WO2006024371A1 - Nockenwellenversteller - Google Patents

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WO2006024371A1
WO2006024371A1 PCT/EP2005/008612 EP2005008612W WO2006024371A1 WO 2006024371 A1 WO2006024371 A1 WO 2006024371A1 EP 2005008612 W EP2005008612 W EP 2005008612W WO 2006024371 A1 WO2006024371 A1 WO 2006024371A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coupling half
camshaft adjuster
extension
adjuster according
coupling
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/008612
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Schäfer
Martin Steigerwald
Jonathan Heywood
Original Assignee
Schaeffler Kg
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 Schaeffler Kg filed Critical Schaeffler Kg
Priority to JP2007528674A priority Critical patent/JP4834882B2/ja
Priority to US11/574,435 priority patent/US7650861B2/en
Publication of WO2006024371A1 publication Critical patent/WO2006024371A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—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
    • F01L1/344—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
    • F01L1/352—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 bevel or epicyclic gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—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

Definitions

  • the invention relates to a camshaft adjuster for adjusting the relative angular position of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • DE 102 48 351 A1 discloses a camshaft adjuster for adjusting the relative angular position of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine, in which the adjustment takes place in accordance with a control shaft driven by an actuator.
  • the control shaft is connected via a non-rotatable, releasable coupling in drive connection with ei ⁇ nem adjusting, here designed as a double planetary gear highly translatable three-shaft gear.
  • ei ⁇ nem adjusting here designed as a double planetary gear highly translatable three-shaft gear.
  • Tau ⁇ melidengetriebes or other three-shaft transmission is also conceivable.
  • the control unit can be completely pre-assembled and installed or replaced in a simple manner due to the detachable coupling.
  • couplings are called feather key couplings, profile shaft couplings such as polygonal, toothed, wedge and polygonal shaft couplings.
  • a polymer band or a polymer O-ring can be used, which are intended to bridge a play between individual coupling surfaces. Furthermore, it is ensured, in spite of the clearance-free coupling, that the axial movement of one coupling half of the coupling with respect to the other coupling half of the coupling is made possible, so that thermal expansion of components is not possible 4485-16-WO 2
  • the coupling can be designed as a dog clutch, which has axial claws which mesh with one another, wherein spacings are provided between the claws which are bridged by toothed elements of an elastic, prestressed polymer ring in a rotational-play-free manner.
  • the claw coupling allows due to the elasticity of the polymer tape and the compensation of a small axial offset and also acts to dampen vibration.
  • an inner or outer part of the coupling is formed from an elastic plastic.
  • an existing plastic inner or outer teeth are vulcanized or sprayed directly onto corresponding parts of the toothed shaft coupling or to a correspondingly formed metallic intermediate liner and that the Zwi ⁇ rule rifle with the toothed shaft coupling is preferably connected by press fit ver ⁇ .
  • the invention has for its object to provide a camshaft adjuster, which ensures a good connection of the adjusting to the control shaft, taking into account cost and / or mounting aspects.
  • the transmission of the drive torque between the actuating shaft and the adjusting mechanism via (aus ⁇ finally) takes place a radial extension of a first coupling half of the clutch.
  • the use of such a radial projection initially has the advantage that in the extension of a transmission of the drive torque for a ge compared to the radius of the actuating shaft enlarged lever arm takes place. As a result, smaller transmission forces take effect, which in addition to a lower 4485-16-WO 3
  • a claw coupling with several axial extensions in the form of claws is not used, but only a single radial extension is used.
  • the extension lies in the circumferential direction without play on the second coupling half.
  • the backlash-free configuration of the contact between the first and second coupling halves has particular advantages in the event of a change in direction of the drive movement or the contact force between the first and second coupling halves occurring during operation of the internal combustion engine.
  • the play-free design can not lead to an unwanted change in the relative angular position between the first and second coupling half, which would result in inaccuracies in the adjustment of the desired relative angular position between the camshaft and crankshaft.
  • game-related shock-like claims can be avoided.
  • the radial extension in the radial direction relative to the second coupling half is displaceable.
  • This embodiment has the advantage that with a tolerance-related eccentricity of the first coupling half relative to the second coupling half or the adjusting shaft relative to the Verstellgetrie ⁇ at least the components in the direction of the radial extension can be compensated by the degree of displacement degree.
  • a shift degree of freedom in the radial direction is sufficient, since in this case the eccentricity can be set so that they are compensated by a shift in the radial direction can. 4485-16-WO 4
  • the aforementioned shift degree of freedom can, for example, exist in a sliding movement of the coupling halves against one another.
  • the shift degree of freedom for adhering the coupling halves to one another is made elastic in that the contact area or other areas of the coupling halves are elastic, so that the displacement corresponds to an elastic deformation.
  • the degree of freedom of displacement is further ensured that not a lateral force is exerted on the first and second coupling half, which is dependent on the size of the eccentricity - as is the case for the above-mentioned prior art. Rather, mounting can be carried out for different eccentricities as a result of the degree of freedom of displacement, without (substantial) transverse forces being exerted on the coupling halves.
  • a further improvement of the possibilities of compensation of eccentricities results if the extension is pivotable parallel to a longitudinal axis of the coupling half relative to the second coupling half.
  • eccentricities which do not (exclusively) have a component in the direction of the degree of freedom of displacement.
  • Such eccentricities can be compensated by a Studentsla ⁇ delay of a shift in the direction of the shift degree of freedom and a pivoting.
  • At least one contact surface between extension and second coupling half is formed crowned.
  • spherical contact surfaces have the advantage that improved contact conditions are easier to model, since similar contact surfaces result for a Hertzian contact.
  • a degree of freedom of movement and the above-described swirling can be achieved in a particularly simple manner. 4485-16-WO 5
  • extension is formed separately from the control shaft and is connected via a shaft-hub connection with this.
  • the extension with the associated hub can be made separately from the control shaft.
  • known shaft-hub connections represent reliable and easily produced connections between a drive shaft and an output body, here the extension.
  • the shaft-hub connection includes an interference fit, which has been produced, for example, by a thermal treatment, a bonded connection, such as an adhesive bond or welding, or a positive connection, for example, a feather key or a splined shaft, or a Befest Trents ⁇ medium such as a screw between the extension and the actuating shaft.
  • the extension is produced without cutting, for example by means of sintering, extrusion, extrusion or forming a sheet.
  • an extension corresponding to the mechanical requirements can be produced in a particularly simple manner, wherein, for example, a bent sheet metal part is also advantageous with regard to the component weight.
  • the extension is formed separately from the control shaft and is inserted into a recess of Stell ⁇ shaft.
  • the recess may in this case be provided in the control shaft already during their production or later be introduced by machining or introducing a bore in this, without the actual production of the control shaft is difficult.
