Bezeichnung der Erfindung

Gruppe mehrerer Nockenwellen mit Nockenwellenverstellem

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Gruppe mehrerer Nockenwellen, die jeweils in An- thebsverbindung mit einem Nockenwellenversteller stehen.

Hintergrund der Erfindung

Nockenwellenversteller lassen sich grundsätzlich wie folgt grob klassifizieren:

A. Phasenversteller mit einem Stellglied, also einer Funktionseinheit, die in den Massenstrom oder Energiefluss eingreift, welches beispielsweise hydraulisch, elektrisch oder mechanisch ausgebildet ist, und sich mit Getriebeelementen des Nockenwellenverstellers mitdreht.

B. Phasenversteller mit einem separaten Steller, also einer Funktionseinheit, in der aus der Reglerausgangsgröße die zur Aussteuerung des Stellgliedes erforderliches Stellgröße gebildet wird, und einem separaten Stellglied. Hier gibt es folgende Bauformen:

a. Phasenversteller mit einem mitdrehenden Aktuator und einem mitdrehenden Stellglied, beispielsweise ein hochübersetzendes Getriebe, dessen Verstellwelle durch einen mitdrehenden Hydraulikmotor oder Fliehkraftmotor vorverstellt werden kann und mittels einer Feder rückverstellt werden kann.

b. Phasenversteller mit einem mitdrehenden Stellglied und einem stationären, motorfesten Aktuator, beispielsweise einem Elektro-

motor oder einer elektrischen oder mechanischen Bremse, s. a. DE 100 38 354 A1 , DE 102 05 034 A1 , EP 1 043 482 B1.

c. Phasenversteller mit einer richtungsabhängigen Kombination der Lösungen gemäß a. und b., beispielsweise eine motorfeste Bremse, bei der ein Teil der Bremsleistung beispielsweise zum Verstellen nach früh genutzt wird, um eine Feder zu spannen, welche nach Abschaltung der Bremse die Rückverstellung ermöglicht, s. a. DE 102 24 446 A1 , WO 03-098010, US 2003 0226534, DE 103 17 607 A1.

Bei Systemen gemäß B. a. bis B. c sind Aktuator und Stellglied mittels einer Verstellwelle miteinander verbunden. Die Verbindung kann schaltbar oder nicht schaltbar sein, lösbar oder unlösbar, spielfrei oder mit Spiel behaftet und weich oder steif ausgeführt sein. Unabhängig von der Bauform kann die Verstellenergie in Form einer Bereitstellung durch eine Antriebs- und/oder eine Bremsleistung sowie unter Ausnutzung von Verlustleistungen des Wellensystems (z. B. Reibung) und/oder Trägheiten und/oder Fliehkräfte erfolgen. Ein Bremsen, vorzugsweise in Verstellrichtung "spät" kann auch unter vollständiger Ausnutzung oder Mitbenutzung der Reibleistung der Nockenwelle erfolgen. Ein Nockenwel- lenversteller kann mit oder ohne eine mechanische Begrenzung des Verstellbereiches ausgestattet sein. Als Getriebe in einem Nockenwellenversteller finden ein- oder mehrstufige Drei-Wellen-Getriebe und/oder Mehrgelenk bzw. Koppelgetriebe Einsatz, beispielsweise in Bauform als Taumelscheibengetriebe, Ex- zentergetriebe, Planetengetriebe, Wellgetriebe, Kurvenscheibengetriebe, Mehrgelenk- bzw. Koppelgetriebe oder Kombinationen der einzelnen Bauformen bei einer mehrstufigen Ausbildung.

Während herkömmliche, hydraulisch betätigte Nockenwellenversteller oder No- ckenwellenversteller in Bauweise mit Flügelzellen, Schwenkflügeln oder Segmentflügeln den Vorteil haben, dass

das Hydraulikmedium zur Ansteuerung an beliebiger Stelle in den No-

ckenwellenversteller eingespeist werden kann, das Hydraulikmedium in dem Nockenwellenversteller über geeignete Strömungskanäle weitergeleitet, das Hydraulikmedium - sofern erforderlich - umgelenkt werden kann und - geeignete Einrichtungen zur Steuerung des Hydraulikdrucks auch dezentral von dem Nockenwellenversteller angeordnet sein können,

ist in herkömmlichen Nockenwellenverstellem, in denen die Stellbewegung über einen Elektromotor und ein überlagerungsgetriebe, Dreiwellengetriebe oder Planetengetriebe (im Folgenden überlagerungsgetriebe) erzeugt wird, s. bspw. DE 41 10 195 A1 , der Elektromotor üblicherweise fluchtend zur Längsachse der Nockenwelle und des überlagerungsgetriebes vor dem überlagerungsgetriebe angeordnet. Die für die Erzeugung der Stellbewegung eines Nockenwellenvers- tellers verantwortlichen Stellaggregate können sowohl als Bremse als auch als Motor eingesetzt werden. Ebenfalls möglich ist der Einsatz eines hydraulischen Ventils zur Erzeugung der Stellbewegung, bei dem ein Magnet zur Betätigung in zentrierter Position angeordnet werden muss.

