Die Erfindung betrifft einen für eine Brennkraftmaschine geeigneten Nockenwellen- versteller, welcher ein Verstellgetriebe aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Ein gattungsgemäßer Nockenwellenversteller ist beispielsweise aus der EP 1 718 846 B1 bekannt. Dieser Nockenwellenversteller ist elektrisch betätigbar und weist ein Dreiwellengetriebe, nämlich Wellgetriebe, als Verstellgetriebe auf. Ein Antriebsrad des Nockenwellenverstellers ist mit einem Anschlagring verschraubt. Als alternative Befestigungsmethoden sind in der EP 1 718 846 B1 Nietverbindungen, Schweißverbindungen oder Verstemmen angegeben.

Weitere Bauformen von elektrisch betätigbaren Nockenwellenverstellern sind beispielsweise aus der DE 102 48 355 A1 bekannt. Hierbei ist als elektrischer Antrieb ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Dauermagnetrotor vorgesehen.

Aus der US 5,327,859 A ist eine Kombination von Nockenwellenversteller und Aus- gleichswelle in einer Brennkraftmaschine bekannt. Ein gattungsgemäßer Nockenwellenversteller geht beispielsweise aus WO 2006/ 074 732 A1 hervor. EP 0 902 169 B1 zeigt einen weiteren Nockenwellenversteller.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für eine Brennkraftmaschine vorge- sehenen Nockenwellenversteller mit einem elektrisch betätigbaren Verstellgetriebe gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere hinsichtlich eines montagetechnisch günstigen Aufbaus weiterzuentwickeln. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der Nockenwellenversteller umfasst in an sich bekanntem Grundaufbau ein Verstellgetriebe, welches ein Antriebsrad mit einer Außenverzahnung sowie ein an diesem festgeschraubtes weiteres ringförmiges Bauteil aufweist. Erfindungsgemäß weist das Antriebsrad ein zu dessen Rotationsachse konzentrisches Innengewinde auf, in welches ein Außengewinde des weiteren ringförmigen Bauteils eingeschraubt ist. Der Nockenwellenversteller ist vorzugsweise elektrisch betätigt, kann jedoch prinzipiell auch in sonstiger Weise, insbesondere hydraulisch, betätigt sein.

Bei dem weiteren ringförmigen Bauteil, welches am außenverzahnten Antriebsrad festgeschraubt ist, handelt es sich in bevorzugter Ausgestaltung um ein innenverzahn- tes Antriebshohlrad, welches vorzugsweise einteilig ausgebildet ist. Dieses Antriebshohlrad fungiert insbesondere als Komponente eines als Verstellgetriebe vorgesehenen Wellgetriebes, das heißt Dreiwellengetriebes.

Im Gegensatz zu bekannten Lösungen ist das Antriebshohlrad mittels einer einzigen Verschraubung am Antriebsrad, insbesondere Kettenrad, angeschraubt. Dieser Aufbau ermöglicht eine besonders schnelle und zugleich präzise Montage. Ein Frontdeckel an der Anordnung aus Antriebsrad und weiterem ringförmigen Bauteil ist nicht erforderlich. Im Vergleich zu Anordnungen mit einer Mehrzahl an Verschraubungen sind die mechanischen Spannungen sowie axialen Deformationen signifikant reduziert. Zu- sätzlich zur Montage sind auch Bearbeitungsschritte am Antriebsrad vereinfacht, da insbesondere keine Mehrzahl an Gewindebohrungen erforderlich ist. Durch den Entfall einzelner, am Umfang verteilter Gewindebohrungen ist die Anordnung aus Antriebsrad und weiterem ringförmigen Bauteil besonders unempfindlich gegenüber Rissbildung, etwa an Verschraubungsstellen, wobei das Antriebsrad besonders gut für Wärmebe- handlungsverfahren, insbesondere induktives Härten, geeignet ist. ln vorteilhafter Ausgestaltung weist das in das Antriebsrad eingeschraubte weitere ringförmige Bauteil, insbesondere Antriebshohlrad, an dessen Umfang eine zum Angriff eines Werkzeugs geeignete Betätigungskontur auf, welche eine Umfangsflache des Antriebsrad in radialer Richtung überragt. Hierbei liegt die genannte, vorzugswei- se zylindrische, Umfangsflache des Antriebsrades radial innerhalb der Außenverzahnung des Antriebsrades. Ebenso ist die Betätigungskontur, welche am weiteren ringförmigen Bauteil ausgebildet ist, vorzugsweise radial innerhalb der Außenverzahnung des Antriebsrades angeordnet. Somit liegt die Betätigungskontur, in Radialrichtung - bezogen auf die mit der Rotationsachse des Nockenwellenverstellers identische Mit- telachse des Antriebsrades sowie des weiteren ringförmigen Bauteils - betrachtet, zwischen der zylindrischen Umfangsfläche und der Außenverzahnung des Antriebsrades. Das Antriebsrad kann zum Antrieb der Nockenwelle mit Hilfe eines beliebigen Zugmittels oder zum Antrieb der Nockenwelle über Verzahnungen, insbesondere mittels einer Königswelle, vorgesehen sein.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das weitere ringförmige Bauteil, insbesondere Antriebshohlrad, eine mit einer Bohrung des Antriebsrades korrespondierende Zentrierkontur auf. Damit ist es möglich, in einem einzigen Arbeitsschritt das weitere ringförmige Bauteil sowohl am Antriebsrad festzuschrauben als auch relativ zum Antriebsrad zu zentrieren. Die Zentrierkonturen des weiteren ringförmigen Bauteils sowie des Antriebsrades sind vorzugsweise in axialer Richtung zwischen einem Flansch und dem Außengewinde des weiteren ringförmigen Bauteils angeordnet.

