/oder ein Verstellen der Nockenwelle blockiert.
  • Zum Verstellen der Nockenwelle, d. h. zur relativen Drehbewegung zwischen der Innenwelle und der Außenwelle, kommen gewöhnlich Versteller zum Einsatz, welche mit einem Stator drehfest mit der Außenwelle und mit einem Rotor drehfest mit der Innenwelle verbunden sind.
  • Eine solche Nockenwellen-Anordnung mit einer verstellbaren Nockenwelle und einem zugehörigen Versteller ist aus der DE 10 2014 206 291 A1 bekannt. In der DE 10 2014 206 291 A1 wird vorgeschlagen, den Rotor des Verstellers über eine Oldham-Kupplung mit der Innenwelle zu verbinden, um Versätze zwischen der Innenwelle und der Außenwelle in axialer und angularer Richtung auszugleichen. Hierbei ist an der Innenwelle eine Kontur oder Form und an einem Zwischenstück, das mit dem Rotor drehfest verbunden ist, eine Gegenform oder Gegenkontur zur Ausbildung der Oldham-Kupplung vorgesehen. Zudem dringt eine Hülse zur Versorgung der Nockenwellen-Anordnung mit einem Fluid zur gleichzeitigen Ansteuerung und Schmierung axial durch das Zwischenstück hindurch und in die Innenwelle hinein.
  • Nachteilig bei aus dem Stand der Technik bekannten Nockenwellen-Anordnungen sind der komplizierte Aufbau und der weiterhin mangelnde Ausgleich von Versätzen zwischen der Innenwelle und der Außenwelle.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für eine Nockenwellen-Anordnung der vorstehend genannten Art sowie für ein Brennkraftmaschinensystem mit einer derartigen Nockenwellen-Anordnung verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch einen vereinfachten Aufbau und/oder einen verbesserten Ausgleich von Versätzen auszeichnen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Nockenwellen-Anordnung mit einer verstellbaren Nockenwelle und einem Versteller zum Verstellen der Nockenwelle eine axial gesteckte Formschlussverbindung als eine Kupplung zwischen einem Rotor des Verstellers und einer Innenwelle der Nockenwelle über eine bereits vorhandene Buchse zur Versorgung der Anordnung mit Schmiermittel zu realisieren. Somit kann ein zusätzliches Zwischenstück zum Realisieren der Formschlussverbindung zwischen dem Rotor und der Innenwelle entfallen und der Aufbau der Nockenwellen-Anordnung somit vereinfacht werden. Der Entfall des zusätzlichen Zwischenstücks führt ferner zu einem verbesserten Ausgleich von Versätzen zwischen der Innenwelle und der Außenwelle der Nockenwelle, insbesondere von Versätzen in axialer Richtung und/oder angularen Versätzen, d. h. Versätzen in Umfangsrichtung.
  • Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Nockenwellen-Anordnung die verstellbare Nockenwelle sowie den Versteller auf. Die Nockenwelle weist eine Außenwelle und eine in der Außenwelle drehbar angeordnete Innenwelle auf, wobei die Außenwelle und die Innenwelle jeweils mit wenigstens einem zugehörigen Nocken drehfest verbunden sind. Der Versteller weist einen Stator sowie den Rotor auf. Hierbei ist der Stator drehfest mit der Außenwelle verbunden. Der Rotor ist drehfest mit der Buchse verbunden, mit der eine Versorgung der Anordnung mit Schmiermittel erfolgt. Die Buchse weist hierbei zumindest einen Kanal auf, der im Betrieb mit einem Anschluss zur fluidischen Versorgung der Anordnung von Schmiermittel verbunden ist, wobei der Anschluss an einer Außenhülle der Anordnung vorgesehen ist. Erfindungsgemäß weist die Buchse auf ihrer axial der Innenwelle zugewandten Stirnseite eine Form auf, die mit einer Gegenform an der Innenwelle die axial gesteckte Formschlussverbindung und somit die Kupplung bildet. Mit der Realisierung der Kupplung zwischen dem Rotor und der Innenwelle über die Buchse erfolgt somit mit einer einfachen Konstruktion ein Ausgleich von Axialversätzen und/oder Radialversätzen der Innenwelle zur Außenwelle.