Für eine drehfeste Verbindung zwischen einem Anschlusselement des No- ckenwellenverstellers und der Nockenwelle kann bspw.

eine Zentralschraube Einsatz finden, die sich durch eine Durchgangsbohrung des Anschlusselementes erstreckt und stirnseitig in ein axial o- hentiertes Gewinde der Nockenwelle eingeschraubt ist, so dass das An- Schlusselement mit der Nockenwelle verspannt ist, s. z. B. DE 100 38

354 C2, DE 102 48 355 A1 , EP 0 356 162 B1 ,

ein endseitiger Flansch der Nockenwelle mit einem Gegenflansch des Anschlusselementes außermittig verschraubt werden, s. z. B. DE 44 15 524, DE 196 1 1 365 C2,

ein multifunktionales Anschlusselement unmittelbar in eine stirnseitige Bohrung der Nockenwelle eingeschraubt sein, vgl. DE 198 48 706 A1 ,

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung zwischen einer Nockenwelle und einem Nockenwellenversteller vorzuschlagen, für die die Bauteilvielfalt für eine Gruppe von Nockenwellen mit zugeordneten No- ckenwellenverstellern mit unterschiedlichen Einbaubedingungen reduziert ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 oder 2 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich entsprechend den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 3 bis 13.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass trotz der Tatsache, dass ein Nockenwellenversteller einer gegebenen Bauart für unterschiedliche Einsatzbedingungen, insbesondere Brennkraftmaschinen, einsetzbar ist, ohne dass wesentliche Anpassungen des Aufbaus des Nockenwellenverstellers er- forderlich sind, je nach den vorherrschenden Anschlussbedingungen verschiedene Bauvarianten des Nockenwellenverstellers hergestellt, geliefert und montiert werden müssen. Neben

einem erhöhten Fertigungsaufwand, - erhöhten Fertigungskosten, erhöhten Logistikanforderungen sowie einem erhöhten Konstruktions- und Entwicklungsaufwand

führt dies zu einem erhöhten Montageaufwand, da für die jeweiligen Anschluss- bedingungen gezielt ein Nockenwellenversteller aus einer Vielzahl unterschiedlicher Nockenwellenversteller ausgewählt werden muss.

Erfindungsgemäß ist eine Gruppe vorgesehen mit Baueinheiten, die jeweils mit

einer Nockenwelle und einem zugeordneten Nockenwellenversteller gebildet sind. Innerhalb der vorgenannten Gruppe sind zumindest zwei Teilgruppen vorhanden, wobei in einer Baueinheit einer Teilgruppe gegenüber einer Baueinheit einer anderen Teilgruppe bei baugleichen Anschlusselementen der Nockenwel- lenversteller die Nockenwellen unterschiedliche Geometrien aufweisen und/oder unterschiedliche Einbausituationen aufweisen. Ein sich durch die unterschiedlichen Geometrien der Nockenwelle und/oder die unterschiedlichen Einbausituationen ergebender Anpassungsbedarf wird nicht durch unterschiedliche Anschlusselemente des Nockenwellenverstellers ausgeglichen, sondern vielmehr findet erfindungsgemäß zwischen dem Anschlusselement und der Nockenwelle jeweils ein Adapter Einsatz, der den zuvor erläuterten Unterschieden Rechnung trägt. Somit ist erfindungsgemäß beispielsweise ermöglicht, dass für die unterschiedlichen Teilgruppen gleiche Nockenwellenversteller eingesetzt werden können, während den Teilgruppen unterschiedliche Adapter zugeordnet sind. Im Extremfall kann dies bedeuten, dass für eine Teilgruppe ein Adapter Einsatz findet, während für eine andere Teilgruppe kein Adapter eingesetzt ist, so dass bei der Auslegung des Wortlautes des unabhängigen Anspruchs für eine Teilgruppe der Adapter ein "Nullum" ist. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann der Anteil der Gleichteile für die Gruppe erhöht werden. Der Adapter übernimmt erfindungsgemäß bspw. einen Axialausgleich. Ebenfalls denkbar ist die Verwendung eines Adapters, welcher einen Radialversatz, beispielsweise über eine Getriebestufe, ausgleicht und ein kumulativer Axial- und Radialausgleich durch den Adapter ist ebenfalls möglich. Möglich ist weiterhin, dass über den Adapter Nockenwellen gleicher oder unterschiedlicher Bauart mit Nockenwellenverstellem gleicher oder unterschiedlicher Baurart verbunden werden, beispielsweise eine Auslassnockenwelle mit einem elektrisch betätigten Nockenwellenversteller und eine Einlassnockenwelle mit einem hydraulischen Nockenwellenversteller.

Bei einer alternativen erfindungsgemäßen Lösung können entsprechend über einen Adapter gleiche Nockenwellen mit unterschiedlichen Nockenwellenverstellem und Anschlusselementen derselben verbunden werden.

Für eine erfindungsgemäße Weiterbildung erfolgt eine unmittelbare Abstützung zumindest einer Nockenwelle und des zugeordneten Anschlusselementes des Nockenwellenverstellers über Zentrierflächen gegeneinander. Beispielsweise können die Zentrierflächen die Position des Nockenwellenverstellers bzw. des Anschlusselementes gegenüber der Nockenwelle radial festlegen, wobei dies in unterschiedlichen Axialpositionen möglich ist. Die tatsächlich für die Teilgruppe zur Wirkung kommende Axialposition wird dann durch den Adapter vorgegeben. Hierdurch können u. U. die Fertigungsgenauigkeiten für den Adapter reduziert werden, da dieser nicht dafür Sorge tragen muss, dass durch die exakte Vorga- be der Relation der Kontaktflächen des Adapters mit der Nockenwelle einerseits und dessen Kontaktflächen mit dem Anschlusselement andererseits eine fluchtende Anordnung zwischen Nockenwellenversteller und Nockenwelle gewährleistet wird. Neben der Vorgabe der Radialposition ist ebenfalls eine Vorgabe einer Orientierung, insbesondere ein Fluchten der Längsachsen von Nocken- welle und Anschlusselement, in unterschiedlichen Axialpositionen für unterschiedliche Teilgruppen möglich. Ebenfalls denkbar ist eine Zentrierung über ein Hilfswerkzeug.