  • any materials can be selected and manufacturing processes are used, including those different from those of the control shaft.
  • the extension into the recess can be made a positive and / or frictional connection.
  • substance-compatible connections and / or fastening means are possible.
  • the transmission of the drive torque between the extension and the sau ⁇ ten coupling half takes place for example via an axial projection of the second coupling half, on which the radial extension for power transmission in the circumferential direction is applied.
  • the invention proposes that the extension is received in the circumferential direction without play in a radial recess of the second coupling half.
  • Such a radial recess from the second coupling half can be manufactured in a particularly simple manner, whereby under certain circumstances the axial length of the second coupling half can be reduced with respect to the embodiment with an axial projection
  • the radial recess in the cross section of the second coupling half is formed approximately ⁇ -shaped.
  • the second coupling half lies in the narrowest region of the ⁇ -shaped recess on the extension, essentially independent of any pivoting.
  • the extension of the ⁇ -shaped recess serves to allow displacements and pivoting of the extension relative to the second coupling half in eccentric mounting.
  • the recess is designed as an axial groove of a second coupling half formed as a hollow shaft.
  • the second coupling half can directly represent a transmission element of the variable-speed transmission.
  • Such a recess can be produced in a particularly simple manner, whereby assembly can also be simplified by such a groove, since for this purpose only the first coupling half with the extension is to be inserted into the axial groove.
  • the first coupling half is axially opposite the extension. 4485-16-WO 7
  • the axial displacement degree of freedom has the advantage that displacements of the extension relative to the second coupling half due to thermal expansion of the actuating shaft or the actuator or other components of the camshaft adjuster can be done without axial forces in the coupling halves, the adjusting and / or the adjusting unit are introduced, which would represent additional loads, insbesonde ⁇ re for storage.
  • the elastic elements mentioned in DE 102 48 351 A1 elastic means such as metal springs or a polymer tape can be used for the elastic element.
  • the elastic element can furthermore also provide an axial elastic connection. It is also possible that the extension itself or a pin forming the extension has its own elasticity so that it itself forms the elastic element.
  • an elastic element Preferably finds as an elastic element, an elastomeric body, a Thermo ⁇ plastic or a thermoset insert, which is vulcanized to a component of the coupling, such as the extension, the pin and / or the second coupling half.
  • a composite body is an optimized component in terms of manufacturing requirements and mechanical properties. 4485-16-WO 8
  • the first coupling half and thus the extension are rotatably connected to the control shaft.
  • Figure 1 shows a camshaft adjuster with an actuating shaft and a Ver ⁇ stellgetriebe, which are interconnected by a coupling (prior art);
  • Figure 2 shows a coupling with a first coupling half and a second coupling half in longitudinal section
  • Figure 3 shows the coupling of Figure 2 in front view.
  • FIG. 4 shows a first coupling half of the coupling according to FIG. 2 in longitudinal section; 4485-16-WO 9
  • Figure 5 shows the first coupling half of Figure 4 in front view.
  • Figure 6 shows a further embodiment of the invention of the first coupling half in longitudinal section
  • FIG. 7 shows the first coupling half according to FIG. 6 in a front view
  • FIG. 8 shows a second coupling half of the coupling according to FIG. 2 in longitudinal section
  • FIG. 9 shows the second coupling half according to FIG. 8 in front view
  • FIG. 10 shows a further embodiment according to the invention of a coupling in longitudinal section
  • Figure 11 shows the coupling of Figure 10 in front view.
  • FIG. 12 shows the coupling according to FIGS. 10 and 11 in plan view
  • FIG. 13 shows the coupling according to FIGS. 10 to 12 for an eccentric arrangement of the actuating shaft relative to the adjusting mechanism
  • FIG. 14 shows a detail XIV-XIV according to FIG. 13.
  • an electric camshaft adjuster 1 is shown with an adjusting gear 2 and an electric actuator 3, for example, which are formed as separate units and detachably connected by a coupling 18. 4485-16-WO 10
  • the adjusting 2 is a three-shaft gear, which has a high gear ratio (ratio range of 1: 30 to 1: 250) and high efficiency as an eccentric gear.
  • the adjusting gear 2 has a Antriebs ⁇ and an output shaft and a Verstellgetriebewelle 9.
  • the drive shaft is formed with a sprocket 5 and is connected to a not shown Kur ⁇ belwelle via a chain, also not shown in a rotationally fixed connection.
  • the output shaft is designed as a terminal wall 6, the screw by means of a Spann ⁇ 7 rotatably connected to a camshaft 8.
  • the adjusting gear 9 is designed as an eccentric shaft, which, according to the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the electric control unit 3 has a stator 15, which is fastened to the cylinder head 16 and a permanent magnet rotor 17 which rotates with the control shaft 10 (cf., for further details, also DE 102 48 351 A1).
  • the longitudinal axis of the variable or the actuator is denoted by the axis X-X. Radial refers to a direction transverse to the longitudinal axis.
  • any other known type of camshaft adjuster can be used, in which a transmission of a drive movement of a control shaft 10 via a clutch 18 to an adjustment gear shaft 9 er ⁇ must follow, for example, a camshaft adjuster with a Taumel ⁇ disc gear.
  • a coupling 18 according to the invention is shown in longitudinal section or in a front view.
  • a first coupling half 19 is rotatably connected to the actuating shaft 10.
  • the first coupling half 19 is designed as a sheet metal bent part or as a (die) forging part.
  • the first coupling half 19 4485-16-WO 11
  • the first coupling half 19 has a bore 20, in the region of which the first coupling half 19 is connected to the steep shaft 10. Furthermore, the first coupling half has a radial extension 21, which forms a kind of finger or a cam.
  • the first coupling half 19 is formed in the longitudinal half-section U-shaped respectively with a base leg 22 and two side legs 23, 24, wherein the distance of the side legs 23, 24 in the region of the radial extension is maximum (12 o'clock position in Fig. 3rd ) and in the circumferential direction to the opposite side (6 o'clock position in Fig. 3) decreases continuously. Radial inside the side leg 24 limits the bore 20th
  • the second coupling half 25 has a half-longitudinal U-shaped, around the axis XX with variable distance and with different radia ⁇ len extensions encircling metal body 26 with a base leg 27 and two parallel side legs 28, 29. On the radially inner side leg 29 is on both sides elastic element 30 attached, in particular an elastomeric body vulcanized.
  • the second coupling half 25 clamped between the elastic member 30 and the radially outer side leg 28, a tubular end of the Verstellgetriebewelle 9, so that the second coupling half 25 and the Verstellgetriebewelle 9 are rotatably connected to each other.
