Kupplungswelle, Aktor, Nockenwellenverstellgetriebe und Nockenwellensteller

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kupplungswelle für einen Nockenwellensteller.

[0002] Außerdem betrifft die Erfindung einen Aktor zum Stellen eines Nockenwellenverstellgetriebes.

[0003] Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Nockenwellenverstellgetriebe, das im Folgenden auch mit 'Verstellgetriebe' bezeichnet wird.

[0004] Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Nockenwellenversteller für eine Brennkraftmaschine.

[0005] Aus DE10 2004 041 751 A1, DE 10 2007 049 072 A1, DE 10 2004 061 711 A1 und DE 102 48 351 A1 sind diverse

[0006] Kupplungen zum Ausgleich einer Exzentrizität (Achsversatzes) zwischen einer Achse einer Stellwelle eines Aktors und einer Achse eines Verstellgetriebes bekannt. Diese Kupplungen üben bei entsprechendem radialem Achsversatz der entsprechenden Wellen Massenkräfte auf diese Wellen und deren Lagerungen aus. Bei Oldham-Kupplungen ist auch der große axiale Bauraumbedarf nachteilig.

[0007] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kupplungswelle für einen Nockenwellensteller bereitzustellen, mit der Massenkräfte auf diese Wellen und deren Lagerungen verringert werden können. Außerdem ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Aktor, ein Nockenwellenverstellgetriebe und einen Nockenwellenversteller mit diesem Vorteil bereitzustellen.

[0008] Diese Aufgabe wird mit einer Kupplungswelle gelöst, welche die Merkmale des Patentanspruchs 1 umfasst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0009] Erfindungsgemäß ist die Kupplungswelle für einen Nockenwellensteller dadurch weitergebildet, dass die Kupplungswelle an jedem ihrer beiden Enden je eine Kupplungskomponente für je eine achswinkelausgleichende Drehkupplung aufweist. Dadurch, dass die erfindungsgemäße Kupplungswelle an jedem ihrer beiden Enden eine Kupplungskomponente aufweist, ist es möglich, einen Achsversatz auszugleichen, ohne dass durch diese Maßnahme eine Herbeiführung oder Vergrößerung eines Achswinkels zwischen dem Aktor und dem Verstellgetriebe in Kauf genommen werden muss. Durch Aufteilung der Achsversatzanpassung auf zwei Kupplungen erhält der Entwickler einen zusätzlichen Freiheitsgrad, den er nutzen kann, den Achswinkel für die Krafteinleitung in den Aktor beziehungsweise in das Verstellgetriebe zu verringern. Durch Verringerung des Achswinkels für die Krafteinleitung in den Aktor beziehungsweise in das Verstellgetriebe wird eine Rotationssymmetrie der Kraftübertragung verbessert und eine Stärke der nachteiligen Massenkräfte verringert. Die Kupplungswelle kann, aber muss nicht, einstückig sein.

[0010] Eine (gesamte) Axiallänge der Kupplungswelle kann größer sein als w % eines maximalen Durchmessers der größeren Kupplungskomponente, wobei w % mindestens 130 %, insbesondere mindestens 150 %, beträgt.

[0011] Die Kupplungswelle kann zwischen ihren beiden Enden über mehr als w % ihrer (gesamten) Axiallänge verjüngt sein, wobei w % mindestens 30 %, insbesondere mindestens 60 %, beträgt.

[0012] Die Kupplungswelle kann auf mindestens einer ihrer beiden Stirnseiten eine zylindersymmetrische, konvexe Ausformung umfassen, die konzentrisch zur Hauptlängsachse der Kupplungswelle angeordnet ist.

[0013] Die Kupplungswelle kann einen Flansch für ein Lager umfassen.

[0014] Die erste achswinkelausgleichende Drehkupplung kann einen Sicherungsbolzen oder eine Komponente einer Zahnkupplung, einer Klauenkupplung, einer Steckkupplung, einer Mitnehmerkupplung, einer Stirnzahnradkupplung, einer Tellerzahnradkupplung, einer Gelenkscheibe, einer Balgkupplung, einer Elastomerkupplung, einer Wendelkupplung, einer Federkupplung, einer Federscheibenkupplung, einer Stegkupplung, einer Ausgleichskupplung, eines Kardangetriebes oder eines Gleichlaufgelenks umfasst. Unabhängig davon kann die zweite achswinkelausgleichende Drehkupplung einen Sicherungsbolzen oder eine Komponente einer Zahnkupplung, einer Klauenkupplung, einer Steckkupplung, einer Mitnehmerkupplung, einer Stirnzahnradkupplung, einer Tellerzahnradkupplung, einer Gelenkscheibe, einer Balgkupplung, einer Elastomerkupplung, einer Wendelkupplung, einer Federkupplung, einer Federscheibenkupplung, einer Stegkupplung, einer Ausgleichskupplung, eines Kardangetriebes oder eines Gleichlaufgelenks umfassen. Die Zahnkupplungskomponente kann eine Bogenzahnkupplung umfassen. Die Zahnkupplungskomponente kann eine kugel- oder kugelabschnittförmige Grundform aufweist, auf der die Zähne der Zahnkupplungskomponente angeordnet sind.