Neben den vorgenannten Funktionen kann der Adapter weitere Funktionen ü- bernehmen. Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist mit dem Adapter ein Strömungskanal begrenzt. Bei einem derartigen Strömungskanal kann es sich um einen im Inneren des Adapters verlaufenden Strömungskanal handeln, über den beispielsweise im Bereich eines stirnseitigen Kontaktes eine übergabe eines Strömungsmittels von der Nockenwelle zum Adapter sowie eine Weiter- gäbe des Strömungsmittels im Bereich einer stirnseitigen Kontaktfläche zwischen Adapter und Anschlusselement erfolgt. Weiterhin ist es möglich, dass ein Strömungskanal gemeinsam von einer Außenfläche oder Innenfläche des A- dapters sowie einer Innenfläche oder Außenfläche des Anschlusselementes oder der Nockenwelle gebildet ist. Insbesondere können im Querschnitt sich ergänzende Nuten des Adapters, der Nockenwelle und/oder des Anschlusselementes den Strömungskanal bilden.

Möglich ist, dass mit unterschiedlichen Adaptern ein Ausgleich unterschiedlicher

Anforderungen an eine Schnittstelle infolge unterschiedlicher Nockenwellen und/oder Nockenwellenversteller, beispielsweise hinsichtlich der Strömungsbedingungen und/oder bzgl. einer übertragung elektrischer Signale, ausgeglichen werden. Im Extremfall kann ein Adapter einen Anschluss eines Nockenwellen- verstellers auf hydraulischer Basis ermöglichen mit den zugeordneten Kanälen, Drossel, Verzeigungspunkten, übertrittsquerschnitten u. ä. für das Strömungsmittel, während ein anderer Adapter den Anschluss eines Nockenwellenverstel- lers mit einem elektrischen Stellaggregat ermöglicht, wobei über den Adapter auch elektrische Schnittstellen und übertragungen ermöglicht werden können

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht darin, dass, beispielsweise im Bereich einer Mantelfläche oder einer Stirnseite des Adapters, eine Strömungsmittelübergabe von einem benachbarten Bauelement, beispielsweise einem Zylinderkopf erfolgt, wobei ein Umgebungsbereich für die Strömungsmit- telübergabe mit einem Dichtelement abgedichtet ist, welches eine Relativbewegung zwischen dem Adapter und dem benachbarten Bauelement ermöglicht. Weiterhin kann eine Ringnut an dem Adapter und/oder dem benachbarten Bauelement vorgesehen sein, um eine übergabe eines Strömungsmittels für jeden Drehwinkel des Adapters zu ermöglichen.

Vorzugsweise findet die erfindungsgemäße Ausgestaltung unter Einsatz von Adaptern Anwendung für eine Verbindung von Nockenwellen und Anschlusselement über eine Zentralschraube. In einem derartigen Fall kann der Adapter von der Zentralschraube axial durchsetzt sein, so dass mit dem Einschrauben der Zentralschraube in die Nockenwelle das Anschlusselement und der Adapter axial hintereinander liegend zwischen einer Stirnseite der Nockenwelle und einem Kopf der Zentralschraube verspannt werden können. Hierbei kann eine übertragung einer Antriebsbewegung in Umfangshchtung über einen Form- schluss zwischen Nockenwelle, Anschlusselement und Adapter erfolgen. Denk- bar ist der Einsatz von Zentralschrauben gleicher oder unterschiedlicher Längen für die unterschiedlichen Teilgruppen.

Die zuvor erläuterten Teilgruppen können Nockenwellen und Nockenwellen-

versteller für unterschiedliche Brennkraftmaschinen betreffen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung betreffen unterschiedliche Teilgruppen unterschiedliche Zylinderbänke derselben Brennkraftmaschine. Beispielsweise sind bei V-Motoren unter Umständen eine rechte und eine linke Zylinderbank naturgemäß versetzt zueinander angeordnet. Ein derartiger Versatz kann durch den Einsatz eines Adapters ausgeglichen werden.

Alternativ oder zusätzlich kann über den Adapter ein unterschiedlicher Abstand zwischen einem ersten Nockenwellenlager und einer Lage einer Kettenspur bei unterschiedlichen Teilgruppen ausgeglichen werden.

Für den Fall, dass in den Teilgruppen Nockenwellenversteller grundsätzlich übereinstimmender Bauart zum Einsatz kommen sollen, in denen allerdings die Nockenwellenversteller unterschiedliche vorgegebene definierte Betriebsstel- lungen aufweisen können, können in den Teilgruppen zusätzliche unterschiedliche Positionierelemente eingesetzt werden. Beispielsweise können in den Teilgruppen unterschiedliche Mittenpositionen für den Nockenwellenversteller und/oder unterschiedliche Endanschläge gewünscht sein. In diesem Fall können die Nockenwellenversteller grundsätzlich gleich aufgebaut und gestaltet sein. Allerdings finden zur Vorgabe einer Endlage oder einer Mittenstellung in dem Nockenwellenversteller unterschiedliche Anschläge oder Gestaltungselemente für die Kraftverhältnisse zur Vorgabe einer Mittenposition Einsatz.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Adapter eine weitere Funktion dadurch übernehmen, dass in diesem ein Drehwinkelgeber als integrales Bauelement oder als von dem Adapter getragenes Bauelement integriert ist. Ein derartiger Drehwinkelgeber kann beispielsweise einen Drehwinkel, eine Drehwinkelgeschwindigkeit und/oder ein Beschleunigung erfassen. Denkbar ist, dass die unterschiedlichen Adapter mehrerer Teilgruppen jeweils mit einem derartigen Drehwinkelgeber gestaltet sind oder aber lediglich die Adapter einer Teilgruppe. Bei einem derartigen Drehwinkelgeber kann es sich auch um ein Triggerrad oder ähnliches handeln. Durch eine etwaige Verlagerung eines derartigen Drehwinkelgebers, beispielsweise von einer Nockenwelle zu dem