Vorzugsweise existiert mindestens eine zur Mittelachse des Verstellgetriebes und damit zur Mittelachse des Antriebsrades normale Ebene, welche sowohl die zylindrische Umfangsfläche als auch die Zentrierkontur des Antriebsrades schneidet. Der gesamte Nockenwellenversteller ist damit besonders raumsparend, insbesondere in axialer Richtung der Nockenwelle, aufgebaut.

Um einen sicheren Schraubverband zu gewährleisten, können zusätzliche Sicherungsmittel vorgesehen sein. Dadurch können auch hohe ggf. im Betrieb des Nockenwellenverstellers auftretende Wechselmomente den Schraubverband nicht lo- ckern oder lösen. Beispielsweise kann beim Verschrauben ein Verquetschen der Gewinde erfolgen, so dass der Schraubverband nicht mehr lösbar ist. Alternativ oder zusätzlich können das Antriebshohlrad und dss Antriebsrad Stirnwände aufweisen, die die axial aneinander liegen und eine Oberflächenstruktur besitzen, die die Reibung erhöht oder die einen zusätzlichen Formschluss durch Körperkanten bereitstellt.

Für die Verschraubung sind keine separaten Schrauben erforderlich, da der Schraubverband allein durch die Bauteile Antriebshohlrad und Antriebsrad gebildet wird. Das Antriebsrad ist mit dem Antriebshohlrad vorzugsweise unmittelbar verschraubt. Dazu sind das Antriebsrad und das Antriebshohlrad vorzugsweise einteilig ausgebildet.

Für eine sichere Verschraubung sind mehrere Windungen im Schraubverband erforderlich. Vorzugsweise sind mindestens vier Windungen vorgesehen.

Der Schraubverband ist vorzugsweise auf der bezüglich der Außenverzahnung des Antriebsrads nockenwellenabgewandten Seite angeordnet. Damit kann die Montage stirnseitig auf einfache Weise erfolgen, das für ein Werkzeug ausreichend Raum und Angriffsfläche vorhanden ist. In einer Weiterbildung bildet das Antriebsrad einen Axialanschlag für das Antriebshohlrad.

Figurenbeschreibung

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen :

Fig. 1 einen elektrisch betätigbaren Nockenwellenversteller in einer vereinfachten

Schnittdarstellung, Fig. 2 ein Antriebsrad des Nockenwellenverstellers nach Fig. 1 in perspektivischer Darstellung.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter elektrischer Nockenwel- lenversteller für eine Brennkraftmaschine, das heißt einen Diesel- oder Ottomotor, weist ein Kettenrad als Antriebsrad 2 sowie ein zu diesem konzentrisches

Abtriebsrad 3 auf, welches fest mit einer Nockenwelle 4 verbunden ist. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine rotiert die Nockenwelle 4, solange der Nockenwellenversteller 1 nicht betätigt wird, mit der halben Drehzahl der nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Der Nockenwellenversteller 1 kann zur Verstellung der Steuerzeiten der Einlass- oder Auslassventile der Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Nockenwellenverstellers 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen. Dank des elektrischen Antriebs kann der Nockenwellenversteller 1 nicht nur während des Betriebs der Brennkraftmaschine, sondern bereits vor deren Start verstellt werden.

Nur andeutungsweise ist in Fig. 1 ein Verstellgetriebe 5, nämlich Wellgetriebe, welches als Dreiwellengetriebe ausgeführt ist, dargestellt. Die Rotation der Welle eines nicht dargestellten Elektromotors wird über eine Oldham-Scheibe 6 in das Verstellge- triebe 5 des Nockenwellenverstellers 1 eingeleitet. Die Oldham-Scheibe 6 ist Teil einer Oldham-Kupplung, das heißt einer Ausgleichskupplung, welche einen radialen Versatz zwischen einer antreibenden und einer abtreibenden Welle zulässt. Solange die Welle des Elektromotors und damit auch die Oldham-Scheibe 6 mit der Drehzahl der Nockenwelle 4 rotiert, findet keine Phasenverstellung zwischen der nicht dargestellten Kurbelwelle und der Nockenwelle 4 der Brennkraftmaschine statt. Zu einer solchen Phasenverstellung kommt es erst dann, wenn die Welle des Elektromotors, welche als Verstellwelle des Nockenwellenverstellers 1 fungiert, mit einer von der Drehzahl der Nockenwelle 4 abweichenden Drehzahl rotiert, wobei das Verstellgetriebe 5 als hochuntersetztes Getriebe ausgelegt ist.