[0015] Erfindungsgemäß ist der Aktor dadurch weitergebildet, dass eine Kupplungswelle zum Stellen des Nockenwellenverstellgetriebes mit dem Aktor mittels einer ersten achswinkelausgleichenden Drehkupplung in einem Bereich des Aktors gekuppelt ist, der von dem Verstellgetriebe abgewandt ist. Hierdurch kann bei unverändertem Abstand zwischen Aktor und Nockwellenverstellgetriebe der Abstand zwischen dem Ort der abwinkelbaren Verbindung mit dem Rotor und dem Nockenwellenverstellgetriebe vergrößert werden, wodurch eine Verringerung des Achswinkels für die Krafteinleitung in das Verstellgetriebe erzielt, eine Rotationssymmetrie der Kraftübertragung verbessert und eine Stärke der nachteiligen Massenkräfte verringert wird.

[0016] Die Kupplungswelle kann sich über mehr als 50% einer (gesamten) Axiallänge eines Rotors des Aktors erstrecken.

[0017] Die Kupplungswelle kann in dem Aktor auf jedem Umfangswinkel in Nickrichtung drehbar angeordnet sein, wobei ein Nickwinkel der Kupplungswelle gegenüber einer Achse des Aktors bis mindestens 1°, insbesondere bis mindestens 2°, insbesondere bevorzugt bis mindestens 3°, betragen kann.

[0018] Die Kupplungswelle kann in dem Rotor axial verschiebbar angeordnet sein.

[0019] Der Aktor kann eine Axiallagerkomponente zum Vorspannen der Kupplungswelle in Richtung der Hauptlängsachse der Kupplungswelle umfassen.

[0020] Die erste achswinkelausgleichende Drehkupplung zur Kopplung mit dem Rotor kann einen Sicherungsbolzen oder eine Komponente einer Zahnkupplung, einer Klauenkupplung, einer Steckkupplung, einer Mitnehmerkupplung, einer Stirnzahnradkupplung, einer Tellerzahnradkupplung, einer Gelenkscheibe, einer Balgkupplung, einer Elastomerkupplung, einer Wendelkupplung, einer Federkupplung, einer Federscheibenkupplung, einer Stegkupplung, einer Ausgleichskupplung, eines Kardangetriebes oder eines Gleichlaufgelenks umfassen.

[0021] Der Aktor kann eine erfindungsgemäße Kupplungswelle umfassen.

[0022] Erfindungsgemäß ist das Nockenwellenverstellgetriebe dadurch weitergebildet, dass eine Innen oder Außenverzahnung eines Getriebeantriebszahnrads des Nockenwellenverstellgetriebes für den Eingriff der Zahnkupplungskomponente einer erfindungsgemäßen Kupplungswelle ausgebildet oder geeignet ist oder dass das Nockenwellenverstellgetriebe eine erfindungsgemäße Kupplungswelle umfasst.

[0023] Die Zahnkupplungskomponente der Kupplungswelle kann ein fliegendes Getriebeantriebszahnrad des Nockenwellenverstellgetriebes bilden.

[0024] Erfindungsgemäß ist der Nockenwellenversteller dadurch weitergebildet, dass er einen erfindungsgemäßen Aktor und/oder ein erfindungsgemäßes Nockenverstellgetriebe umfasst.

[0025] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

schematisch eine teilweise angeschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Nockenwellenstellers;

Fig. 2

schematisch einen perspektivischen Seitenquerschnitt der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenstellers;

Fig. 3

schematisch in Seitenansicht ein Grundkonzept des erfindungsgemäßen Achsversatzausgleichs der ersten Ausführungsform;

Fig. 4

schematisch in Seitenansicht ein Grundkonzept eines Achsversatzausgleichs einer Ausführungsform, welche kein Bestandteil der Erfindung ist;

Fig. 5

schematisch eine teilweise angeschnittenen Seitenansicht eines Nockenwellenstellers mit einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungswelle;

Fig. 6

schematisch eine Detailansicht eines Seitenquerschnitts der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenstellers; und

Fig. 7

schematisch eine perspektivische Ansicht eines geöffneten Nockenwellenverstellgetriebes mit einem fliegenden Getriebeantriebszahnrad.

[0026] In den Figuren werden für entsprechende Komponenten jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet. Bezugszeichenbezogene Erläuterungen gelten daher auch figurenübergreifend, sofern sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt.