Adapter, kann die Herstellung der Nockenwelle vereinfacht werden. Die Ausgangssignale des Drehwinkelgebers können in einem Motormanagement, einer Steuerstrategie und/oder einem Softwarekonzept berücksichtigt werden. Erfindungsgemäß kann innerhalb der Teilgruppen ein Adapter mit unterschiedlichen Drehwinkelgebern eingesetzt werden, beispielsweise ein Drehwinkelgeber mit einem so genannten "Vier-Finger-Rad" und eine "Halbmond-Ausgestaltung", ohne dass änderungen an der Nockenwelle und/oder an dem Nockenwellen- versteller vorgenommen werden müssen.

Für den Fall, dass über den Adapter eine Drehübertragung eines Strömungsmittels zwischen einem Zylinderkopf und dem Adapter erfolgt, was einer Ansteuerung des Stellaggregates des Nockenwellenverstellers und/oder einer Schmiermittelversorgung dienen kann, kann unter Umständen eine entsprechend aufwändige Bearbeitung der Nockenwelle zur Gewährleistung einer LJ- bertragung des Strömungsmittels entfallen. Ein Restrisiko in Folge eines Restschmutzes, welches insbesondere bei komplizierten Bohrbildern in der Nockenwelle zu finden ist, da dort oft Sacklöcher und Kreuzungen hergestellt werden müssen, entfällt. Insbesondere können hierzu in einem Adapter Durchgangslöcher eingesetzt werden, die offen oder einseitig geschlossen betrieben werden können. Durch Kombination derartiger Durchgangslöcher mit stirnseitigen Nuten können verhältnismäßig einfach komplizierte Kanal-Layouts hergestellt werden. Wahlweise können hierzu Stirn- oder Mantelflächen von Flanschflächen der Nockenwelle und des Anschlusselementes einbezogen werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können in einer Brennkraftmaschine oder einer Familie von Brennkraftmaschinen wahlweise einzusetzende Fangmechanismen, Fail-Safe-Arretierungen, Rückstell-Mechanismen, Federmechanismen oder andere Fail-Safe-Mechanismen, die modular an das Anschlusselement zu ergänzen sind, durch Einbindung mit unterschiedlichen Adaptern einfach in den Nockenwellentrieb zwischen Anschlusselement und Nockenwelle eingebunden werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist ebenfalls möglich, dass zumin-

dest in Adapter einer Teilgruppe Mitnehmer für über den Nockenwellentrieb angetriebene Zusatzaggregate integriert sind.

Eine weitere Funktion kann der erfindungsgemäß einzusetzende Adapter da- durch übernehmen, dass in diesem Entkopplungselemente integriert sind, insbesondere als integraler Bestandteil oder durch Ausbildung des Adapters als mehrteiliges Bauelement. Bei einem derartigen Entkopplungselement handelt es sich beispielsweise um ein Federelement, ein Dämpfungselement oder ein kombiniertes Feder-Dämpfungs-Element.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung erfolgt über einen Adapter eine Abstützung in einem Lager zur Abstützung der Nockenwelle. Beispielsweise ist somit mit dem Adapter ein erstes Hauptlager der Nockenwelle gebildet.

Weiterhin schlägt die Erfindung vor, dass der Adapter mit einer Rückstellfeder verbunden sein kann. Eine derartige Rückstellfeder, die unmittelbar oder mittelbar zwischen Rotor und Stator wirkt, dient einer Beeinflussung der Kräfte oder Momentenverhältnisse in dem Nockenwellenversteller, wobei die dem Adapter zugeordnete Rückstellfeder zusätzlich zu einer in dem Nockenwellenversteller angeordneten Rückstellfeder eingesetzt werden kann oder als alleinige Rückstellfeder. über die Wahl einer an dem Adapter abgestützten Rückstellfeder kann beispielsweise derselbe Nockenwellenversteller mit veränderter Charakteristik für unterschiedliche Einsatzfälle verwendet werden.

Ebenfalls möglich ist, dass über den Adapter Zusatzaggregate, wie beispielsweise eine Pumpe o.a., angebunden sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschrei- bungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft, ohne dass diese zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien

und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Nockenwellenverstellers gemäß dem Stand der Technik, bei dem ein elektrisches Stellaggregat auf der der Nockenwelle abgewandten Seite eines überlagerungsgetriebes angeordnet ist;

Figur 2 eine beispielhafte Ausgestaltung eines Nockenwellenverstellers mit einem Taumelscheibengetriebe gemäß dem Stand der Technik in einem Längsschnitt;

Figur 3 eine schematische Ansicht einer Antriebsverbindung mit einem auf der der Nockenwelle abgewandten Seite angeordneten elektri- sehen Stellaggregat, welches über eine Stellwelle mit einem Steg oder einem Zwischenelement des überlagerungsgetriebes verbunden ist; gemäß dem Stand der Technik

Figur 4 eine Antriebsverbindung, bei der ein elektrisches Stellaggregat radial außenliegend von der Nockenwelle angeordnet ist und das Zusatzaggregat auf der der Nockenwelle abgewandten Seite angeordnet ist; gemäß dem Stand der Technik,

Figur 5 einen Nockenwellenversteller mit Anschlussmaßen eines Anschlusselementes, der erfindungsgemäß durch Einsatz unterschiedlicher Adapter für mehrere Teilgruppen mit Nockenwellen unterschiedlicher Geometrien und/oder Einbausituationen ver- bindbar ist.