  • Die vorliegend angegebenen Richtungen beziehen sich insbesondere auf eine Achse der Außenwelle. Die Axialrichtung entspricht also insbesondere der Drehachse der Außenwelle. Die Angularrichtung entspricht dementsprechend der die Axialrichtung umgebenden Umfangsrichtung. Die Lateralrichtung entspricht dementsprechend einer senkrecht zur Axialrichtung verlaufenden Radialrichtung. Dementsprechend sind Axialversätze der Innenwelle zur Außenwelle relative Verschiebungen der Innenwelle zur Außenwelle in Axialrichtung, Angularversätze relative Bewegungen der Innenwelle zur Außenwelle in Umfangsrichtung und Lateralversätze relative Bewegungen der Innenwelle zur Außenwelle in Radialrichtung.
  • Unter einer axial gesteckten Formschlussverbindung und somit einer axial gesteckten Kupplung ist vorliegend eine die Form an der Buchse und die Gegenform an der Innenwelle aufweisende Kupplung zu verstehen, wobei die Form und die Gegenform axial ineinander gesteckt sind und somit eine drehfeste Verbindung zwischen der Innenwelle und dem mit der Buchse drehfest verbundenen Rotor herstellen.
  • Die Kupplung ist vorzugweise als eine Oldham-Kupplung ausgebildet. Somit lässt sich die Kupplung einfach und kostengünstig umsetzen.
  • Vorstellbar ist es auch, die Kupplung als eine Elastomer-Kupplung auszubilden.
  • Das Schmiermittel dient vorzugsweise neben dem Schmieren auch der Ansteuerung, insbesondere zum Verstellen der Innenwelle relativ zur Außenwelle. Bei dem Schmiermittel handelt es sich dementsprechend vorzugsweise um ein Fluid. Insbesondere handelt es sich bei dem Schmiermittel um Schmieröl. Bei der Buchse handelt es sich also insbesondere um eine Ölführungsbuchse.
  • Die Buchse ist zweckmäßig axial zwischen dem Rotor und der Innenwelle angeordnet. Bevorzugt ist es, wenn die Buchse nicht nur drehfest mit dem Rotor verbunden, sondern am Rotor fixiert ist, sodass die Buchse auch axial und lateral fest mit dem Rotor verbunden ist.
  • Die an der Innenwelle vorgesehene Gegenform kann integral an der Innenwelle ausgeformt sein. Somit sind eine einfache Konstruktion der Anordnung und ein zuverlässiger Ausgleich von Versätzen mithilfe der Kupplung möglich.
  • Vorstellbar ist es auch, zwischen der Stirnseite der Buchse und somit zwischen der Form und der Innenwelle ein Zwischenstück mit der Gegenform vorzusehen, das an der Innenwelle angebracht ist.
  • Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Außenwelle die Innenwelle auf der der Buchse zugewandten Seite mit einem Aufnahmeabschnitt axial überragt, wobei die Buchse im Aufnahmeabschnitt der Außenwelle drehbar angeordnet ist. D. h., dass die Buchse in der Außenwelle aufgenommen und drehbar angeordnet ist. Dies führt zu einer kompakten Bauweise der Nockenwellen-Anordnung und einer einfachen Umsetzung der Kupplung.
  • Als vorteilhaft erweisen sich Ausführungsformen, bei denen zwischen einer radialen Innenseite der Außenwelle, nachfolgend auch Außenwellen-Innenseite genannt, im Aufnahmeabschnitt und einer radialen Außenseite der Buchse, nachfolgend auch Buchsen-Außenseite genannt, zumindest eine elastische Dichtung angeordnet ist. Somit wird eine fluidische Abdichtung des Aufnahmebereichs erreicht. Insbesondere wird somit das Strömen des Schmiermittels, aus dem Aufnahmebereich verhindert oder zumindest reduziert. Bevorzugt ist es hierbei, wenn zumindest zwei axial zueinander beabstandete Dichtungen vorgesehen sind. Somit wird ein axiales Strömen des Schmiermittels in beiden axialen Richtungen zumindest reduziert.
    Bevorzugt ist es, wenn zumindest eine der wenigstens einen Dichtungen in einer zugehörigen, radial offenen Außennut in der Außenwellen-Innenseite bzw. der Buchsen-Außenseite, vorteilhaft in der Buchsen-Außenseite, angeordnet und aufgenommen ist.
  • Bevorzugt ist es hierbei, wenn die Dichtung radial zwischen der Buchsen-Außenseite und dem zugehörigen Gleitring angeordnet ist.