  • the second coupling half 25 has a radial recess 39 with an essentially ⁇ -shaped inner contour 33.
  • the contact surfaces 31, 32 are formed, while in FIG the region of expansion of the ⁇ -shaped inner contour 33 between the second coupling half 25 and the radial extension 21, a gap 40 is formed both in the radial direction and in the circumferential direction.
  • the second coupling half 25 is convex or convex in the view shown in FIG. 3, while the radial extension 21 is flat in the corresponding region 4485-16-WO 12
  • FIGS. 4 and 5 show the first coupling half 19, which is formed separately from the adjusting shaft 10.
  • FIGS. 6 and 7 show an alternative embodiment of the first half Kupplungs ⁇ 19, wherein this has an unchanged outer contour, but is not formed with a U-shaped semi-longitudinal section, but rather of a solid material.
  • FIGS. 8 and 9 show the second coupling half formed separately from the adjusting gear shaft 9.
  • FIG. 10 to 14 An alternative embodiment of the invention is shown in Figs. 10 to 14.
  • the actuating shaft 10 accordingly has in the Verstellgetriebewel ⁇ le 9 end region facing a transverse bore 34 in which a pin 35 is fixed.
  • the adjusting gear shaft 9 designed as a hollow shaft has in the end region facing the actuating shaft 10 an outwardly open groove 36 oriented parallel to the longitudinal axis XX, through which the pin 35 passes radially, in which the pin 35 moves in the direction of the longitudinal axis XX ⁇ is pushing and the side surfaces 37, 38 rest free of play in the circumferential direction of the pin 35.
  • the pin 35 projects out of the setting shaft 10 only so far that the pin 35 does not come into contact with the adjusting gear shaft 9 here.
  • the side surfaces 37, 38 of the groove 36 are formed in the cross-section shown in FIG. 11 convex or convex.
  • Fig. 13 and 14 the coupling 18 is shown for the case that adjusting shaft 10 and Verstellgetriebewelle 9 have an eccentricity 41.
  • Such an eccentricity 41 can be compensated for with an unchanged position of the adjusting gear shaft 9 and slight rotation of the actuating shaft 10, characterized in that the pin 35 rolls on the convex side surfaces 37, 38 of the groove 36, wherein also 4485-16-WO 13
  • the eccentricity 41 is shown in the case that it is oriented transversely to the degree of displacement, which is predetermined by the convex side surfaces 37, 38 for the pin 35. In this case, the eccentricity is substantially compensated by a pivoting of the pin 35 relative to the second coupling half 25 (rolling movement on the convex side surfaces 37, 38).
  • the first coupling half 19 is preferably a steel part. Alternatively, other materials such. As aluminum, brass, sintered steel o. ⁇ . Come used.
  • the second coupling half 25 is vor ⁇ preferably formed with an elastomeric composite part, which may consist of a steel, aluminum or brass carrier and a vulcanized elastomer, thermoplastic or thermosetting plastic and is pressed onto the Verstellgetriebewelle 9 or pressed into it. Alternatively, it is also possible that the elastomeric body is vulcanized directly onto the adjusting gear shaft 9 without additional carrier part.
  • first coupling half 19 with the extension 21 rotatably connected to the Verstellgetrie ⁇ 9 is connected, while the second coupling half 25 rotatably connected to the control shaft 10. It is likewise conceivable that, alternatively or in addition to the elastic element assigned to the second coupling half 25, an elastic element is assigned to the extension 21. 4485-16-WO 14
  • a combination of a radial extension 21 according to FIGS. 4, 6 with a groove 36 or a pin 35 with an ⁇ -shaped recess 39 is also possible.
  • the groove 36 and / or the pin 35 may also be provided in the region of a contact surface with an elastic member 30.
  • the ⁇ -shaped recess 39 on the electric motor shaft and the pin 35, or the first coupling half 19 is formed on the Ge transmission input side.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller zum Verstellen der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine nach Massgabe einer von einem Stellaggregat angetriebenen Stellwelle, die unter Zwischenschaltung einer Kupplung in Antriebsverbindung mit einem Verstellgetriebe steht. Erfindungsgemäss erfolgt in der Kupplung die Übertragung des Antriebsmomentes über einen radialen Fortsatz (21) einer ersten Kupplungshälfte (19), der in Umfangsrichtung spielfrei an einer zweiten Kupplungshälfte (25) anliegt und in Richtung der Achse Y-Y gegenüber der zweiten Kupplungshälfte (25) verschieblich ist. Hierdurch wird ein Ausgleich von Exzentrizitäten zwischen einer Stellwelle des Stellaggregates und dem Verstellgetriebe ermöglicht.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Nockenwellenversteller
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller zum Verstellen der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraft¬ maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hintergrund der Erfindung
In der DE 102 48 351 A1 ist ein Nockenwellenversteller zum Verstellen der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine offenbart, bei welchem die Verstellung nach Maßgabe einer von einem Stellaggregat angetriebenen Stellwelle erfolgt. Die Stellwelle steht über eine drehspielfreie, lösbare Kupplung in Antriebsverbindung mit ei¬ nem Verstellgetriebe, hier ein als Doppelplanetengetriebe ausgebildetes hoch übersetzendes Dreiwellengetriebe. Ebenso denkbar ist der Einsatz eines Tau¬ melscheibengetriebes oder anderer Dreiwellengetriebe. Durch die getrennte Ausbildung des Stellaggregates einerseits und des Verstellgetriebes anderer¬ seits kann das Stellaggregat komplett vormontiert und aufgrund der lösbaren Kupplung auf einfache Weise eingebaut bzw. ausgewechselt werden. Als mög¬ liche Kupplungen werden Passfederkupplungen, Profilwellenkupplungen wie Polygon-, Zahn-, Keil- und Mehrkant-Wellenkupplungen genannt. Als ein et¬ waiges Drehspiel vermeidende Mittel können vorgespannte Metall- oder Kunst¬ stofffedern, ein Polymerband oder ein Polymer-O-Ring eingesetzt werden, die ein Spiel zwischen einzelnen Kupplungsflächen überbrücken sollen. Weiterhin ist trotz der spielfreien Kupplung dafür gesorgt, dass die Axialbewegung einer Kupplungshälfte der Kupplung gegenüber der anderen Kupplungshälfte der Kupplung ermöglicht ist, so dass eine Wärmeausdehnung von Bauteilen nicht 4485-16-WO 2