Figur 6 eine Verbindung des Nockenwellenverstellers gemäß Fig. 5 in einer ersten Teilgruppe mit einem ersten Adapter und einer Nockenwelle mit einer ersten Geometrie.

Figur 7 eine Verbindung des Nockenwellenverstellers gemäß Fig. 5 in einer zweiten Teilgruppe mit einem zweiten Adapter und einer Nockenwelle mit einer zweiten Geometrie.

Figur 8 eine Verbindung des Nockenwellenverstellers gemäß Fig. 5 in einer dritten Teilgruppe mit einem dritten Adapter und einer Nockenwelle mit einer dritten Geometrie.

Fig. 9, 10 die Einbausituationen für eine rechte und eine linke Zylinderbank eines V-Motors mit einem Ausgleich über einen Einsatz eines A- dapters.

Figur 1 1 eine Teilgruppe mit einem über einen Adapter mit einer Nockenwelle verbundenen Nockenwellenversteller, bei dem der Adapter als Drehübertrager für ein Strömungsmittel ausgebildet ist und

Strömungskanäle vollständig oder teilweise begrenzt.

Fig.12, 13 eine Anpassung eines Verstellbereiches eines Nockenwellenvers-

tellers durch Einsatz einer Anschlagscheibe.

Figur 14 eine Zwischenschaltung eines Adapters mit federnden und/oder dämpfenden Eigenschaften zwischen einer Nockenwelle und ei- nem Nockenwellenversteller.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

In den Figuren sind Bauelemente, die sich hinsichtlich ihrer Gestaltung und/oder Funktion entsprechen, teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Figuren 1 bis 4 zeigen beispielhafte Ausgestaltungen für die Wirkverbindungen von einem Stellaggregat, einem Nockenwellenversteller und einer Nockenwelle gemäß dem Stand der Technik, ohne dass eine einschränkende Auslegung der Erfindung auf diese grundsätzlichen Ausführungsformen erfolgen soll.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Nockenwellenversteller 1 , in dem in einem überlagerungsgetriebe 2 die Bewegung von zwei Eingangselementen, hier einem Antriebsrad 3 und einer Verstellwelle 4 zu einer Ausgangs- bewegung eines Ausgangselements, hier eine drehfest mit einer Nockenwelle verbundene Abtriebswelle 5 oder unmittelbar die Nockenwelle 6, überlagert wird. Das Antriebsrad 3 steht in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, beispielsweise über ein Zugmittel wie eine Kette oder einen Riemen oder eine geeignete Verzahnung, wobei das Antriebsrad 3 als Ket- ten- oder Riemenrad ausgebildet sein kann.

Die Verstellwelle 4 ist von einem elektrischen Stellaggregat 7 angetrieben oder steht mit einer Bremse in Wirkverbindung. Das elektrische Stellaggregat 7 ist gegenüber der Umgebung, beispielsweise dem Zylinderkopf 8 oder einem an- deren motorfesten Teil, abgestützt.

Figur 2 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung eines Nockenwellenverstellers 1 mit einem überlagerungsgetriebe 2 in Taumelscheiben-Bauart. Ein Gehäuse 9

ist drehfest mit dem Antriebsrad 3 verbunden und in einem axialen Endbereich über ein Dichtelement 10 gegenüber der Verstellwelle 4 abgedichtet. In dem gegenüberliegenden axialen Endbereich ist das Gehäuse 9 gegenüber dem Zylinderkopf 8 mit einem Dichtelement 1 1 abgedichtet. In einen von dem Ge- häuse 9 und dem Zylinderkopf 8 gebildeten Innenraum ragt ein Endbereich der Nockenwelle 6 hinein. In dem Innenraum sind weiterhin eine über eine Kupplung 12 mit der Verstellwelle 4 verbundene Exzenterwelle oder Taumelwelle 13, eine über ein Lagerelement 14, beispielsweise ein Wälzlager, gelagerte Taumelscheibe 15 und eine Hohlwelle 16, die über ein Lagerelement 17, beispiels- weise ein Wälzlager, innenliegend in einer zentralen Ausnehmung der Exzenterwelle 13 abgestützt ist und ein Abtriebskegelrad 18 trägt, angeordnet. Das Abtriebskegelrad 18 ist über eine Lagerung 19 gegenüber dem Gehäuse 9 abgestützt. Im Inneren bildet das Gehäuse 9 ein Antriebskegelrad 20 aus. Die Taumelscheibe 15 weist auf gegenüberliegenden Stirnseiten geeignete Verzah- nungen auf. Die Exzenterwelle 13 mit Lagerelement 14 und Taumelscheibe rotiert um eine gegenüber einer Längsachse 21 -21 geneigte Achse, so dass die Taumelscheibe auf in Umfangshchtung zueinander versetzten Teilbereichen einerseits mit dem Antriebskegelrad 20 und andererseits mit dem Abtriebskegelrad 18 kämmt, wobei zwischen Antriebskegelrad und Abtriebskegelrad eine über- oder Untersetzung gegeben ist. Das Abtriebskegelrad 18 ist drehfest mit der Nockenwelle 6 verbunden.