  • Vorteilhaft ist radial zwischen wenigstens einer der zumindest einen Dichtungen, bevorzugt der jeweiligen Dichtung, und der Außenwellen-Innenseite oder der Buchsen-Außenseite ein zugehöriger Gleitring angeordnet ist. Bevorzugt ist der Gleitring radial zwischen der zugehörigen Dichtung und der Außenwellen-Innenseite angeordnet. Der Gleitring dient dabei dem Schutz der Dichtung während relativen Bewegungen, insbesondere Drehungen, zwischen der Außenwelle und der Innenwelle. Somit wird insbesondere die Übertragung von Scherkräften auf die Dichtung vermieden oder zumindest reduziert. Folglich werden Beschädigungen der Dichtung reduziert, so dass mit der Dichtung für eine längere Dauer ein Abdichten erfolgt.
  • Bei zumindest einem der wenigstens einen Gleitringe handelt es sich vorteilhaft um einen geschlitzten, das heißt in Umfangsrichtung unterbrochenen, Gleitring. Somit lässt sich der Gleitring insbesondere vereinfacht montieren. Vorstellbar sind auch Rechteckringe.
  • Die elastische Dichtung kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein. Insbesondere handelt es sich bei der Dichtung um eine Ringdichtung. Dies führt zu einer homogenen und/oder verbesserten Dichtwirkung. Denkbar sind auch Ausführungen in Form von Gleit- bzw. Rechteckringen mit reduziertem Haft- und Gleitreibungskoeffizient für ein verbessertes Ansprechverhalten und reduzierten Verlusten im Betrieb. Insbesondere PTFE-beschichtete Ringe sind dafür vorteilhaft.
  • Mit der zumindest einen Dichtung und der Kupplung ist die Buchse vorteilhaft in der Außenwelle radial frei angeordnet. Das heißt insbesondere, dass zwischen die Buchse zur Außenwelle radialer beabstandet sein und/oder eine Lagerung der Buchse in der Außenwelle entfallen kann. Somit können die Außenwelle und/oder die Buchse vereinfacht hergestellt werden. Insbesondere können die Außenwelle radial innenseitig und/oder die Buchse radial außenseitig mit höheren Toleranzen hergestellt werden. Insbesondere kann eine Feinbearbeitung der Außenwellen-Innenseite entfallen. Zudem ist auf diese Weise eine einfachere relative Positionierung des Rotors zur Innenwelle möglich. Insbesondere kann auf diese Weise eine exakte laterale Positionierung des Rotors zur Innenwelle entfallen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Rotor über eine radial äußere Außenseite der Außenwelle, nachfolgend auch Außenwellen-Außenseite genannt, drehbar gelagert sein. Insbesondere kann der Rotor ausschließlich über die Außenwellen-Außenseite drehbar gelagert sein. Dies führt insbesondere dazu, dass eine gesonderte Bearbeitung der Außenwellen-Innenseite entfallen kann, sodass die Außenwelle insgesamt kostengünstiger hergestellt werden kann. Insbesondere ist es somit möglich, die Außenwellen-Innenseite mit erhöhten Toleranzen herzustellen. Gleichzeitig wird über die drehbare Lagerung des Rotors an der Außenwellen-Außenseite ein Ausgleich und/oder Reduzierung von lateralen Versätzen zwischen der Innenwelle und der Außenwelle erreicht.
  • Die Lagerung des Rotors an der Außenwellen-Außenseite ist vorteilhaft derart realisiert, dass die Außenwelle einen axialen Vorsprung aufweist, der in den Versteller eindringt, insbesondere die Buchse in Axialrichtung überragt. Dabei ist der Rotor an der Außenwellen-Außenseite des Vorsprungs drehbar gelagert. Dies führt insbesondere dazu, dass die Lagerung des Rotors an der Außenwelle bauraumsparend und effizient umgesetzt ist. Insbesondere kann auf diese Weise wegen der Nähe des Rotors zum Vorsprung eine einfache Lagerung des Rotors an der Außenwelle erfolgen.