[0027] Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Nockenwellensteller 10 umfasst einen Stellmotor 12 und ein Verstellgetriebe 32. Der Stellmotor 12 kann beispielsweise eine elektrische Maschine (Elektromotor), ein Hydraulikantrieb oder ein Pneumatikantrieb sein. Der Stellmotor 12 umfasst einen Rotor 14, der in zwei Rotorlagern 16 gelagert ist. Der Rotor 14 umfasst eine Hohlwelle 18. Die Hohlwelle 18 ist von einem Radialwellendichtring 20 umgeben, der dazu beiträgt, den ölgefüllten Nockenwellenraum 22 gegenüber Teilen des Stellmotors 12 abzudichten. Nockenwellenseitige Teile 26, 32 des Nockenwellenstellers 10 befindet sich typischerweise unter Motoröl 24. Eine Kupplungswelle 26 ist durch die Hohlwelle 18 hindurchgeführt und auf derjenigen Seite des Rotors 14 an dem Rotor 14 befestigt, die von dem Verstellgetriebe 32 abgewandt ist. Die Kupplungswelle 26 kann sich über mehr als 50% einer (gesamten) Axiallänge eines Rotors 14 erstrecken.

[0028] An diesem stellmotorseitigen Ende 30 ist die Kupplungswelle 26 für eine Drehmomentübertragung zu dem Verstellgetriebe 32 mittels eines Sicherungsbolzens 34 an dem Rotor 14 angelenkt. Die Kupplungswelle 26 weist an ihrem stellmotorseitigen Ende 30 eine Durchführung 25 für einen Sicherungsbolzen 34 auf. Der Sicherungsbolzen 34 ist in gegenüberliegenden Löchern 36 in der Wandung der Hohlwelle 18 gelagert. Im Bereich der Durchführung 25 für den Sicherungsbolzen 34 kann die Kupplungswelle 26 eine spindel- oder kugelförmige Verdickung 38 aufweisen, deren Außendurchmesser nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser 40 der Hohlwelle 18. Dadurch wird erreicht, dass die Kupplungswelle 26 (unabhängig von ihrer Taumelbewegung) in der Hohlwelle 18 so befestigt ist, dass am Ort des Sicherungsbolzens 34 eine Hauptlängsachse 27 der Kupplungswelle 26 einen gemeinsamen Schnittpunkt 42 mit der Hauptlängsachse 19 der Hohlwelle 18 hat.

[0029] Der Sicherungsbolzen 34 ist in der Hohlwelle 18 um seine Hauptlängsachse 35 drehbar gelagert. Eine solche Drehung ist eine Rollbewegung 44 des Sicherungsbolzens 34 (siehe Fig. 2). Außerdem ist der Sicherungsbolzen 34 in der Hohlwelle 18 mit so viel Spiel gelagert, dass er gegenüber einer Achse 37 der Löcher 36 gekippt werden kann. Ein solches Kippen 48 ist eine Nickbewegung des Sicherungsbolzens 34. Dadurch, dass der Sicherungsbolzen 34 in der Hohlwelle 18 sowohl eine Rollbewegung 44 als auch eine Nickbewegung 48 ausführen kann, kann die Kupplungswelle 26 (bezogen auf den Schnittpunkt 42 der Hauptlängsachsen 19, 27) in jede Radialrichtung gekippt werden, also taumeln. Um die Kupplungswelle 26 in Axialrichtung zu stützen oder gegen das Verstellgetriebe 32 vorzuspannen, kann die Kupplungswelle 26 auf mindestens einer ihrer beiden Stirnseiten 30, 31 eine zylindersymmetrische, konvexe Ausformung 28 umfasst, die konzentrisch zur Hauptlängsachse 27 der Kupplungswelle 26 angeordnet ist.

[0030] Wie Fig. 3 zeigt, kann ein (tellerförmiger) Sicherungsflansch 50 zwischen Elastomerscheiben 52 eingeklemmt sein, die auf der Rotorseite 54 konzentrisch angeordnet sind. Dadurch kann die Kupplungswelle 26 beim Rotieren des Rotors 14 eine gleichmäßige Taumelbewegung ausführen. Statt eines Sicherungsflansches 50 können an der Kupplungswelle 26 auch mehrere Fortsätze befestigt oder angeformt sein, die beispielsweise in 3, 4 oder 5 Umfangsrichtungen weisen. Auf der anderen Seite 31 der Kupplungswelle 26 greift ein Kegelzahnrad 60 der Kupplungswelle 26 in ein Kegelzahnrad 72 des Verstellgetriebes 32 ein. Durch die gegenseitige Selbstzentrierung der Kegelzahnräder 60, 72 und den Andruck des federgestützten Kugelauflagers 62 bleiben die Zähne der beiden Kegelzahnräder 60, 72 trotz des Achswinkels 64 zwischen Kupplungswelle 26 und Verstellgetriebe 32 in losefreiem Eingriff. Die gestrichelten Linien deuten Grate der ineinandergreifenden Zähne der Kegelzahnräder 60, 72 an. Die Skizze zeigt auch, dass zwischen der Kupplungswelle 26 und der Hohlwelle 18 ein ausreichender Spielraum 66 vorgesehen werden kann, damit der Kupplungswelle 26 genügend Freiraum für die erforderliche Taumelbewegung bleibt. Dazu kann die Kupplungswelle 26 zwischen ihren beiden Enden 30, 31 über mehr als w % ihrer Axiallänge 39 verjüngt ist, wobei w % mindestens 30 %, insbesondere mindestens 60 %, beträgt. Bei entsprechendem Achsversatz 79 kann sich die dargestellte Winkelanordnung nicht nur in Seitenansicht, sondern auch aus Sicht jedes anderen Umfangswinkels der Hauptlängsachse des Rotors 14 ergeben.