Für das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Hohlwelle 16 mit Abtriebskegelrad 18 über eine Zentralschraube 22, die sich durch die Hohlwelle 16 hindurch erstreckt, stirnseitig mit der Nockenwelle 6 verschraubt.

Das in Figur 2 dargestellte überlagerungsgetriebe 2 in Form eines Taumelscheibengetriebes ist lediglich eine beispielhafte Ausgestaltung eines derartigen überlagerungsgetriebes 2. Bei dem überlagerungsgetriebe 2 kann es sich aber auch um ein beliebiges anderes überlagerungsgetriebe, s. auch die eingangs klassifizierten Nockenwellenversteller, Planetengetriebe oder Dreiwellengetriebe, handeln.

In alternativer Ausgestaltung handelt es sich bei den die überlagerung herbeiführenden Getriebeelementen beispielsweise um ein axial bewegtes Stellelement, welches von dem Stellaggregat beaufschlagt wird und jeweils mit einem Antriebsrad-festen Gewinde und einem Nockenwellen-festen Gewinde zusam- menwirkt, vgl. bspw. EP 1 403 470 A1.

Für das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist das elektrische Stellaggregat 7 auf der der Nockenwelle 6 abgewandten Seite des überlagerungsgetriebes 2 angeordnet. Das elektrische Stellaggregat 7 ist gegenüber dem Zylin- derkopf 8 abgestützt. Die Stellwelle 4 erstreckt sich über eine Exzenterwelle 13 oder einen Steg 23 in das überlagerungsgetriebe 2 hinein und steht hier mit den weiteren Getriebeelementen des überlagerungsgetriebes 2 in Antriebsverbindung.

Für das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist das überlagerungsgetriebe 2 lediglich schematisch dargestellt. Auf der der Nockenwelle 6 abgewandten Seite des überlagerungsgetriebes 2 ist ein Zusatzaggregat 24 angeordnet und gegenüber dem Zylinderkopf 8 abgestützt. Das Zusatzaggregat 24 ist über eine fluchtend zur Längsachse 21 -21 angeordnete Antriebswelle 25 mit dem zugeordneten Getriebeelement des überlagerungsgetriebes 2 verbunden. Auf der der Nockenwelle 6 zugewandten Seite ist das elektrische Stellaggregat 7 angeordnet, welches sich radial außenliegend um die Nockenwelle 6 erstreckt und eine fluchtend zur Nockenwelle 6 und Längsachse 21 -21 orientierte Hohlwelle 41 antreibt, die durch eine geeignete Ausnehmung des überlagerungsge- triebes 2 unter Abdichtung in das überlagerungsgetriebe 2 eintritt und hier mit dem dem Stellaggregat 7 zugeordneten Getriebeelement verbunden ist.

Für das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel erfolgt eine Verbindung o- der Befestigung des Nockenwellenverstellers 1 im Bereich eines Anschlussele- mentes 26, welches eine Ringfläche 27 und eine hohlzylinderförmige Buchse 28 besitzt. Das Anschlusselement 26 tritt mit der Buchse 28 in eine korrespondierende Bohrung 29 der Nockenwelle ein. Mit dem Einschrauben der Zentralschraube 22 in das stirnseitige Gewinde der Nockenwelle 6 wird das An-

Schlusselement 26 zwischen der Stirnseite der Nockenwelle 6 und dem Kopf der Zentralschraube 22 verspannt, wobei die Ringfläche 27 gegen die Stirnseite der Nockenwelle 6 gepresst wird.

Figur 5 zeigt einen Nockenwellenversteller 1 , der mit unverändertem Durchmesser 30 und unveränderter frei auskragender Länge 31 der Buchse 28 in Teilgruppen mit unterschiedlichen Nockenwellen 6, 6' und/oder unterschiedlichen Einbaubedingungen eingesetzt werden soll.

Hierzu findet, wie in Figur 6 dargestellt, ein Adapter 32a Einsatz, der axial zwischen die Nockenwelle 6a und das Anschlusselement 26 zwischengeschaltet ist. Der Adapter 32a ist im Halbquerschnitt ungefähr L-förmig ausgebildet, wobei der quer zu der Längsachse 21 -21 orientierte Schenkel 33 einen Ringflansch bildet, mit dem der Adapter 32a an einer Gegenfläche des Anschluss- elementes 26 oder, wie in Figur 6 dargestellt, an einer Außenfläche des No- ckenwellenverstellers 1 anliegt. Der andere Schenkel 34 besitzt im übergangsbereich zu dem Schenkel 33 einen Absatz 35, mit dem der Adapter 32a passgenau in einer Längsausnehmung der Nockenwelle 6a aufgenommen ist unter Vorgabe der Orientierung des Adapters 32a fluchtend zur Längsachse 21 -21. Im Kontaktbereich des Absatzes 35 mit der Nockenwelle 6a können geeignete Dichtelemente vorgesehen sein. Benachbart dem Absatz 35 ist zwischen dem Schenkel 34 des Adapters 32a und der Nockenwelle 6a eine hohlzylinderförmi- ger Ringspalt 36 ausgebildet, über den eine Radialbohrung 37 der Nockenwelle 6a eine Strömungsmittelverbindung mit einer Radialbohrung 38 des Adapters 32a bildet. Von der Radialbohrung 38 kann ein Strömungsmittel, insbesondere ein Druckmittel und/oder ein Schmiermittel, über geeignete Kanäle und übertrittsquerschnitte in den Nockenwellenversteller 1 eintreten. Mit dem der Radialbohrung 37 vorgelagerten Endbereich 39 des Schenkels 34 ist der Adapter 32a passgenau in einer Bohrung 40 der Nockenwelle aufgenommen oder in eine Gewindebohrung 40 eingeschraubt. Für das in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel ist somit der Adapter 32a unabhängig von der Zentralschraube 22a in der Nockenwelle 6a befestigt. Mittels der Zentralschraube 22a, die in ein Durchgangsgewinde 41 des Adapters 32a eingeschraubt ist, wird dann das

Anschlusselement 26 mit dem Adapter 32a zentral verschraubt.