behindert wird. Die Kupplung kann als Klauenkupplung ausgebildet sein, wel¬ che axiale Klauen aufweist, die ineinandergreifen, wobei zwischen den Klauen Abstände vorgesehen sind, die durch Zahnelemente eines elastischen, vorge¬ spannten Polymerkranzes drehspielfrei überbrückt sind. Die Klauenkupplung ermöglicht aufgrund der Elastizität des Polymerbandes auch den Ausgleich eines geringen Achsversatzes und wirkt zusätzlich schwingungsdämpfend. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein Innen- oder Außenteil der Kupplung aus einem elastischen Kunststoff gebildet ist. Für eine rationelle Fertigung und für eine kompakte Bauweise wird darüber hinaus angeregt, dass eine aus Kunststoff bestehende Innen- oder Außenverzahnung direkt auf entsprechende Teile der Zahnwellenkupplung oder auf eine entsprechend ausgebildete metal¬ lische Zwischenbüchse aufvulkanisiert bzw. aufgespritzt sind und dass die Zwi¬ schenbüchse mit der Zahnwellenkupplung vorzugsweise durch Presssitz ver¬ bunden ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nockenwellenversteller zu schaffen, der unter Berücksichtigung von Kosten- und/oder Montageaspekten eine gute Anbindung des Verstellgetriebes an die Stellwelle gewährleistet.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Nockenwellenversteller erfolgt die Übertragung des Antriebsmomentes zwischen Stellwelle und Verstellgetriebe über (aus¬ schließlich) einen radialen Fortsatz einer ersten Kupplungshälfte der Kupplung. Die Nutzung eines derartigen radialen Fortsatzes hat zunächst den Vorteil, dass bei dem Fortsatz eine Übertragung des Antriebsmomentes für einen ge¬ genüber dem Radius der Stellwelle vergrößerten Hebelarm erfolgt. Hierdurch werden kleinere Übertragungskräfte wirksam, was neben einer geringeren Be- 4485-16-WO 3
anspruchung der beteiligten Bauteile verringerte Reibkräfte im Kontakt zwi¬ schen der ersten Kupplungshälfte und einer zugeordneten zweiten Kupplungs¬ hälfte zur Folge hat. Hierdurch können relative Bewegungen der ersten Kupp¬ lungshälfte gegenüber der zweiten Kupplungshälfte innerhalb einer Ebene quer zur Kontaktkraft vereinfacht werden, was beispielsweise einem Ausgleich ther¬ mischer Ausdehnungen dienlich sein kann.
Abweichend zum Stand der Technik ist nicht eine Klauenkupplung mit mehre¬ ren axialen Fortsätzen in Form von Klauen genutzt, sondern es findet lediglich ein einziger radialer Fortsatz Einsatz. Der Fortsatz liegt in Umfangsrichtung spielfrei an der zweiten Kupplungshälfte an. Die spielfreie Gestaltung des Kon¬ taktes zwischen erster und zweiter Kupplungshälfte hat insbesondere Vorteile bei einem während des Betriebes der Brennkraftmaschine auftretenden Rich¬ tungswechsels der Antriebsbewegung oder der Kontaktkraft zwischen erster und zweiter Kupplungshälfte. Durch die spielfreie Ausbildung kann es nicht zu einer ungewollten Veränderung der relativen Winkellage zwischen erster und zweiter Kupplungshälfte kommen, was Ungenauigkeiten hinsichtlich der Ein¬ stellung der gewollten relativen Winkellage zwischen Nockenwelle und Kurbel¬ welle zur Folge hätte. Darüber können spielbedingte stoßartige Beanspru¬ chungen vermieden werden.
Weiterhin ist der radiale Fortsatz in radialer Richtung gegenüber der zweiten Kupplungshälfte verschieblich. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei einer toleranzbedingten Exzentrizität der ersten Kupplungshälfte gegenüber der zweiten Kupplungshälfte bzw. der Stellwelle gegenüber dem Verstellgetrie¬ be zumindest die Komponenten in Richtung des radialen Fortsatzes durch den Verschiebe-Freiheitsgrad ausgeglichen werden können. Für den Fall, dass zumindest eine Kupplungshälfte in mehreren Winkellagen gegenüber den zu¬ geordneten Bauteilen montiert werden kann, reicht ein Verschiebefreiheitsgrad in radialer Richtung aus, da in diesem Fall die Exzentrizität so gelegt werden kann, dass diese durch eine Verschiebung in radialer Richtung ausgeglichen werden kann. 4485-16-WO 4
Der vorgenannte Verschiebe-Freiheitsgrad kann beispielsweise in einer glei¬ tenden Bewegung der Kupplungshälften gegeneinander bestehen. Alternativ ist es möglich, dass der Verschiebe-Freiheitsgrad für ein Haften der Kupplungs¬ hälften aneinander bereitgestellt wird, indem der Kontaktbereich oder andere Bereiche der Kupplungshälften elastisch ausgebildet sind, so dass die Ver¬ schiebung einer elastischen Verformung entspricht.
Durch den Verschiebe-Freiheitsgrad ist des weiteren gewährleistet, dass nicht eine Querkraft auf die erste und zweite Kupplungshälfte ausgeübt wird, die von der Größe der Exzentrizität abhängig ist - wie dieses für den oben genannten Stand der Technik der Fall ist. Vielmehr kann für unterschiedliche Exzentrizitä¬ ten in Folge des Verschiebe- Freiheitsgrades eine Montage erfolgen, ohne dass (wesentliche) Querkräfte auf die Kupplungshälften ausgeübt werden.
Eine weitere Verbesserung der Möglichkeiten eines Ausgleiches von Exzentri¬ zitäten ergibt sich, wenn der Fortsatz gegenüber der zweiten Kupplungshälfte parallel zu einer Längsachse der Kupplungshälfte verschwenkbar ist. In diesem Fall ist es erfindungsgemäß auch ermöglicht, Exzentrizitäten auszugleichen, welche nicht (ausschließlich) eine Komponente in Richtung des Verschiebe- Freiheitsgrades besitzen. Derartige Exzentrizitäten können durch eine Überla¬ gerung einer Verschiebung in Richtung des Verschiebe-Freiheitsgrades und einer Verschwenkung ausgeglichen werden. Auch für diese Ausgestaltung kön¬ nen die auf die Kupplungshälften und damit etwaige Lagerungen, beispielswei¬ se des Verstellgetriebes und/oder des Stellaggregates, wirkenden Querkräfte verringert werden.
Vorzugsweise ist zumindest eine Kontaktfläche zwischen Fortsatz und zweiter Kupplungshälfte ballig ausgebildet. Ballige Kontaktflächen haben einerseits den Vorteil, dass sich verbesserte und leichter zu modellierende Kontaktbedin¬ gungen ergeben, da sich einem Hertzschen Kontakt ähnliche Kontaktflächen ergeben. Andererseits kann durch eine ballige Ausbildung auf besonders ein¬ fache Weise ein Verschiebe-Freiheitsgrad und die zuvor erläuterte Verschwen- 4485-16-WO 5
kung um eine parallel zu einer Längsachse der Kupplungshälfte orientierte Längsachse gewährleistet werden.