[0031] Die Kupplungsvorrichtung der Figur 4 ist kein Teil der Erfindung. Wie Fig. 4 zeigt, kann die Kupplungswelle 26 auch starr an dem Rotor 14 befestigt sein, wenn sie eine ausreichende Biegefähigkeit bei gleichzeitig ausreichender Torsionsfestigkeit aufweist. Bei einem kreis- oder ringförmigen Querschnitt der Kupplungswelle 26 geht eine Erhöhung der Biegefähigkeit typischerweise gleichermaßen mit einer Erhöhung der Torsionsfähigkeit einher. Je nach Anwendung kann es auch sein, dass (beispielsweise aufgrund einer Untersetzung) eine Verdrillung der biegsamen Kupplungswelle 26 nicht stört. Oder es kann durch Wahl eines Materials mit einer geeigneten Querkontraktionszahl (poisson's ratio), durch Wahl eines anisotropen Materials, oder durch einen anisotropischen Aufbau der Kupplungswelle versucht werden, das Verhältnis von Biegesteifigkeit zu Torsionssteifigkeit an konkrete Anwendungsanforderungen anzupassen. Bei entsprechendem Achsversatz 79 kann sich die dargestellte Winkelanordnung nicht nur in Seitenansicht, sondern auch aus Sicht jedes anderen Umfangswinkels der Hauptlängsachse des Rotors 14 ergeben.

[0032] Die in Fig. 5 und 6 gezeigte Kupplungswelle 26 weist stellmotorseitig eine Bogenzahnkupplungskomponente 58 auf. Die Bogenverzahnung erlaubt ein Anwinkeln der Kupplungswelle 26 gegenüber einer Hauptlängsachse 15 des Rotors 14 und der Hohlwelle 18. Unabhängig davon erlaubt die Innenverzahnung 59 der Hohlwelle 18 eine axiale Positionsanpassung der Kupplungswelle 26 entlang der Hauptlängsachse 19 der Hohlwelle 18. Die Kupplungswelle 26 der Fig. 5 und 6 umfasst auch auf der Seite des Verstellgetriebes 32 eine Bogenzahnkupplungskomponente 60, die in einen Innenzahnkranz eines Getriebenantriebszahnrads 72 des Verstellgetriebes 32 eingreift. Die Bogenzahnkupplungskomponente 60 hat hier einen größeren Durchmesser 69, weil sich das Getriebenantriebszahnrad 72 an einer Stelle befindet, an der bei der Montage eine Befestigungsschraube für das Verstellgetriebe 32 mit dem Kettenrad 74 an der Nockenwelle 76 hindurchzuführen ist.

[0033] Wie schon zu Figur 3 erläutert, kann auch bei der zweiten Ausführungsform die Kupplungswelle 26 mittels Federkraft in Richtung Verstellgetriebe 32 gedrückt werden. Das zur Nockenwelle 76 zeigende Ende 31 der Kupplungswelle 26 kann durch eine Pendellagerung in dem Verstellgetriebe 32 (beispielsweise auf einem Zwischenzahnrad) oder alternativ gegen die Nockenwelle 76 abgestützt sein. Das Ende 31 der Kupplungswelle 26 kann auf einem Kugellager 78 gelagert sein, das einen balligen Außenring 80 aufweist, damit es bei Achsversatz 79 gegenüber der Hauptachse 33 des Verstellgetriebes 32 etwas angewinkelt werden kann. Die Kupplungswelle 26 kann einen Flansch 81 aufweisen, auf dem das Kugellager 78 befestigt ist. Das Kugellager 78 kann innerhalb eines Zahnkranzes 72 liegen. Es kann sich auf einem Zapfen der Nockenwelle 76 abstützen.

[0034] Die Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines geöffneten Verstellgetriebes 32 mit dem Getriebenantriebszahnrad 72. Das Getriebenantriebszahnrad 72 ist hier als fliegendes Zahnrad ausgeführt und weist eine Innenverzahnung und eine Außenverzahnung auf. Das Getriebenantriebszahnrad 72 dient dazu, über eine (in der Figur nicht dargestellte) Untersetzung mit Zwischenzahnrädern 84 eine Verstellwelle des Verstellgetriebes 32 anzutreiben. Spurkränze 82 am Getriebeantriebszahnrad 72 und an den Zwischenzahnrädern 84 halten das Getriebeantriebszahnrad 72 auf Achsposition zwischen den Zwischenzahnrädern 84. Bezüglich der zur Achsverbindung der Zwischenzahnräder 84 senkrechten Richtung wird das Getriebeantriebszahnrad 72 durch Führungsräder 86 gehalten. Unabhängig davon sollte das Getriebeantriebszahnrad 72 auch in axialer Richtung ausreichend fixiert oder gelagert sein. Dies kann beispielsweise durch Gleitlagerflächen oder durch ein (in der Figur nicht dargestelltes) Kugellager erreicht werden.