Unterschiedlichen Einbaubedingungen und/oder unterschiedlichen Geometrien der Nockenwelle 6a kann durch eine veränderte Ausgestaltung unterschiedliche Adapter 32a, 32b, 32c für unterschiedliche Teilgruppen a, b, c Rechnung getragen werden, beispielsweise durch eine unterschiedliche axiale Bemessung des Schenkels 33, wodurch eine Abstand zwischen der Stirnseite der Nockenwelle 6a und dem Nockenwellenversteller 1 angepasst werden kann.

Für das in Figur 7 dargestellte Ausführungsbeispiel b ist abweichend zu Figur 6 die Zentralschraube 22b unmittelbar stirnseitig und zentral in ein entsprechendes Gewinde der Nockenwelle 6b eingeschraubt. In diesem Fall besitzt der A- dapter 32b einen rechteckigen oder quadratischen Halbquerschnitt und findet Aufnahme mit seiner äußeren Mantelfläche 42 passgenau in einer inneren Man- telfläche 43 einer stirnseitigen Bohrung 44 der Nockenwelle 6b. An einer inneren Mantelfläche 45 des Adapters 32b stützt sich passgenau eine äußere Mantelfläche 46 des Anschlusselementes 26 ab. Die Stirnseiten des Adapters 32b liegen an einer Außenfläche des Nockenwellenverstellers 32 sowie dem Grund der Bohrung 44 der Nockenwelle 6b unter durch die Zentralschraube 22b vor- gegebener Vorspannung an. Strömungskanäle 47, die hier in axialer Richtung orientiert sind, münden in Strömungskanäle, die in dem Adapter 32b und/oder zwischen Adapter 32b, Anschlusselement 26 und/oder Nockenwelle 6b gebildet sind, wodurch beispielsweise ein übertritt eines Strömungsmittels zu dem Nockenwellenversteller 1 ermöglicht ist.

Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform c, für die der Adapter 32c mit einer Ringfläche 27 gebildet ist, die radial außen liegend auf der der Nockenwelle 6c zugewandten Seite die Buchse 28 trägt. In diesem Fall stützt sich eine innen liegende Mantelfläche der Ringfläche 27 an der äußeren Mantelfläche des An- Schlusselementes 26 ab, während eine innen liegende Mantelfläche der Buchse 28 passgenau einen stirnseitigen Fortsatz 48 der Nockenwelle 6c aufnimmt. Die Stirnseiten des Adapters 32c sind über die Zentralschraube 22c zwischen der Nockenwelle 6c und dem Nockenwellenversteller 1 verspannt. über eine derar-

tige Verspannung kann der Kontaktbereich zwischen Adapter 32 und Nocken- wellenversteller 1 und Nockenwelle 6 radial nach außen abgedichtet sein, wobei sich radial innen liegend von dem Adapter 32c eine Hohlkammer bilden kann, über die beispielsweise ein Strömungsmittelaustausch zwischen Nockenwelle 6c und Nockenwellenversteller 1 ermöglicht ist. Für das in Figur 8 dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt die Nockenwelle 6c in dem an den Adapter 32c angrenzenden Bereich einen Absatz, über den ein übertritt eines Strömungsmittels, beispielsweise von einem nicht dargestellten Zylinderkopf, mit einer Ringnut zu einer Radialbohrung 49 erfolgen kann, die in eine stirnseitige Axial- bohrung 50 mündet, von der unter Mitwirkung des Adapters 32c das Strömungsmittel dem Nockenwellenversteller 1 zuführbar ist.

In den Figuren 6 bis 8 findet der gleiche Nockenwellenversteller 1 gemäß Figur 5 mit identischen Anschlussmaßen (Durchmesser 30, Länge 31 ) Einsatz, ob- wohl einerseits die Geometrien der Nockenwellen 6, 6b, 6c in den Figuren 6 bis 8 sehr unterschiedliche sind und auch der Abstand der Stirnseiten der Nockenwellen 6a, 6b, 6c von dem Nockenwellenversteller 1 sehr unterschiedlich ist. Ebenfalls die Führung des Strömungsmittels zwischen Nockenwelle 6a, 6b, 6c und Nockenwellenversteller 1 ist in den Figuren 6 bis 8 sehr unterschiedlich. Die in Figuren 6 bis 8 dargestellten Ausführungsformen stellen jeweils eine Teilgruppe im Sinne der Erfindung dar, die mit Einsatz eines gemeinsamen, baugleichen Nockenwellenverstellers zu einer erfindungsgemäßen Gruppe zusam- mengefasst werden können dadurch, dass zur Anpassung jeweils unterschiedliche Adapter 32a, 32b, 32c eingesetzt werden.

