DE102012107678B4

DE102012107678B4 - Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to an output part

Info

Publication number: DE102012107678B4
Application number: DE102012107678.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Köster; Costantino Brunetti; Andres Tönnesmann; Karl Krebber-Hortmann
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2032-08-22
Also published as: EP2888457A1; WO2014029524A1; DE102012107678A1

Abstract

Vorrichtung zur Phasenverschiebung des Drehwinkels eines Antriebsteils zu einem Abtriebsteil miteinem ersten Getriebe (32), welches durch das Antriebsteil angetrieben ist und zumindest ein erstes Hohlrad (14), ein erstes Sonnenrad (22) und ein erstes Bewegungsübertragungselement aufweist, über welches eine Bewegungskopplung zwischen dem ersten Sonnenrad (22) und dem ersten Hohlrad (14) erfolgt,einem zweiten Getriebe (34), welches mit dem ersten Getriebe (32) gekoppelt ist und das Abtriebsteil antreibt und zumindest ein zweites Hohlrad (44), ein zweites Sonnenrad (36) und ein zweites Bewegungsübertragungselement aufweist, über welches eine Bewegungskopplung zwischen dem zweiten Sonnenrad (36) und dem zweiten Hohlrad (44) erfolgt undeinem Aktor (58), über den das erste Getriebe (32) zum zweiten Getriebe (34) phasenverschiebbar ist,dadurch gekennzeichnet, dassals Bewegungsübertragungselemente ein erstes Zugmittel (18), das in eine Innenverzahnung (16) des ersten Hohlrades (14) und eine Außenverzahnung (20) des ersten Sonnenrades (22) greift, ein zweites Zugmittel (42), das in eine Innenverzahnung (46) des zweiten Hohlrades (44) und eine Außenverzahnung (40) des zweiten Sonnenrades (36) greift, und ein gemeinsames Vorspannelement (24) dienen.Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to an output part with a first gear (32) which is driven by the drive part and has at least a first ring gear (14), a first sun gear (22) and a first movement transmission element, via which a movement coupling between the first sun gear (22) and the first ring gear (14), a second gear (34) which is coupled to the first gear (32) and drives the driven part and at least one second ring gear (44), a second sun gear (36) and a second movement transmission element, via which a movement coupling takes place between the second sun gear (36) and the second ring gear (44) and an actuator (58), via which the first gear (32) can be phase shifted to the second gear (34) that a first traction means (18) as movement transmission elements, which is integrated into an internal toothing (16) of the first ring gear (14) and e an external toothing (20) of the first sun gear (22) engages, a second traction means (42) which engages in an internal toothing (46) of the second ring gear (44) and an external toothing (40) of the second sun gear (36), and a common one Serve biasing element (24).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Phasenverschiebung des Drehwinkels eines Antriebsteils zu einem Abtriebsteil mit einem ersten Getriebe, welches durch das Antriebsteil angetrieben ist und zumindest ein erstes Hohlrad, ein erstes Sonnenrad und ein erstes Bewegungsübertragungselement aufweist, über welches eine Bewegungskopplung zwischen dem ersten Sonnenrad und dem ersten Hohlrad erfolgt, einem zweiten Getriebe, welches mit dem ersten Getriebe gekoppelt ist und das Abtriebsteil antreibt und zumindest ein zweites Hohlrad, ein zweites Sonnenrad und ein zweites Bewegungsübertragungselement aufweist, über welches eine Bewegungskopplung zwischen dem zweiten Sonnenrad und dem zweiten Hohlrad erfolgt und einem Aktor, über den das erste Getriebe zum zweiten Getriebe phasenverschiebbar ist.The invention relates to a device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to an output part with a first gear which is driven by the drive part and has at least a first ring gear, a first sun gear and a first motion transmission element, via which a motion coupling between the first sun gear and the takes place first ring gear, a second gear, which is coupled to the first gear and drives the driven part and has at least a second ring gear, a second sun gear and a second motion transmission element, via which a movement coupling between the second sun gear and the second ring gear and an actuator , via which the first gear can be phase shifted to the second gear.