[0035] Zusammengefasst wird mit der Erfindung eine Kupplungswelle 26, ein Aktor 12, ein Nockenwellenverstellgetriebe 32 und ein Nockenwellensteller 10 bereitgestellt, mit der bzw. mit dem radiale Kräfte zwischen der Kupplung und der Getriebeeingangswelle verringert oder vermieden werden können. Dies gilt insbesondere in Kombination mit einer fliegend gelagerten Getriebeeingangswelle (Getriebeantriebszahnrad 72). Unabhängig davon ermöglicht die platzsparende Bauweise eine Verringerung des axialen Bauraumbedarfs für den Nockenwellensteller 10. Bauraum, der für die Kupplung von Stellmotor 12 mit Verstellgetriebe 32 eingespart werden kann, erlaubt die Verwendung eines kostengünstigeren Verstellgetriebes 32 oder eines kostengünstigeren Stellmotors 12.

Bezugszeichen:

[0036] 

10

Nockenwellensteller

12

Stellmotor

14

Rotor

15

Hauptlängsachse des Rotors 14

16

Rotorlager

18

Hohlwelle

19

Hauptlängsachse der Hohlwelle 18

20

Radialwellendichtung

22

Nockenwellenraum

23

Axiallänge des Rotors 14

24

Motoröl

25

Durchführung für Sicherungsbolzen

26

Kupplungswelle

27

Hauptlängsachse der Kupplungswelle 26

28

konvexe Ausformung der Kupplungswelle 26

30

stellmotorseitiges Ende der Kupplungswelle 26

31

verstellgetriebeseitiges Ende der Kupplungswelle 26

32

Verstellgetriebe

33

Hauptachse des Verstellgetriebes 32

34

Sicherungsbolzen

35

Hauptlängsachse des Sicherungsbolzens 34

36

Löcher in der Wandung der Hohlwelle 18

37

Achse der Löcher 36

38

spindel- oder kugelförmige Verdickung der Kupplungswelle 26

39

Axiallänge der Kupplungswelle 26

40

Innendurchmesser der Hohlwelle 18

42

Schnittpunkt der Hauptlängsachsen 19 und 27

44

Rollbewegung des Sicherungsbolzens 34

48

Nickbewegung des Sicherungsbolzens 34

50

Sicherungsflansch

52

Elastomerscheiben

54

Rotorseite

56

Sicherungsflansch

58

stellmotorseitige Bogenzahnkupplungskomponente der Kupplungswelle 26

59

Innenverzahnung der Hohlwelle 18

60

verstellgetriebeseitige Bogenzahnkupplungskomponente der Kupplungswelle 26

62

federgestütztes Kugelauflager

64

Achswinkel

66

Spielraum zwischen Kupplungswelle 26 und Wandung der Hohlwelle 18

69

Durchmesser der Bogenzahnkupplungskomponente 60

72

Getriebeantriebszahnrad des Verstellgetriebes 32

74

Kettenrad

76

Nockenwelle

78

Kugellager

79

Achsversatz

80

Außenring des Kugellagers 78

81

Flansch der Kupplungswelle 26

82

Spurkränze am Getriebeantriebszahnrad 72

84

Zwischenzahnrad

86

Führungsräder

Ansprüche

1. Kupplungswelle (26) für einen Nockenwellensteller (10), der einen Stellmotor (12) mit einer in dessen Rotor (14) enthaltenen Hohlwelle (18) und ein Verstellgetriebe (32) umfasst, wobei diese Kupplungswelle (26) starr ist, und wobei diese Kupplungswelle (26), die durch die Hohlwelle (18) geführt ist, an jedem ihrer beiden Enden (30, 31) je eine Kupplungskomponente (58, 60) aufweist und eine gleichmäßige Taumelbewegung in der Hohlwelle (14) ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kupplungskomponente (58, 60) als Drehkupplung (18, 58, 60, 72) zum Achswinkelausgleich gegenüber sowohl dem Rotor (14) als auch dem Versteller (32) ausgelegt ist.

2. Kupplungswelle (26) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Axiallänge (39) der Kupplungswelle (26) größer ist als w % eines maximalen Durchmessers (69) der größeren Kupplungskomponente (58, 60), wobei w % mindestens 130 %, insbesondere mindestens 150 %, beträgt.

3. Kupplungswelle (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (26) zwischen ihren beiden Enden (30, 31) über mehr als w % ihrer Axiallänge (39) verjüngt ist, wobei w % mindestens 30 %, insbesondere mindestens 60 %, beträgt.