  • Die drehfeste Verbindung des Rotors mit der Buchse, insbesondere die Fixierung des Rotors an der Buchse, ist bevorzugt über einen Bolzen realisiert, der Bestandteil einer Schraube sein kann. Der Bolzen kann insbesondere ein Außengewinde aufweisen, das mit einem Innengewinde der Buchse eine Schraubverbindung bildet. Hierbei kann ein Schraubkopf oder eine Mutter der Schraubverbindung den Rotor axial gegen die Buchse beaufschlagen, derart, dass eine drehfeste Verbindung des Rotors mit der Buchse gegeben ist.
  • Der Bolzen weist vorteilhaft im Inneren einen Hohlraum auf, der nachfolgend auch als Bolzen-Hohlraum bezeichnet wird. Bevorzugt ist es hierbei, wenn der Bolzen-Hohlraum fluidisch mit dem Inneren der Buchse, insbesondere einen im Inneren der Buchse ausgebildeten Hohlraum, nachfolgend auch Buchsen-Hohlraum genannt, verbunden ist. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, die Zuführung und die Abführung des Schmiermittels über die Buchse und den Bolzen zu realisieren.
  • Die Nockenwellen-Anordnung weist zweckmäßig ein Antriebsrad auf, das dem Antreiben der Nockenwelle dient. Das Antriebsrad ist zweckmäßig drehfest mit dem Stator verbunden. Das Antriebsrad kann in einem zugehörigen System mit einer Brennkraftmaschine, nachfolgend auch Brennkraftmaschinensystem genannt, von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben sein. Dabei kann es sich bei dem Antriebsrad insbesondere um ein Stirnrad handeln.
  • Vorstellbar ist es hierbei, das Antriebsrad und den Stator einteilig auszubilden. D. h. insbesondere, dass das Antriebsrad und der Stator über eine Stoffschlussverbindung oder Kraftschlussverbindung aneinander fixiert sein können.
  • Denkbar ist es zudem, das Antriebsrad und den Stator einstückig auszubilden. Insbesondere können das Antriebsrad und der Stator, beispielsweise durch Sintern, gemeinsam hergestellt sein.
  • Eine einfache Zentrierung des Stators zur Außenwelle lässt sich erreichen, wenn der Stator direkt oder indirekt mit dem Aufnahmeabschnitt der Außenwelle verbunden ist. Somit erfolgt auch eine einfache Zentrierung des Verstellers relativ zur Außenwelle und/oder zur Innenwelle.
  • Zur Zentrierung des Verstellers kann alternativ oder zusätzlich zumindest ein Zentrierbund, beispielsweise am Antriebsrad, vorgesehen sein.
  • Die Buchse kann, wie vorstehend erwähnt, einen Buchsen-Hohlraum aufweisen, der insbesondere der Versorgung der Anordnung mit dem Schmiermittel dient. Der Buchsen-Hohlraum ist zweckmäßig auf der der Form axial zugewandten Seite und somit auf der der Innenwelle axial zugewandten Seite geschlossen.
  • Die Buchse weist bevorzugt zumindest zwei axial zueinander beabstandete Kanäle auf, die jeweils fluidisch mit dem Buchsen-Hohlraum verbunden sind, wobei die Kanäle axial zwischen zwei Gleitringen angeordnet sind. Dies führt zu einer verbesserten Lagerung der Buchse und somit des Rotors in der Innenwelle. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn für den jeweiligen Gleitring eine zugehörige Dichtung der beschriebenen Art, also eine in Radialrichtung elastische Dichtung, vorgesehen ist. Somit wird insbesondere der im Betrieb fluidisch durchströmte Bereich verbessert abgedichtet.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Buchse zudem zumindest zwei in Umfangsrichtung zueinander beabstandet solche Kanäle aufweist. Somit erfolgt im Betrieb eine verbesserte Versorgung der Anordnung mit Schmiermittel.
  • Es versteht sich, dass neben der Nockenwellen-Anordnung auch ein Brennkraftmaschinensystem mit einer solchen Nockenwellen-Anordnung zum Umfang dieser Erfindung gehört. Das Brennkraftmaschinensystem umfasst neben der Nockenwellen-Anordnung die Brennkraftmaschine, welche zumindest zwei Ventile aufweist, die im Betrieb von den Nocken der Nockenwelle betätigt werden.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch
    • Fig. 1
    eine seitliche, teils geschnittene Ansicht einer Nockenwellen-Anordnung,
    Fig. 2
    eine Frontalansicht auf eine Buchse der Nockenwellen-Anordnung,
    Fig. 3
    einen Längsschnitt durch die Buchse,
    Fig. 4
    eine isometrische Ansicht der Buchse,
    Fig. 5
    einen Schnitt durch die Nockenwellen-Anordnung im Bereich der Buchse,
    Fig. 6
    eine isometrische Ansicht eines Gleitrings der Nockenwellen-Anordnung,
    Fig. 7
    einen Längsschnitt durch die Nockenwellen-Anordnung bei einem anderen Ausführungsbeispiel.