Eine besonders einfache Fertigung ergibt sich, wenn der Fortsatz separat von der Stellwelle ausgebildet ist und über eine Welle-Nabe-Verbindung mit dieser verbunden ist. In diesem Fall kann der Fortsatz mit der zugeordneten Nabe separat von der Stellwelle gefertigt werden. Weiterhin stellen die bekannten Welle-Nabe-Verbindungen zuverlässige und einfach herzustellende Verbin¬ dungen zwischen einer Antriebswelle und einem Abtriebskörper, hier der Fort¬ satz, dar.
Für einen besonderen Nockenwellenversteller beinhaltet die Welle-Nabe- Verbindung eine Presspassung, die beispielsweise mit einer thermischen Be¬ handlung hergestellt worden ist, eine stoffschlüssige Verbindung wie eine Ver¬ klebung oder Verschweißung oder eine formschlüssige Verbindung, beispiels¬ weise eine Passfeder oder eine Keilwellenverzahnung, oder ein Befestigungs¬ mittel wie beispielsweise eine Verschraubung zwischen Fortsatz und Stellwelle.
In einem besonders Material sparenden, kostengünstigen Verfahren ist der Fortsatz spanlos hergestellt, beispielsweise mittels Sintern, Fließpressen, Strangpressen oder Umformung eines Bleches. Hierdurch kann ein den me¬ chanischen Anforderungen entsprechender Fortsatz auf besonders einfache Weise hergestellt werden, wobei beispielsweise ein Blechbiegeteil auch hin¬ sichtlich des Bauteil gewichtes vorteilhaft ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Fortsatz separat von der Stellwelle ausgebildet ist und in eine Ausnehmung der Stell¬ welle eingesetzt ist. Die Ausnehmung kann hierbei in der Stellwelle schon bei deren Fertigung vorgesehen sein oder später durch spanende Bearbeitung oder Einbringen einer Bohrung in diese eingebracht werden, ohne dass die eigentliche Fertigung der Stellwelle erschwert wird. Für den Fortsatz können beliebige Materialien gewählt und Herstellungsverfahren eingesetzt werden, also auch solche abweichend zu denen der Stellwelle. Durch das Einsetzen 4485-16-WO 6
des Fortsatzes in die Ausnehmung kann eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung hergestellt werden. Alternativ oder zusätzlich sind Stoff schlüssige Verbindungen und/oder Befestigungsmittel möglich.
Die Übertragung des Antriebsmomentes zwischen dem Fortsatz und der zwei¬ ten Kupplungshälfte erfolgt beispielsweise über einen axialen Vorsprung der zweiten Kupplungshälfte, an dem der radiale Fortsatz zur Kraftübertragung in Umfangsrichtung anliegt. Alternativ schlägt die Erfindung vor, dass der Fortsatz in Umfangsrichtung spielfrei in einer radialen Ausnehmung der zweiten Kupp¬ lungshälfte Aufnahme findet. Eine derartige radiale Ausnehmung aus der zwei¬ ten Kupplungshälfte kann auf besonders einfache Weise gefertigt werden, wo¬ bei unter Umständen die axiale Baulänge der zweiten Kupplungshälfte gegen¬ über der Ausführungsform mit einem axialen Vorsprung verringert werden kann
Für einen besonderen Nockenwellenversteller entsprechend der Erfindung ist die radiale Ausnehmung im Querschnitt der zweiten Kupplungshälfte ungefähr Ω-förmig ausgebildet. Hierbei liegt die zweite Kupplungshälfte im engsten Be¬ reich der Ω-förmigen Ausnehmung an dem Fortsatz - im Wesentlichen unab¬ hängig von einer etwaigen Verschwenkung - an. Die Erweiterung der Ω- förmigen Ausnehmung dient dazu, Verschiebungen und Verschwenkungen des Fortsatzes gegenüber der zweiten Kupplungshälfte bei exzentrischer Montage zu ermöglichen.
Vorzugsweise ist die Ausnehmung als eine axiale Nut einer als Hohlwelle aus¬ gebildeten zweiten Kupplungshälfte gestaltet. Hierbei kann die zweite Kupp¬ lungshälfte unmittelbar ein Getriebeelement des Verstellgetriebes darstellen. Eine derartige Ausnehmung ist auf besonders einfache Weise herstellbar, wo¬ bei auch eine Montage durch eine derartige Nut vereinfacht werden kann, da hierzu lediglich die erste Kupplungshälfte mit dem Fortsatz in die axiale Nut einzusetzen ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Nocken- wellenverstellers ist die erste Kupplungshälfte mit dem Fortsatz axial gegen- 4485-16-WO 7
über der zweiten Kupplungshälfte verschieblich. Hierbei kann über die gesamte axiale Verschieblichkeit eine Spielfreiheit vorgesehen sein oder aber lediglich in einem Teilbereich der axialen Verschieblichkeit. Ein derartiger axialer Ver- schiebe-Freiheitsgrad ist einerseits vorteilhaft für eine Montage, da in dem Fall, dass die Lage der ersten und zweiten Kupplungshälfte noch nicht festgelegt ist, bereits eine Verbindung zwischen Fortsatz und zweiter Kupplungshälfte herge¬ stellt werden kann und gleichermaßen eine axiale Verschiebung zwischen ers¬ ter Kupplungshälfte und zweiter Kupplungshälfte noch möglich ist. Für montier¬ te Kupplungshälften hat der axiale Verschiebe-Freiheitsgrad den Vorteil, dass Verschiebungen des Fortsatzes gegenüber der zweiten Kupplungshälfte in Folge von Wärmeausdehnungen der Stellwelle oder des Stellaggregates oder von anderen Bauteilen des Nockenwellenverstellers erfolgen können, ohne dass Axialkräfte in die Kupplungshälften, das Verstellgetriebe und/oder das Stellaggregat eingeleitet werden, welche zusätzliche Belastungen, insbesonde¬ re für Lager, darstellen würden.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung erfolgt der Kraftfluss zwischen Fortsatz und zweiter Kupplungsfläche über ein in Umfangsrichtung elastisches Element. Hierbei können für das elastische Element die in der DE 102 48 351 A1 genannten elastischen Mitteln wie beispielsweise Metallfedern oder ein Polymerband zum Einsatz kommen. In diesem Fall ist unter spielfreiem Anlie¬ gen des radialen Fortsatzes an der zweiten Kupplungshälfte ein Spiel unter¬ halb von 0,6° zu verstehen, welches sich durch das elastische Element ergibt. Neben einer Elastizität in Umfangsrichtung kann das elastische Element wei¬ terhin auch für eine axiale elastische Anbindung sorgen. Es ist ebenfalls mög¬ lich, dass der Fortsatz selber oder ein den Fortsatz bildender Stift eine eigene Elastizität aufweisen, so dass diese selbst das elastische Element bilden.