4. Kupplungswelle (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (26) auf mindestens einer ihrer beiden Stirnseiten eine zylindersymmetrische, konvexe Ausformung (28) umfasst, die konzentrisch zur Hauptlängsachse (27) der Kupplungswelle (26) angeordnet ist.

5. Kupplungswelle (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (26) einen Flansch für ein Lager (78) umfasst.

6. Kupplungswelle (26) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste achswinkelausgleichende Drehkupplung (18, 58) eine Ausführung aus der nachfolgenden Aufüstung ist: einSicherungsbolzen (34) oder eine Komponente einer Zahnkupplung, eine Klauenkupplung, eine Steckkupplung, eine Mitnehmerkupplung, eine Stirnzahnradkupplung, eine Tellerzahnradkupplung, eine Gelenkscheibe, eine Balgkupplung, eine Elastomerkupplung, eine Wendelkupplung, eine Federkupplung, eine Federscheibenkupplung, eine Stegkupplung, eine Ausgleichskupplung, ein Kardangetriebes oder ein Gleichlaufgelenks und/oder dass die zweite achswinkelausgleichende Drehkupplung eine Ausführung aus der nachfolgenden Auflistung ist: einSicherungsbolzen oder eine Komponente einer Zahnkupplung, eine Klauenkupplung, eine Steckkupplung, eine Mitnehmerkupplung, eine Stirnzahnradkupplung, eine Tellerzahnradkupplung, eine Gelenkscheibe, eine Balgkupplung, eine Elastomerkupplung, eine Wendelkupplung, eine Federkupplung, eine Federscheibenkupplung, eine Stegkupplung, eine Ausgleichskupplung, einKardangetriebes oder ein Gleichlaufgelenks.

7. Aktor (12) zum Stellen eines Verstellgetriebes (32) eines Nockenwellenstellers mit einer Kupplungswelle (26) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplungswelle (26) zum Stellen des Nockenwellenverstellgetriebes (32) mit dem Aktor (12) mittels einer ersten achswinkelausgleichenden Drehkupplung (18, 58) in einem Bereich des Aktors (12) gekuppelt ist, der von dem Verstellgetriebe (32) abgewandt ist.

8. Aktor (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kupplungswelle (26) über mehr als 50% einer Axiallänge (23) eines Rotors (14) des Aktors (12) erstreckt.

9. Aktor (12) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (26) in dem Aktor (12) auf jedem Umfangswinkel in Nickrichtung drehbar angeordnet ist, wobei ein Nickwinkel (44) der Kupplungswelle (26) gegenüber einer Achse (19) des Aktors (12) bis mindestens 1°, insbesondere bis mindestens 2°, insbesondere bevorzugt bis mindestens 3°, betragen kann.

10. Aktor (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungswelle (26) in dem Rotor (14) axial verschiebbar angeordnet ist.

11. Aktor (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (12) eine Axiallagerkomponente (62) zum Vorspannen der Kupplungswelle (26) in Richtung einer Hauptlängsachse (27) der Kupplungswelle (26) umfasst.

12. Aktor (12) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste achswinkelausgleichende Drehkupplung (18, 58) zur Kopplung mit dem Rotor (14) einen Sicherungsbolzen (26) oder eine Komponente (58) einer Zahnkupplung (58, 18), einer Klauenkupplung, einer Steckkupplung, einer Mitnehmerkupplung, einer Stirnzahnradkupplung, einer Tellerzahnradkupplung, einer Gelenkscheibe, einer Balgkupplung, einer Elastomerkupplung, einer Wendelkupplung, einer Federkupplung, einer Federscheibenkupplung, einer Stegkupplung, einer Ausgleichskupplung, eines Kardangetriebes oder eines Gleichlaufgelenks umfasst.

13. Verstellgetriebe (32) für einen Nockenwellenversteller mit einer Kupplungswelle (26) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innen- oder Außenverzahnung eines Getriebeantriebszahnrads (72) des Verstellgetriebes (32) für den Eingriff der Zahnkupplungskomponente (60) einer Kupplungswelle (26) ausgebildet oder geeignet ist..

14. Verstellgetriebe (32) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnkupplungskomponente (60) der Kupplungswelle (26) ein fliegendes Getriebeantriebszahnrad (72) des Verstellgetriebes (32) bildet.

Claims

1. Coupling shaft (26) for a camshaft adjuster (10) which comprises an actuating motor (12), with a hollow shaft (18) which is contained in its rotor (14), and an adjusting mechanism (32), the said coupling shaft (26) being rigid, and the said coupling shaft (26) which is guided through the hollow shaft (18) having in each case one coupling component (58, 60) at each of its two ends (30, 31) and performing a uniform tumbling movement in the hollow shaft (14), characterized in that each coupling component (58, 60) is configured as a rotary coupling (18, 58, 60, 72) for axis angle compensation with respect to both the rotor (14) and the adjuster (32).