  • Eine Nockenwellen-Anordnung 1, wie sie beispielsweise in den Figuren 1 bis 7 gezeigt ist, dient in einem im Übrigen nicht gezeigten Brennkraftmaschinensystem 2 der Betätigung von nicht gezeigten Ventilen einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine. Wie insbesondere Figur 1 entnommen werden kann, weist die Nockenwellen-Anordnung 1 eine verstellbare Nockenwelle 3 mit einer hohlen Außenwelle 4 und einer Innenwelle 5 auf, die in der Außenwelle 4 drehbar angeordnet ist. Die Außenwelle 4 ist um eine Drehachse 6 drehbar, die einer Axialrichtung 7 entspricht. Bei einer optimalen Anordnung sind die Innenwelle 5 und die Außenwelle 4 koaxial angeordnet, d. h., dass die Innenwelle 5 und die Außenwelle 4 die gleiche Drehachse 6 besitzen. An der Außenwelle 4 ist zumindest ein zugehöriger Nocken 8 drehfest angebracht, mit dem ein Ventil der Brennkraftmaschine betätigt werden kann. Zudem ist an der Innenwelle 5 ein zugehöriger Nocken 38 drehfest angebracht, mit dem ein Ventil der Brennkraftmaschine betätigt werden kann. Die Nockenwellen-Anordnung 1 der Figur 1 kann ferner ein Antriebsrad 9 aufweisen, das drehfest mit der Außenwelle 4 verbunden ist und somit die Außenwelle 4 dreht. Zum relativen Drehen der Innenwelle 5 zur Außenwelle 4 und somit zum Verstellen der Nockenwelle 3 weist die Nockenwellen-Anordnung 1 einen Versteller 10 auf. Der Versteller 10 weist einen drehfest mit der Außenwelle 4 verbundenen Stator 11 auf. Der Stator 11 ist, beispielsweise über Schraubverbindungen 13, drehfest mit dem Antriebsrad 9 verbunden. Der Versteller 10 weist zudem einen drehfest mit der Innenwelle 5 verbundenen Rotor 12 auf, der relativ zum Stator 11 drehbar ist, wobei dies über eine entsprechende Drehung des Rotors 12 zum Stator 11 erfolgt. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Stator 11 radial zwischen dem Antriebsrad 9 und der Außenwelle 4 angeordnet. Der Rotor 12 ist axial stirnseitig des Antriebsrads 9 angeordnet. In Figur 1 ist eine Seitenansicht der Nockenwellen-Anordnung 1 zu sehen, wobei die Nockenwellen-Anordnung 1 axial zwischen dem Versteller 10 und der Innenwelle 5 in einem axial verlaufenden Längsschnitt gezeigt ist, der radial zentral verläuft.
  • Wie Figur 1 entnommen werden kann, weist die Nockenwellen-Anordnung 1, nachfolgend auch kurz Anordnung 1 genannt, eine Buchse 14 auf, welche der Versorgung der Anordnung 1 mit einem Schmiermittel, insbesondere mit Öl, dient. Das Schmiermittel neben dem Schmieren dient ferner der Ansteuerung, insbesondere zum relativen Bewegen der Innenwelle 5 zur Außenwelle 4. Zu diesem Zweck ist die Buchse 4 im Betrieb über zumindest einem an einer Außenhülle der Anordnung 1 vorgesehenen Anschluss 15 fluidisch mit dem Schmiermittel versorgt, wobei beim in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zwei solche Anschlüsse 15 vorgesehen sind, von denen einer der Zuführung des Schmiermittels und der andere dem Abführen des Schmiermittels dient. Für den jeweiligen Anschluss 15 weist die Buchse 14 zumindest einen Kanal 16 auf, der einen im Inneren der Buchse 14 ausgebildeten Hohlraum 17, nachfolgend auch Buchsen-Hohlraum 17 genannt, mit dem zugehörigen Anschluss 15 fluidisch verbindet. In den gezeigten Beispielen weist die Buchse 14 für den jeweiligen Anschluss 15 zumindest zwei zugehörige Kanäle 16 auf, welche in einer Umfangsrichtung 37 zueinander beabstandet sind. Der jeweilige Kanal 16 verläuft hierbei radial durch die Buchse 14.