Vorzugsweise findet als elastisches Element ein Elastomerkörper, ein Thermo¬ plast oder ein Duroplast Einsatz, welcher an ein Bauteil der Kupplung wie den Fortsatz, den Stift und/oder die zweite Kupplungshälfte anvulkanisiert ist. Ein derartiger Verbundkörper stellt hinsichtlich der Fertigungsanforderungen und der mechanischen Eigenschaften ein optimiertes Bauteil dar. 4485-16-WO 8
Ein verbessertes dynamisches Verhalten des Nockenwellenverstellers und eine Verringerung von Lageranforderungen ergeben sich, wenn die den Fortsatz aufweisende Kupplungshälfte ein Massenausgleichselement aufweist. Mittels des Massenausgleichselementes erfolgt eine Kompensation einer Unwucht, die in Folge des Fortsatzes entstehen könnte. Bei einer nicht ausgeglichenen Un¬ wucht würden rotierende Massekräfte entstehen, welche zu Schwingungsanre¬ gungen und erhöhten Belastungen der Lager führen könnten.
Entsprechend einer Variante der Erfindung sind die erste Kupplungshälfte und damit der Fortsatz drehfest mit der Stellwelle verbunden.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Be¬ schreibung und den Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfin¬ dung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1 einen Nockenwellenversteller mit einer Stellwelle und einem Ver¬ stellgetriebe, die durch eine Kupplung miteinander verbunden sind (Stand der Technik);
Figur 2 eine Kupplung mit einer ersten Kupplungshälfte und einer zweiten Kupplungshälfte im Längsschnitt;
Figur 3 die Kupplung gemäß Fig. 2 in Vorderansicht;
Figur 4 eine erste Kupplungshälfte der Kupplung gemäß Fig. 2 im Längs¬ schnitt; 4485-16-WO 9
Figur 5 die erste Kupplungshälfte gemäß Fig. 4 in Vorderansicht;
Figur 6 eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungsform der ersten Kupplungshälfte im Längsschnitt;
Figur 7 die erste Kupplungshälfte gemäß Fig. 6 in Vorderansicht;
Figur 8 eine zweite Kupplungshälfte der Kupplung gemäß Fig. 2 im Längsschnitt;
Figur 9 die zweite Kupplungshälfte gemäß Fig. 8 in Vorderansicht;
Figur 10 eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungsform einer Kupp¬ lung im Längsschnitt;
Figur 11 die Kupplung gemäß Fig. 10 in Vorderansicht;
Figur 12 die Kupplung gemäß Fig. 10 und 11 in Draufsicht;
Figur 13 die Kupplung gemäß Fig. 10 bis 12 für eine exzentrische Anord¬ nung der Stellwelle gegenüber dem Verstellgetriebe;
Figur 14 ein Detail XIV-XIV gemäß Fig. 13.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In Fig. 1 ist beispielhaft ein elektrischer Nockenwellenversteller 1 mit einem Verstellgetriebe 2 und einem elektrischen Stellaggregat 3 dargestellt, die als getrennte Einheiten ausgebildet und durch eine Kupplung 18 lösbar verbunden sind. 4485-16-WO 10
Das Verstellgetriebe 2 ist ein Dreiwellengetriebe, welches als Exzentergetriebe eine hohe Übersetzung (Übersetzungsbereich von 1 :30 bis 1 :250) und einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Das Verstellgetriebe 2 besitzt eine Antriebs¬ und eine Abtriebswelle sowie eine Verstellgetriebewelle 9. Die Antriebswelle ist mit einem Kettenrad 5 ausgebildet und steht mit einer nicht dargestellten Kur¬ belwelle über eine ebenfalls nicht dargestellte Kette in drehfester Verbindung. Die Abtriebswelle ist als Abschlusswand 6 ausgeführt, die mittels einer Spann¬ schraube 7 drehfest mit einer Nockenwelle 8 verbunden ist. Die Verstellgetrie¬ bewelle 9 ist als Exzenterwelle ausgebildet, die gemäß dem in Fig. 1 darge¬ stellten Ausführungsbeispiel über die als Zweikantwellenkupplung 4 ausgebil¬ dete Kupplung 18 mit einer Stellwelle 10 praktisch drehspielfrei, jedoch axial verschiebbar verbunden ist. Die Verstellgetriebewelle 9 dient zum Antrieb zweier Stirnräder 11 , 12, die mit einer Innenverzahnung 13 des Kettenrades 5 kämmen und das Verstellmoment über Stifte 14 und über die Abschlusswand 6 auf die Nockenwelle 8 übertragen. Das elektrische Stellaggregat 3 besitzt ei¬ nen Stator 15, der am Zylinderkopf 16 befestigt ist und einen Dauermagnetrotor 17, der sich mit der Stellwelle 10 dreht (vgl. hinsichtlich weiterer Details auch DE 102 48 351 A1). Im Folgenden wird die Längsachse des Verstellgetriebes bzw. des Stellaggregates mit der Achse X-X bezeichnet. Radial bezeichnet eine Richtung quer zur Längsachse.
Abweichend zu der in Fig. 1 dargestellten Bauart des Nockenwellenverstellers 1 kann jeder beliebige andere bekannte Bautyp eines Nockenwellenverstellers eingesetzt werden, bei welchem eine Übertragung einer Antriebsbewegung von einer Stellwelle 10 über eine Kupplung 18 zu einer Verstell getriebewelle 9 er¬ folgen muss, beispielsweise ein Nockenwellenversteller mit einem Taumel¬ scheibengetriebe.
Gemäß den Fig. 2 bzw. 3 ist eine erfindungsgemäße Kupplung 18 im Längs¬ schnitt bzw. in einer Vorderansicht dargestellt. Eine erste Kupplungshälfte 19 ist drehfest mit der Stellwelle 10 verbunden. Für das in den Fig. 2 und 3 darge¬ stellte Ausführungsbeispiel ist die erste Kupplungshälfte 19 als Blech-Biegeteil oder als (Gesenk-) Schmiedeteil ausgebildet. Die erste Kupplungshälfte 19 4485-16-WO 11
besitzt eine Bohrung 20, im Bereich derer die erste Kupplungshälfte 19 an die Steilwelle 10 angebunden ist. Weiterhin besitzt die erste Kupplungshälfte einen radialen Fortsatz 21 , welcher eine Art Finger oder einen Nocken bildet. Die erste Kupplungshälfte 19 ist im Halblängsschnitt jeweils U-förmig ausgebildet mit einem Grundschenkel 22 und zwei Seitenschenkeln 23, 24, wobei der Ab¬ stand der Seitenschenkel 23, 24 im Bereich des radialen Fortsatzes maximal ist (12-Uhr-Stellung in Fig. 3) und in Umfangsrichtung zur gegenüberliegenden Seite (6-Uhr-Stellung in Fig. 3) kontinuierlich abnimmt. Radial innenliegend begrenzt der Seitenschenkel 24 die Bohrung 20.