2. Coupling shaft (26) according to the preceding claim, characterized in that an axial length (39) of the coupling shaft (26) is greater than w % of a maximum diameter (69) of the larger coupling component (58, 60), w % being at least 130%, in particular at least 150%.

3. Coupling shaft (26) according to either of the preceding claims, characterized in that the coupling shaft (26) is tapered between its two ends (30, 31) over more than w % of its axial length (39), w % being at least 30%, in particular at least 60%.

4. Coupling shaft (26) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling shaft (26) comprises, on at least one of its two end sides, a cylindrically symmetrical, convex shaped-out formation (28) which is arranged concentrically with respect to the main longitudinal axis (27) of the coupling shaft (26).

5. Coupling shaft (26) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling shaft (26) comprises a flange for a bearing (78).

6. Coupling shaft (26) according to Claim 1, characterized in that the first axis angle-compensating rotary coupling (18, 58) is an embodiment from the following list: a securing pin (34) or a component of a tooth coupling, a claw coupling, a plug-in coupling, a driver coupling, a spur gear coupling, a ring gearwheel coupling, a flexible disc, a bellow coupling, an elastomer coupling, a helical coupling, a spring coupling, a disc spring coupling, a web coupling, a compensating coupling, a cardan mechanism or a constant velocity joint, and/or in that the second axis angle-compensating rotary coupling is an embodiment from the following list: a securing pin or a component of a tooth coupling, a claw coupling, a plug-in coupling, a driver coupling, a spur gear coupling, a ring gearwheel coupling, a flexible disc, a bellow coupling, an elastomer coupling, a helical coupling, a spring coupling, a disc spring coupling, a web coupling, a compensating coupling, a cardan mechanism or a constant velocity joint.

7. Actuator (12) for actuating an adjusting mechanism (32) of a camshaft adjuster with a coupling shaft (26) according to Claims 1 to 6, characterized in that a coupling shaft (26) for actuating the camshaft adjusting mechanism (32) is coupled to the actuator (12) by means of a first axis angle-compensating rotary coupling (18, 58) in a region of the actuator (12) which is remote from the adjusting mechanism (32).

8. Actuator (12) according to Claim 7, characterized in that the coupling shaft (26) extends over more than 50% of an axial length (23) of a rotor (14) of the actuator (12).

9. Actuator (12) according to either of Claims 7 and 8, characterized in that the coupling shaft (26) is arranged in the actuator (12) such that it can be rotated in the tilting direction at every circumferential angle, it being possible for a tilting angle (44) of the coupling shaft (26) with respect to an axis (19) of the actuator (12) to be up to 1°, in particular up to at least 2°, in particular preferably up to at least 3°.

10. Actuator (12) according to one of Claims 7 to 9, characterized in that the coupling shaft (26) is arranged axially displaceably in the rotor (14).

11. Actuator (12) according to one of Claims 7 to 10, characterized in that the actuator (12) comprises an axial bearing component (62) for prestressing the coupling shaft (26) in the direction of a main longitudinal axis (27) of the coupling shaft (26).

12. Actuator (12) according to one of Claims 7 to 11, characterized in that, for coupling to the rotor (14), the first axis angle-compensating rotary coupling (18, 58) comprises a securing pin (26) or a component (58) of a tooth coupling (58, 18), a claw coupling, a plug-in coupling, a driver coupling, a spur gear coupling, a ring gearwheel coupling, a flexible disc, a bellow coupling, an elastomer coupling, a helical coupling, a spring coupling, a disc spring coupling, a web coupling, a compensating coupling, a cardan mechanism or a constant velocity joint.

13. Adjusting mechanism (32) for a camshaft adjuster with a coupling shaft (26) according to Claims 1 to 6, characterized in that an internal or external toothing system of a mechanism drive gearwheel (72) of the adjusting mechanism (32) is configured or suitable for the engagement of the tooth coupling component (60) of a coupling shaft (26).

14. Adjusting mechanism (32) according to Claim 13, characterized in that the tooth coupling component (60) of the coupling shaft (26) forms a floating mechanism drive gearwheel (72) of the adjusting mechanism (32).

Revendications

1. Arbre d'embrayage (26) pour un régulateur d'arbre à came (10), qui comprend un servomoteur (12) avec un arbre creux (18) contenu dans le rotor (14) de ce dernier et une boite de vitesses de réglage (32), dans lequel cet arbre d'embrayage (26) est rigide, et dans lequel cet arbre d'embrayage (26), qui est guidé à travers l'arbre creux (18), présente à chacune de ses deux extrémités (30, 31) respectivement un composant d'accouplement (58, 60) et effectue un mouvement de nutation régulier dans l'arbre creux (14), caractérisé en ce que chaque composant d'accouplement (58, 60) est conçu comme un accouplement rotatif (18, 58, 60, 72) à des fins de compensation d'angle axial tant par rapport au rotor (14) qu'au régulateur (32).