Derartige Vorrichtungen sind insbesondere zur Phasenverschiebung zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors bekannt. Die Phasenverschiebung dient zur variablen Ventilzeitsteuerung zur Verbesserung des Ladungswechselprozesses im Motor. Die verwendeten Aktoren werden elektrisch über einen Elektromotor oder hydraulisch betrieben. Als besonders vorteilhaft zur Phasenverschiebung zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle haben sich Dreiwellengetriebe herausgestellt, bei denen die Verschiebung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle über die zwischengeschaltete Stellwelle durchgeführt wird. Dabei werden einerseits Aktoren verwendet, die sich bei nicht gewünschter Verstellung jeweils synchron mit dem Getriebe drehen, oder Aktoren, welche die Stellwelle festhalten, während lediglich das übrige Getriebe dreht. Diese Getriebe bieten alle die Möglichkeit einer stufenlosen und üblicherweise feinfühligen Verstellung.Such devices are known in particular for the phase shift between a crankshaft and a camshaft of an internal combustion engine. The phase shift is used for variable valve timing control to improve the gas exchange process in the engine. The actuators used are operated electrically via an electric motor or hydraulically. Three-shaft gearboxes have been found to be particularly advantageous for the phase shift between the camshaft and the crankshaft, in which the shift between the drive shaft and the output shaft is carried out via the interposed actuating shaft. On the one hand, actuators are used that rotate synchronously with the gearbox when the adjustment is not desired, or actuators that hold the adjusting shaft while only the rest of the gearbox is rotating. These gears all offer the possibility of a stepless and usually sensitive adjustment.

So wird beispielsweise in der DE 10 2005 018 956 A1 eine Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine offenbart, bei der als Getriebe zwei hintereinandergeschaltete Planetengetriebe dienen, wobei sich die beiden Getriebe das Sonnenrad und die Planetenräder teilen. Durch eine Differenz der Zähnezahl des ersten Hohlrades zum zweiten Hohlrad entsteht bei einer Relativbewegung der Planeten zu den Hohlrädern eine Phasenverschiebung zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle.For example, in the DE 10 2005 018 956 A1 discloses a device for adjusting the camshaft of an internal combustion engine, in which two series-connected planetary gears serve as gears, the two gears sharing the sun gear and the planet gears. A difference in the number of teeth of the first ring gear to the second ring gear results in a phase shift between the crankshaft and the camshaft when the planets move relative to the ring gears.

Ein ähnliches Getriebe ist aus der DE 73 37 206 U1 bekannt. Auch dieses Getriebe besteht im Wesentlichen aus zwei hintereinander geschalteten Planetengetrieben, wobei die beiden Planetensätze an einem gemeinsamen Planetenträger befestigt sind. Die Antriebswelle treibt ein erstes Sonnenrad an, wodurch der Planetenträger über die ersten Planetenräder gedreht wird. Hierdurch werden auch die zweiten Planetenräder gedreht, welche diese Bewegung auf das zweite Sonnenrad übertragen, welches drehfest mit dem Abtriebsteil verbunden ist. Somit entsteht eine synchrone Bewegung des Antriebsteils zum Abtriebsteil. Während das zweite Hohlrad im Gehäuse befestigt ist, wird eine Drehung des ersten Hohlrades durch die Selbsthemmung eines außen am Hohlrad angreifenden Aktors verhindert. Eine Phasenverschiebung erfolgt durch ein aktives Drehen am ersten Hohlrad, wodurch die Drehung des Planetenträgers entweder beschleunigt oder verringert wird.A similar gear is from the DE 73 37 206 U1 known. This transmission also essentially consists of two planetary gears connected in series, the two planetary gear sets being fastened to a common planet carrier. The drive shaft drives a first sun gear, whereby the planet carrier is rotated over the first planet gears. As a result, the second planet gears are also rotated, which transmit this movement to the second sun gear, which is non-rotatably connected to the driven part. This results in a synchronous movement of the drive part to the driven part. While the second ring gear is fastened in the housing, rotation of the first ring gear is prevented by the self-locking of an actuator acting on the outside of the ring gear. A phase shift takes place through active rotation of the first ring gear, whereby the rotation of the planet carrier is either accelerated or reduced.