Das insgesamt ringförmige Antriebsrad 2 weist eine Außenverzahnung 7 auf, die den Antrieb des Antriebsrades 2 mit Hilfe eines Zugmittels, nämlich einer Kette, ermög- licht. Am Innenumfang des Antriebsrades 2 befinden sich - in Axialrichtung hintereinander -eine als Bohrung gestaltete Zentrierkontur 9 sowie ein Innengewinde 8. Hierbei erstreckt sich die Zentrierkontur 9 über einen in Axialrichtung kürzeren Bereich als das Innengewinde 8.

Das Innengewinde 8 korrespondiert mit einem Außengewinde 1 0 eines weiteren ringförmigen Bauteils 1 1 , nämlich eines Antriebshohlrades, welches drehfest mit dem Antriebsrad 2 verbunden ist. Das Antriebshohlrad 1 1 weist im Wesentlichen eine Hülsenform auf, wobei sich an der der Nockenwelle 4 abgewandten Stirnseite des Antriebs- hohlrades 1 1 ein Flansch 12 befindet, der integraler Bestandteil des Antriebshohlrades 1 1 ist. Von diversen Getriebebauteilen, die radial innerhalb des Antriebshohlrades 1 1 angeordnet sind, ist in Fig. 1 lediglich ein mehrteiliges Abtriebselement 1 3 angedeutet. Einzelteile des Abtriebselementes 1 3 sind mit Hilfe von Pressflächen 14,15 miteinander verbunden.

Zum Einschrauben des Antriebshohlrades 1 1 in das Antriebsrad 2 ist am Flansch 12 des Antriebshohlrades 1 1 eine Betätigungskontur 16, beispielsweise in Form einer Sechseckkontur, vorgesehen, welche das Zusammenschrauben von Antriebsrad 2 und Antriebshohlrad 1 1 mit Hilfe eines nicht dargestellten Werkzeugs ermöglicht. Zu- gleich sorgt die als Bohrung ausgebildete Zentrierkontur 9 des Antriebsrades 2 zusammen mit einer korrespondierenden Zentrierkontur des Antriebshohlrades 1 1 für eine exakt koaxiale Anordnung von Antriebsrad 2 und Antriebshohlrad 1 1 . Das Antriebsrad 2, welches ein Kettenrad darstellt, ist einteilig ausgebildet und zumindest an Teilen seiner Oberfläche induktiv gehärtet.

Die Betätigungskontur 16 des Antriebshohlrades 1 1 ist radial außerhalb einer mit 18 bezeichneten zylindrischen Umfangsfläche des Antriebsrades 2, sowie radial innerhalb der Außenverzahnung 7 des Antriebsrades 2 angeordnet. Eine einzige, zu der mit A bezeichneten Rotationsachse der Nockenwelle 4, das heißt Mittelachse des Verstellgetriebes 5, normale Ebene schneidet sowohl die Betätigungskontur 16 des Antriebshohlrades 1 1 als auch die Oldham-Scheibe 6, womit die Oldham-Kupplung raumsparend, teilweise in das Verstellgetriebe 5 eingreifend, untergebracht ist. Eine weitere, zu der genannten Ebene parallele Ebene schneidet sowohl die zylindrische Umfangsflache 18 als auch die Zentrierkontur 9 des Antriebsrades 2. Im Bereich radial innerhalb der Außenverzahnung 7 des Antriebsrades 2 befindet sich ein als Gleitlager ausgebildetes Radiallager 17, mit welchem das als Abtriebsrad gestaltete Abtriebselement 13 im Antriebsrad 2 gelagert ist.

Durch den insgesamt kompakten Aufbau des Nockenwellenverstellers 1 werden bei dessen Betrieb höchstens in geringem Umfang nicht gewünschte Momente in das Verstellgetriebe 5 eingeleitet. Das Innengewinde 8 sowie das mit diesem zusammenwirkende Außengewinde 1 0 des Antriebshohlrades 1 1 sind derart orientiert, dass sich die Schraubverbindung zwischen den genannten Teilen 2,1 1 beim Betrieb der Brennkraftmaschine, das heißt beim Antrieb der Nockenwelle 4, festzieht.

Bezuqszeichenliste Nockenwellenversteller

Antriebsrad

Abtriebsrad

Nockenwelle

Verstellgetriebe

Oldham-Sc eibe

Außenverzahnung

Innengewinde des Antriebsrades

Zentrierkontur des Antriebsrades, Bohrung Außengewinde des Antriebshohlrades weiteres ringförmiges Bauteil, Antriebshohlrad Flansch

Abtriebselement

Pressfläche

Pressfläche

Betätigungskontur

Radiallager

zylindrische Umfangsfläche Rotationsachse