2. Arbre d'embrayage (26) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'une longueur axiale (39) de l'arbre d'embrayage (26) est plus grande que w % d'un diamètre maximal (69) des composants d'accouplement plus grands (58, 60), dans lequel w % correspond au moins à 130%, notamment au moins 150%.

3. Arbre d'embrayage (26) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre d'accouplement (26) entre ses deux extrémités (30, 31) s'amincit de plus de w % de sa longueur axiale (39), dans lequel w % correspond au moins à 30%, notamment au moins 60%.

4. Arbre d'embrayage (26) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre d'embrayage (26) sur au moins un de ses deux côtés frontaux comprend un façonnage (28) convexe, symétrique au cylindre, qui est disposé concentriquement par rapport à l'axe longitudinal principal (27) de l'arbre d'embrayage (28).

5. Arbre d'embrayage (26) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre d'embrayage (26) comprend un flasque destiné à un palier (78).

6. Arbre d'embrayage (26) selon la revendication 1, caractérisé n ce que le premier accouplement rotatif (18, 58) compensant l'angle axial est un modèle de la liste suivante : un boulon de fixation (34) ou un composant d'un embrayage denté, un embrayage à crabots, un embrayage enfichable, un embrayage à entraîneur, un embrayage à roue dentée, un embrayage à roue d'engrenage, un disque articulé, un embrayage à soufflet, un embrayage élastomère, un embrayage hélicoïdal, un embrayage à ressort, un embrayage à rondelle élastique, un embrayage à gradin, un embrayage compensateur, une transmission cardan ou un joint homocinétique et/ou le deuxième accouplement rotatif compensant l'angle axial est un modèle de la liste suivante : un boulon de fixation ou un composant d'un embrayage denté, un embrayage à crabots, un embrayage enfichable, un embrayage à entraîneur, un embrayage à roue dentée, un embrayage à roue d'engrenage, un disque articulé, un embrayage à soufflet, un embrayage élastomère, un embrayage hélicoïdal, un embrayage à ressort, un embrayage à rondelle élastique, un embrayage à gradin, un embrayage compensateur, une transmission cardan ou un joint homocinétique.

7. Actionneur (12) pour régler une boite de vitesses à réglage (32) d'un régulateur d'arbre à came comportant arbre d'embrayage (26) selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que un arbre d'embrayage (26) pour régler la boîte de vitesses à réglage d'arbre à cames (32) est couplé avec l'actionneur (12) au moyen d'un premier accouplement rotatif (18, 58) compensant l'angle axial dans une région de l'actionneur (12), qui se détourne de la boîte de vitesses à réglage (32).

8. Actionneur (12) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'arbre d'embrayage (26) s'étend sur plus de 50% d'une longueur axiale (23) d'un rotor (14) de l'actionneur (12).

9. Actionneur (12) selon une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'arbre d'embrayage (26) est disposé de manière rotative dans l'actionneur (12) sur chaque angle circonférentiel dans la direction de tangage, dans lequel un angle de tangage (44) de l'arbre d'embrayage (26) par rapport à un axe (19) de l'actionneur (12) s'élève à au moins 1°, notamment à au moins 2°, de manière préférée à au moins 3°.

10. Actionneur (12) selon une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'arbre d'embrayage (26) est disposé de manière coulissable axialement dans le rotor (14).

11. Actionneur (12) selon une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que l'actionneur (12) comprend un composant de palier axial (62) pour précontraindre l'arbre d'embrayage (26) dans la direction d'un axe longitudinal principal (27) de l'arbre d'embrayage (26).

12. Actionneur (12) selon une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que le premier accouplement rotatif (18, 58) compensant l'angle axial comprend en vue de l'accouplement avec le rotor (14) un boulon de fixation (26) ou un composant (58) d'un embrayage denté (58, 18), un embrayage à crabots, un embrayage enfichable, un embrayage à entraîneur, un embrayage à roue dentée, un embrayage à roue d'engrenage, un disque articulé, un embrayage à soufflet, un embrayage élastomère, un embrayage hélicoïdal, un embrayage à ressort, un embrayage à rondelle élastique, un embrayage à gradin, un embrayage compensateur, une transmission cardan ou un joint homocinétique.

13. Boîte de vitesses à réglage (32) pour un régulateur d'arbre à cames, comprenant un arbre d'embrayage (26) selon la revendication 1 à 6, caractérisée en ce que une denture intérieure ou extérieure d'une roue dentée d'entraînement de boîte de vitesses (72) de la boîte de vitesses à réglage (32) est conçue ou appropriée pour venir en prise avec les composants d'embrayage denté (60) d'un arbre d'embrayage (26).

14. Boîte de vitesses à réglage (32) selon la revendication 13, caractérisée en ce que les composants d'embrayage denté (60) de l'arbre d'embrayage (26) forment une roue dentée d'entraînement de boîte de vitesses (72) montée flottante de la boîte de vitesses à réglage (32).

Zeichnung