Die zweite Kupplungshälfte 25 besitzt einen im Halblängsschnitt U-förmigen, um die Achse X-X mit veränderlichem Abstand und mit unterschiedlichen radia¬ len Erstreckungen umlaufenden Metallkörper 26 mit einem Grundschenkel 27 und zwei parallelen Seitenschenkeln 28, 29. An dem radial innenliegenden Seitenschenkel 29 ist beidseitig ein elastisches Element 30 angebracht, insbe¬ sondere ein Elastomerkörper anvulkanisiert. Die zweite Kupplungshälfte 25 klemmt zwischen dem elastischen Element 30 und dem radial außenliegenden Seitenschenkel 28 ein rohrförmiges Ende der Verstellgetriebewelle 9 ein, so dass die zweite Kupplungshälfte 25 und die Verstellgetriebewelle 9 drehfest miteinander verbunden sind. In dem radial außenliegenden Endbereich des radialen Fortsatzes 21 liegt dieser im Bereich von Kontaktflächen 31 , 32 in beide Umfangsrichtungen spielfrei, insbesondere unter Vorspannung des elas¬ tischen Elementes 30, an dem elastischen Element 30 und damit an der zwei¬ ten Kupplungshälfte 25 an. Hierzu besitzt die zweite Kupplungshälfte 25 in der in Fig. 3 dargestellten Ansicht eine radiale Ausnehmung 39 mit im Wesentli¬ chen Ω-förmiger Innenkontur 33. Im engsten Bereich der Ω-förmigen Innenkon¬ tur 33 werden die Kontaktflächen 31 , 32 gebildet, während in dem Bereich der Erweiterung der Ω-förmigen Innenkontur 33 zwischen zweiter Kupplungshälfte 25 und radialem Fortsatz 21 ein Spalt 40 sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung gebildet ist. Im Bereich der Kontaktflächen 31 , 32 bzw. des engsten Bereiches der Ω-förmigen Innenkontur 33 ist die zweite Kupplungs¬ hälfte 25 in der in Fig. 3 dargestellten Ansicht ballig bzw. konvex ausgebildet, während der radiale Fortsatz 21 in dem korrespondierenden Bereich eben oder 4485-16-WO 12
konkav mit einer kleineren Krümmung als die balligen Bereiche der zweiten Kupplungshälfte 25 ausgebildet ist.
Fig. 4 und 5 zeigen die separat von der Stellwelle 10 ausgebildete erste Kupp¬ lungshälfte 19.
Fig. 6 und 7 zeigen eine alternative Ausgestaltungsform der ersten Kupplungs¬ hälfte 19, wobei diese eine unveränderte Außenkontur aufweist, aber nicht mit einem U-förmigen Halblängsschnitt gebildet ist, sondern vielmehr aus einem Vollmaterial.
Fig. 8 und 9 zeigen die separat von der Stellgetriebewelle 9 ausgebildete zwei¬ te Kupplungshälfte.
Eine alternative Ausgestaltungsform der Erfindung ist in den Fig. 10 bis 14 dargestellt. Die Stellwelle 10 besitzt demgemäß in dem der Verstellgetriebewel¬ le 9 zugewandten Endbereich eine Querbohrung 34, in welcher fest ein Stift 35 aufgenommen ist. Die als Hohlwelle ausgebildete Verstellgetriebewelle 9 be¬ sitzt in dem der Stellwelle 10 zugewandten Endbereich eine nach außen offe¬ ne, parallel zur Längsachse X-X orientierte Nut 36, durch die der Stift 35 radial hindurchtritt, in welcher der Stift 35 in Richtung der Längsachse X-X ver¬ schieblich ist und deren Seitenflächen 37, 38 spielfrei in Umfangsrichtung an dem Stift 35 anliegen. Auf der der Nut 36 abgewandten Seite ragt der Stift 35 nur so weit aus der Stellwelle 10 heraus, dass der Stift 35 hier nicht in Berüh¬ rung mit der Verstellgetriebewelle 9 kommt. Die Seitenflächen 37, 38 der Nut 36 sind in dem in Fig. 11 dargestellten Querschnitt ballig bzw. konvex ausge¬ bildet.
In Fig. 13 und 14 ist die Kupplung 18 dargestellt für den Fall, dass Stellwelle 10 und Verstellgetriebewelle 9 eine Exzentrizität 41 aufweisen. Eine derartige Ex¬ zentrizität 41 kann bei unveränderter Lage der Verstell getriebewelle 9 und leichter Verdrehung der Stellwelle 10 dadurch ausgeglichen werden, dass der Stift 35 an den balligen Seitenflächen 37, 38 der Nut 36 abwälzt, wobei auch 4485-16-WO 13
während dieser Verschwenkbewegung des Stiftes 35 der Stift 35 spielfrei zwi¬ schen den Seitenflächen 37, 38 aufgenommen ist. Ein Betrieb des Nockenwel- lenverstellers 1 ist damit auch für eine exzentrische Montage von Stellaggregat 3 und Verstellgetriebe 2 möglich. In dem in Fig. 13 dargestellten Ausführungs¬ beispiel ist die Exzentrizität 41 dargestellt für den Fall, dass diese quer zu dem Verschiebe-Freiheitsgrad orientiert ist, welcher durch die balligen Seitenflä¬ chen 37, 38 für den Stift 35 vorgegeben ist. In diesem Fall wird die Exzentrizität im Wesentlichen durch eine Verschwenkung des Stiftes 35 gegenüber der zweiten Kupplungshälfte 25 ausgeglichen(Abwälzbewegung an den balligen Seitenflächen 37, 38 ). In einem anderen Fall, in dem die Exzentrizität 41 in Richtung des vorgenannten Verschiebe-Freiheitsgrades orientiert ist, kann diese durch eine reine Verschiebung ohne eine Verschwenkung ausgeglichen werden. Für abweichend von diesen beiden Sonderstellungen beliebige Orien¬ tierungen der Exzentrizität ergibt sich eine Überlagerung der Verschwenkung und der Verschiebung entsprechend dem Verschiebe-Freiheitsgrad.