  • Wie insbesondere Figur 1 entnommen werden kann, ist der Rotor 12 über die Buchse 14 drehfest mit der Innenwelle 5 verbunden. Dabei ist die Buchse 14 axial zwischen dem Rotor 12 und der Innenwelle 5 angeordnet. Zur drehfesten Verbindung des Rotors 12 mit der Innenwelle 5 weist die Buchse 14 auf ihrer axial der Innenwelle 5 zugewandten Stirnseite 18 eine Form 19 auf, die mit einer Gegenform 20 an der Innenwelle 5 axial gesteckt ist und somit eine axial gesteckte Kupplung 21 bildet. Zu diesem Zweck ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen ein die Gegenform 20 aufweisendes Zwischenstück 23 drehfest an der Innenwelle 5 angebracht und axial zwischen der Stirnseite 18 der Buchse 14 und der Innenwelle 5 angeordnet. Dabei zeigt Figur 2 eine Frontalansicht in Axialrichtung 7 auf die Stirnseite 18 und somit auf die Form 19 und Figur 3 den in Figur 2 mit III bezeichneten Schnitt in Axialrichtung 7 durch die Buchse 14. Figur 4 zeigt eine isometrische Ansicht der Buchse 14.
  • In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Kupplung 21 als eine Oldham-Kupplung 22 ausgebildet.
  • Wie insbesondere Figur 3 entnommen werden kann, ist die Buchse 14 in den gezeigten Ausführungsbeispielen auf der der Stirnseite 18 zugewandten Seite geschlossen und auf der von der Stirnseite 18 abgewandten Seite offen ausgebildet. In den gezeigten Ausführungsbeispielen erfolgt die drehfeste Verbindung des Rotors 12 mit der Buchse 14 über einen Bolzen 24, der Bestandteil einer Schraube 25 mit einem Schraubkopf 26 ist. Der Bolzen 24 weist zu diesem Zweck ein nicht gezeigtes Außengewinde auf, das mit einem nicht gezeigten Innengewinde im Hohlraum 17 der Buchse 14 zusammenwirkt, wobei der Schraubkopf 26 den Rotor 12 axial in Richtung der Buchse 14 presst und somit den Rotor 12 drehfest mit der Buchse 14 verbindet.
  • Wie Figur 1 entnommen werden kann, ist der Bolzen 24 in den gezeigten Ausführungsbeispielen hohl ausgebildet und weist in seinem Inneren einen Hohlraum 27 auf, der nachfolgend auch als Bolzen-Hohlraum 27 bezeichnet wird. Der Bolzen-Hohlraum 27 ist auf der axial der Buchse 14 bzw. der Innenwelle 5 zugewandten Seite offen, sodass der Bolzen-Hohlraum 27 und der Buchsen-Hohlraum 17 fluidisch miteinander verbunden sind.
  • Wie den Figuren 1, 3 und 4 entnommen werden kann, ragt die Außenwelle 4 in Axialrichtung 7 über die Innenwelle 5 hinaus und weist einen die Innenwelle 5 überragenden Aufnahmeabschnitt 28 auf, in welchem die Buchse 14 aufgenommen und drehbar angeordnet ist. Hierbei sind die Anschlüsse 15 jeweils im Aufnahmeabschnitt 28 der Außenwelle 4 ausgebildet. Hierdurch erfolgt über das mit dem Stator 11 verbundene und am Aufnahmeabschnitt 28 angebrachte Antriebsrad 9 auch eine Zentrierung des Verstellers 10, insbesondere des Stators 11, zur der Außenwelle 4.