Während Figur 9 die Einbauverhältnisse für eine rechte Zylinderbank 51 zeigt, ist in Figur 10 die Einbausituation für eine linke Zylinderbank 52 dargestellt. Während naturgemäß die Lage einer gemeinsamen Kettenspur 53 für die rechte Zylinderbank 51 und die linke Zylinderbank 52 dieselbe ist, ergibt sich für die rechte Zylinderbank 51 ein Abstand 54 der Kettenspur 53 von einer vorderen Stirnseite der Nockenwellen oder einem ersten Nockenwellenlager 63, der größer ist als der entsprechende Abstand 55 bei der linken Zylinderbank 52. Derart unterschiedlichen Abständen wird durch Einsatz unterschiedlicher Adapter 32d

bei den Zylinderbänken 51 , 52 Rechnung getragen, wobei für die linke Zylinderbank 52 mit dem kleineren Abstand auch vollständig auf den Einsatz eines A- dapters 32 verzichtet werden kann. Eine derartige Lösung ist insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylinderbänken sowie mit separaten Steu- ertrieben sinnvoll. Beispielsweise sind bei V-Motoren die rechte und linke Zylinderbank versetzt zueinander angeordnet. Abhängig von der Auslegung des Steuertriebes ergeben sich in einigen Fällen auch unterschiedliche Abstände zwischen einem ersten Nockenwellenlager und der Lage der Kettenspur. In einem derartigen Fall ist der Adapter 32 als "Zwischenstück" ausgebildet.

Figur 1 1 zeigt den Einsatz eines Adapters 32e mit einer weiteren Funktion, nämlich als Drehübertrager 64 für ein Strömungsmittel. Hierzu besitzt der Adapter 32e eine radial außen liegende, umlaufende Nut 56. In die Nut 56 mündet eine Radialbohrung des Adapters 32e, über die das Strömungsmittel von der Nut 56 in das Innere des Adapters 32e übertreten kann, wo ein umlaufender Zwischenraum 58 zwischen Adapter 32e und Zentralschraube 22 gebildet ist. Hierdurch kann der Nockenwellenversteller 1 bei Ausbildung als hydraulischer Nockenwellenversteller angesteuert werden oder alternativ oder kumulativ eine ölversorgung erfolgen.

Figuren 12 und 13 zeigen Möglichkeiten für eine Anpassung prinzipiell baugleich gestalteter Nockenwellenversteller 1 für den Fall, dass diese für unterschiedliche Teilgruppen unterschiedliche Betriebsstellungen ermöglichen sollen. Gemäß diesem Vorschlag der Erfindung können in den unterschiedlichen No- ckenwellenverstellern 1 unterschiedliche Positionierelemente eingesetzt werden. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Positionierelement um eine Anschlagscheibe 59 mit einem Anschlag 60, an dem ein Rotor oder Stator in einer Endlage zur Anlage kommen kann. Durch einen Austausch der Anschlagscheibe 59 für Nockenwellenversteller unterschiedlicher Teilgruppen kann eine einfache Anpassung der Betriebsstellungen und Endlagen vorgenommen werden.

Für das in Figur 14 dargestellte Ausführungsbeispiel ist der Adapter 32f mit

einem integrierten Federelement 61 und/oder Dämpfungselement 62 ausgestattet. Beispielsweise handelt es sich bei einem derartigen Federelement 61 und/oder Dämpfungselement 62 um ein zwischen Metallscheiben vulkanisiertes Elastomerelement. Durch Einsatz derartiger Elemente 61 , 62 kann eine über- tragung von Kräften, Momenten und Drehschwingungen zwischen Nockenwelle und Nockenwellenversteller beeinflusst werden.

Der Adapter 32 kann beschichtet sein oder eine besondere Oberflächenstruktur aufweisen, was einer Herstellung eines mikroskopischen Formschlusses zu benachbarten Bauelementen dienen kann. Beispielsweise kann ein scheibenförmiger Adapter 32 verhältnismäßig leicht umgeformt und gehärtet werden im Vergleich zu einer derartigen Bearbeitung einer Nockenwelle oder von Komponenten des Nockenwellenverstellers.

Ebenfalls denkbar ist, dass eine Verbindung erfolgt, bei der keine Zentrierbohrung vorgesehen ist, sondern vielmehr auf das Getriebe des Nockenwellenverstellers eine Hülse aufgesteckt ist, die einen Ring aufnimmt und zentriert, über den dann wiederum ein Stellaggregat zentriert ist.

Bezugszeichenliste

1 Nockenwellenversteller 31 Länge

2 überlagerungsgetriebe 32 Adapter

3 Antriebsrad 33 Schenkel

4 Stellwelle 34 Schenkel

5 Abtriebswelle 35 Absatz

6 Nockenwelle 36 Ringspalt

7 Stellaggregat 37 Radialbohrung

8 Zylinderkopf 38 Radialbohrung

9 Gehäuse 39 Endbereich

10 Dichtelement 40 Bohrung

11 Dichtelement 41 Durchgangsgewinde

12 Kupplung 42 äußere Mantelfläche

13 Exzenterwelle 43 innere Mantelfläche

14 Lagerelement 44 Bohrung

15 Taumelscheibe 45 innere Mantelfläche

16 Hohlwelle 46 äußere Mantelfläche

17 Lagerelement 47 Strömungskanal

18 Abtriebskegelrad 48 Fortsatz

19 Lagerung 49 Radialbohrung

20 Antriebskegelrad 50 Axialbohrung

21 Längsachse 51 rechte Zylinderbank

22 Zentralschraube 52 linke Zylinderbank

23 Steg 53 Kettenspur

24 Zusatzaggregat 54 Abstand

25 Antriebswelle 55 Abstand

26 Anschlusselement 56 Nut

27 Ringfläche 57 Radialbohrung

28 Buchse 58 Zwischenraum

29 Bohrung 59 Anschlagscheibe

30 Durchmesser 60 Anschlag

Federelement Dämpfungselement Nockenwellenlager Drehübertrager