Bei der ersten Kupplungshälfte 19 handelt es sich vorzugsweise um ein Stahl¬ teil. Alternativ können auch andere Materialien wie z. B. Aluminium, Messing, Sinterstahl o. ä. zum Einsatz kommen. Die zweite Kupplungshälfte 25 ist vor¬ zugsweise mit einem Elastomerverbundteil ausgebildet, welches aus einem Stahl-, Aluminium- oder Messingträger und einem aufvulkanisierten Elastomer, Thermoplast oder Duroplast bestehen kann und auf die Verstellgetriebewelle 9 aufgepresst oder in diese eingepresst ist. Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass der Elastomerkörper unmittelbar auf die Verstellgetriebewelle 9 ohne zu¬ sätzliches Trägerteil aufvulkanisiert ist.
Alternativ zu den dargestellten Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass die erste Kupplungshälfte 19 mit dem Fortsatz 21 drehfest mit der Verstellgetrie¬ bewelle 9 verbunden ist, während die zweite Kupplungshälfte 25 drehfest mit der Stellwelle 10 verbunden ist. Ebenfalls denkbar ist es, dass alternativ oder zusätzlich zu dem der zweiten Kupplungshälfte 25 zugeordneten elastischen Element ein elastisches Element dem Fortsatz 21 zugeordnet ist. 4485-16-WO 14
Selbstverständlich ist auch eine Kombination eines radialen Fortsatzes 21 ge¬ mäß Fig. 4, 6 mit einer Nut 36 oder eines Stiftes 35 mit einer Ω-förmigen Aus¬ nehmung 39 möglich. Die Nut 36 und/oder der Stift 35 können ebenfalls im Bereich einer Kontaktfläche mit einem elastischen Element 30 versehen sein.
Möglich ist natürlich auch, dass die Ω-förmigen Ausnehmung 39 an der E- Motoren welle und der Stift 35, bzw. die erste Kupplungshälfte 19 an der Ge¬ triebeeingangsseite ausgebildet ist.
4485-16-WO 15
Bezugszeichenliste
1 Nockenwel I enverstel I er
2 Verstellgetriebe
3 Stellaggregat
4 Zweikantwellenkupplung
5 Kettenrad
6 Abschlusswand
7 Spannschraube
8 Nockenwelle
9 Verstellgetriebewelle
10 Stell welle
11 Stirnrad
12 Stirnrad
13 Innenverzahnung
14 Stift
15 Stator
16 Zylinderkopf
17 Dauermagnetrotor
18 Kupplung
19 erste Kupplungshälfte
20 Bohrung
21 radialer Fortsatz
22 Grundschenkel
23 Seitenschenkel
24 Seitenschenkel
25 zweite Kupplungshälfte
26 Metallkörper
27 Grundschenkel
28 Seitenschenkel
29 Seitenschenkel
30 elastisches Element
31 Kontaktfläche
32 Kontaktfläche 4485-16-WO 16
33 Innenkontur
34 Querbohrung
35 Stift
36 Nut
37 Seitenfläche
38 Seitenfläche
39 Ausnehmung
40 Spalt
41 Exzentrizität

Claims

4485-16-WO 17Patentansprüche
1. Nockenwellenversteller zum Verstellen der relativen Winkellage einer No¬ ckenwelle (8) gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine nach Maßgabe einer von einem Stellaggregat (3) angetriebenen Stellwelle (10), die unter Zwischenschaltung einer Kupplung (18) in Antriebsverbindung mit einem Verstellgetriebe (2) steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Über¬ tragung des Antriebsmomentes über einen radialen Fortsatz (21) einer ers¬ ten Kupplungshälfte (19) der Kupplung (18) erfolgt, der in Umfangsrichtung spielfrei an einer zweiten Kupplungshälfte (25) anliegt und in radialer Rich¬ tung gegenüber der zweiten Kupplungshälfte (25) verschieblich ist.
2. Nockenwellenversteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (21) gegenüber der zweiten Kupplungshälfte (25) parallel zu einer Längsachse (X-X) der zweiten Kupplungshälfte (25) verschwenkbar abgestützt ist.
3. Nockenwellenversteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kontaktfläche (31 , 32) zwischen Fortsatz (21) und zweiter Kupplungshälfte (25) ballig ausgebildet ist.
4. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Fortsatz (21) separat von der Stellwelle (10) aus¬ gebildet ist und über eine Welle-Nabe-Verbindung mit dieser verbunden ist.
5. Nockenwellenversteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Fortsatz (21) und Stellwelle (10) über eine Presspassung, eine stoffschlüs¬ sige Verbindung oder eine formschlüssige Verbindung oder ein Befesti¬ gungsmittel miteinander verbunden sind.
6. Nockenwellenversteller nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Fortsatz (21) spanlos hergestellt ist. 4485-16-WO 18
7. Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Fortsatz (21) separat von der Stellwelle (10) aus¬ gebildet ist und in eine Ausnehmung (Querbohrung 34) der Stellwelle (10) eingesetzt ist.
8. Nockenwellenversteller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (21) als Stift (35) ausgebildet ist, welcher in die Ausnehmung (Querbohrung 34) der Stellwelle (10) eingesetzt ist.
9. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (21) in Umfangsrichtung spiel¬ frei in einer radialen Ausnehmung (39) der zweiten Kupplungshälfte (25) Aufnahme findet.
10. Nockenwellenversteller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Ausnehmung (39) im Querschnitt der zweiten Kupplungshälfte (25) eine ungefähr Ω-förmige innenkontur (33) besitzt.
11. Nockenwellenversteller nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Ausnehmung eine axiale Nut (36) einer als Hohlwelle ausge¬ bildeten zweiten Kupplungshälfte (25) ist.
12. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungshälfte (19) mit dem Fort¬ satz (21) axial gegenüber der zweiten Kupplungshälfte (25) verschieblich ist.
13. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass der Kraftfluss zwischen Fortsatz (21) und zweiter Kupplungsfläche (25) über ein in Umfangsrichtung elastisches E- lement (30) verläuft.
14. Nockenwellenversteller nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, 4485-16-WO 19
dass das elastische Element (30) ein Elastomer, Thermoplast oder Du¬ roplast ist, welches an eine Kupplungshälfte (19; 25) anvulkanisiert ist.
15. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungshälfte (19) und/oder zweite Kupplungshälfte (25) mit einem Blechteil gebildet ist/sind.
16. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die den Fortsatz (21) aufweisende Kupp¬ lungshälfte (19; 25) ein Massenausgleichselement aufweist zur Kompensa¬ tion einer Unwucht infolge des Fortsatzes (21).
17. Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungshälfte (19) drehfest mit der Stellwelle (10) verbunden ist.
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