  • Wie insbesondere einer Zusammenschau der Figuren 1, 3 und 4 entnommen werden kann, ist bei dem in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel die Buchse 14 und somit der Rotor 12 innerhalb des Aufnahmeabschnitts 28 drehbar angeordnet. Dabei weist die Außenwelle 4 eine radial innere Innenseite 29, nachfolgend auch Außenwellen-Innenseite 29 genannt, auf. Die Buchse 14 weist eine radial äußere Außenseite 30, nachfolgend auch Buchsen-Außenseite 30 genannt, auf. Radial zwischen der Außenwellen-Innenseite 29 und der Buchsen-Außenseite 30 ist zumindest eine elastische Dichtung 32, insbesondere Ringdichtung 33, angeordnet, mit der insbesondere ein Abströmen des Schmiermittels verhindert oder zumindest reduziert ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kommen zwei solche Dichtungen 32 zum Einsatz, welche in Axialrichtung 7 zueinander beabstandet sind, wobei die Kanäle 16 der Buchse 14 und die Anschlüsse 15 axial zwischen den Dichtungen 32 angeordnet sind. Somit wird ein Abströmen des Schmiermittels in beiden axialen Richtungen verhindert oder zumindest reduziert. Die Buchse 14 weist dabei an der Buchsen-Außenseite 30 für die jeweilige Dichtung 32 eine radial nach außen offene und ringförmige Außennut 34 auf, in der die Dichtung 32 aufgenommen ist.
  • In Figur 5 ist ein Schnitt durch die Nockenwellen-Anordnung 1 im Bereich einer solchen Dichtung 32 gezeigt.
  • Wie insbesondere Figur 5 entnommen werden kann, ist radial zwischen der jeweiligen Dichtung 32 und der Außenwellen-Innenseite 29 oder der Buchsen-Außenseite 30 ein zugehöriger Gleitring 31 angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel und bevorzugt ist der jeweilige Gleitring 31 radial zwischen der Dichtung 32 und der Außenwellen-Innenseite 29 angeordnet. Mit dem Gleitring erfolgt ein Schutz der zugehörigen Dichtung 32 gegenüber relativen Bewegungen, insbesondere Drehungen, zwischen der Innenwelle 5 und der Außenwelle 4.
    Ein solcher Gleitring 31 ist in Figur 6 separat und isometrisch dargestellt ist. Figur 6 ist zu entnehmen, dass der Gleitring 31 in Umfangsrichtung 37 unterbrochen und somit geschlitzt ausgebildet ist.
  • Die Dichtungen 32 und die Kupplung 21 erlauben es, die Buchse 14 in der Außenwelle 4 radial frei zu positionieren. Somit kann eine Lagerung der Buchse 14 in der Außenwelle 4 entfallen.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der Nockenwellen-Anordnung 1 ist in Figur 7 gezeigt, wobei Figur 7 einen Schnitt durch die Nockenwellen-Anordnung 1 in Axialrichtung 7 und somit einen Längsschnitt zeigt, und wobei der Rotor 12 nicht dargestellt ist. Das in Figur 7 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sind von dem in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der in Figur 7 nicht gezeigte Rotor 12 an einer radial äußeren Außenseite 35 der Außenwelle 4, nachfolgend auch Außenwellen-Außenseite 35 genannt, drehbar gelagert ist. Somit ist auch die Buchse 14 über den Rotor 12 an der Außenwellen-Außenseite 35 drehbar gelagert, sodass eine Lagerung an der Außenwellen-Innenseite 29 entfallen kann. Zur Lagerung des Rotors 12 an der Außenwellen-Außenseite 35 weist die Außenwelle 4 in dem in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel einen axial in den Versteller 10 eindringenden Vorsprung 36 auf, wobei der Rotor 12 an der Außenwellen-Außenseite 35 des Vorsprungs 36 drehbar gelagert ist. Dabei können radial zwischen der Außenwellen-Innenseite 29 und der Buchsen-Außenseite 30 Dichtungen 32, insbesondere Ringdichtungen 33 in den Außennuten 34 aufgenommen sein, um eine entsprechende Abdichtung zu erzielen. Bei dem in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist dargestellt, dass der Stator 11 zur drehfesten Verbindung mit der Außenwelle 4 an der Außenwellen-Außenseite 35 drehfest angebracht, insbesondere aufgeschrumpft, sein kann.
  • Die jeweilige Nockenwellen-Anordnung 1 gleicht über die Kupplung 21 einen axialen und angularen Versatz zwischen der Innenwelle 5 und der Außenwelle 4 aus. Durch die Lagerung des Rotors 12 und der Buchse 14 an der Außenwelle 4 wird zudem ein lateraler Versatz zwischen der Innenwelle 5 und der Außenwelle 4 ausgeglichen. Zudem ist die jeweilige Nockenwellen-Anordnung 1 auf diese Weise kompakt und einfach herstellbar.

Claims (12)

  1. Nockenwellen-Anordnung (1) mit einer verstellbaren Nockenwelle (3) und einem Versteller (10) zum Verstellen der Nockenwelle (3), wobei
    - die Nockenwelle (3) eine Außenwelle (4) und eine in der Außenwelle (4) drehbar angeordnete Innenwelle (5) aufweist, die jeweils mit zumindest einem zugehörigen Nocken (8, 38) drehfest verbunden sind,
    - der Versteller (10) einen drehfest mit der Außenwelle (4) verbundenen Stator (11) und einen Rotor (12) aufweist,
    - der Rotor (12) über eine axial gesteckte Kupplung (21) mit der Innenwelle (5) drehfest verbunden ist, so dass eine Drehung des Rotor (12) relativ zum Stator (11) zu einer relativen Drehung der Innenwelle (5) zur Außenwelle (4) führt,
    - eine Buchse (14) drehfest mit dem Rotor (12) verbunden ist und zur Versorgung der Nockenwellen-Anordnung (1) mit einem Schmiermittel zumindest einen Kanal (16) aufweist, welcher im Betrieb zur Versorgung mit Schmiermittel mit einem an einer Außenhülle des Nockenwellen-Anordnung (1) vorgesehenen Anschluss (15) fluidisch verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Buchse (14) auf ihrer axial der Innenwelle (5) zugewandten Stirnseite (18) eine Form (19) aufweist, die mit einer Gegenform (20) an der Innenwelle (5) die Kupplung (21) bildet.
  2. Nockenwellen-Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kupplung (21) in der Art einer Oldham-Kupplung (22) ausgebildet ist.
  3. Nockenwellen-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Außenwelle (4) die Innenwelle (5) auf der der Buchse (14) zugewandten Seite mit einem Aufnahmeabschnitt (28) axial überragt,
    - dass die Buchse (14) im Aufnahmeabschnitt (28) drehbar angeordnet ist.
  4. Nockenwellen-Anordnung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass radial zwischen einer Außenwellen-Innenseite (29) des Aufnahmeabschnitts (28) und einer Buchsen-Außenseite (30) der Buchse (14) zumindest eine elastische Dichtung (32) angeordnet ist.
  5. Nockenwellen-Anordnung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass radial zwischen der Außenwellen-Innenseite (29) oder der Buchsen-Außenseite (30) und zumindest einer der wenigstens einen Dichtungen (32) ein Gleitring (31) angeordnet ist.
  6. Nockenwellen-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Buchse (14) in der Außenwelle radial frei angeordnet ist.
  7. Nockenwellen-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Rotor (12) über eine radial äußere Außenwellen-Außenseite (35) der Außenwelle (4) drehbar gelagert ist.
  8. Nockenwellen-Anordnung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Außenwelle (4) einen axial abstehenden und in den Versteller (10) eindringenden Vorsprung (36) aufweist,
    - dass der Rotor (12) an der Außenwellen-Außenseite (35) des Vorsprungs (36) drehbar gelagert ist.
  9. Nockenwellen-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass ein Bolzen (24) axial in die Buchse (14) eindringt und die Buchse (14) drehfest mit dem Rotor (12) verbindet,
    - dass der Bolzen (14) einen Bolzen-Hohlraum (27) aufweist, der mit dem Inneren der Buchse (14) fluidisch verbunden ist.
  10. Nockenwellen-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Nockenwellen-Anordnung (1) ein Antriebsrad (9) zum Antreiben der Nockenwelle (3) aufweist, das mit dem Stator (11) einteilig ausgebildet ist.
  11. Nockenwellen-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Buchse (14) einen Buchsen-Hohlraum (17) aufweist, der auf der der Form (19) zugewandten Seite geschlossen ist,
    - dass die Buchse (14) zumindest zwei axial zueinander beabstandete Kanäle (16) aufweist, die jeweils fluidisch mit dem Buchsen-Hohlraum (17) verbunden sind,
    - dass die Kanäle (16) axial zwischen zwei Dichtungen (32) angeordnet sind.
  12. Brennkraftmaschinen-System (2) mit einer Brennkraftmaschine, die zumindest zwei Ventile aufweist, und mit einer Nockenwellen-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Betätigen der Ventile.
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