Diese bekannten Phasensteller nutzen zur Bewegungsübertragung Getriebe mit Zahnrädern. Problematisch ist hierbei jedoch, dass eine weitgehende Spielfreiheit zur Einstellung genauer Winkelverschiebungen erforderlich ist. Um dies zu erreichen, ist es notwendig entweder qualitativ hochwertige und somit kostenintensive Verzahnungen zu nutzen oder zusätzliche Maßnahmen zur Erzeugung einer Spielfreiheit vorzunehmen, welche einen zusätzlichen Montageaufwand und somit ebenfalls steigende Herstellungskosten bewirkt.These known phase adjusters use gears with gears to transmit motion. However, the problem here is that extensive freedom from play is required to set precise angular displacements. In order to achieve this, it is necessary either to use high-quality and thus cost-intensive gearing or to take additional measures to create a backlash that results in additional assembly effort and thus also increasing manufacturing costs.

Des Weiteren ist aus der DE 34 27 699 A1 ein Planetengetriebe bekannt, bei dem die Planetenräder durch Ketten ersetzt werden, die über einen Kettenspanner in eine Außenverzahnung des Sonnenrades und eine Innenverzahnung des Hohlrades gedrückt werden.Furthermore, from the DE 34 27 699 A1 a planetary gear is known in which the planet gears are replaced by chains which are pressed via a chain tensioner into an external toothing of the sun gear and an internal toothing of the ring gear.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Phasenverschiebung des Drehwinkels eines Antriebsteils zu einem Abtriebsteil bereit zu stellen, mit dem eine möglichst genaue Einstellung des Verschiebungswinkels bei geringen Herstell- und Montagekosten verwirklicht werden kann.It is therefore the task of providing a device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part, with which the most accurate possible adjustment of the angle of displacement can be achieved with low manufacturing and assembly costs.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Phasenverschiebung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.This object is achieved by a device for phase shifting with the features of the main claim.

Dadurch, dass als Bewegungsübertragungselemente ein erstes Zugmittel, das in eine Innenverzahnung des ersten Hohlrades und eine Außenverzahnung des ersten Sonnenrades greift, ein zweites Zugmittel, das in eine Innenverzahnung des zweiten Hohlrades und eine Außenverzahnung des zweiten Sonnenrades greift, und ein gemeinsames Vorspannelement dienen, wird ein hochübersetzendes Dreiwellengetriebe geschaffen, welches keine Unwucht aufweist und weitestgehend spielfrei arbeitet. Dabei können relativ kostengünstige Bauteile verwendet werden.Characterized in that a first traction means, which engages in an internal toothing of the first ring gear and an external toothing of the first sun gear, a second traction means, which engages in an internal toothing of the second ring gear and an external toothing of the second sun gear, and a common pretensioning element will serve as motion transmission elements created a high-ratio three-shaft gear, which has no imbalance and works largely without play. Relatively inexpensive components can be used.

Vorzugsweise ist das erste Hohlrad zumindest drehfest mit dem Antriebsteil verbunden. Durch die Wahl des Hohlrades zur drehfesten Befestigung wird eine einfache Zugänglichkeit des Antriebsteiles erreicht, wodurch die Montage erleichtert wird.The first ring gear is preferably connected at least in a rotationally fixed manner to the drive part. By choosing the ring gear for non-rotatable fastening the drive part is easily accessible, which makes assembly easier.

In einer weiterführenden Ausführung ist das zweite Hohlrad zumindest drehfest mit dem Abtriebsteil verbunden und die beiden Sonnenräder sind zumindest drehfest miteinander verbunden. Somit sind die am schwersten zugänglichen Teile im Innern des Getriebes als ein Stück zu montieren, während eine Zugänglichkeit von außen zum Abtriebsteil vorhanden ist.In a further embodiment, the second ring gear is at least rotatably connected to the driven part and the two sun gears are at least rotatably connected to each other. The parts that are most difficult to access are thus to be assembled as one piece inside the gear unit, while there is accessibility from the outside to the driven part.

Vorzugsweise ist der Aktor zur Phasenverstellung drehfest mit dem Vorspannelement verbunden und triebt dieses an. Die Verstellung erfolgt also über die drehfeste Verbindung des Aktors mit dem Vorspannelement. Entsprechend erfolgt in Phasen ohne Verstellung eine Synchronisation des Aktors zum Antriebsteil. So wird eine sehr feinfühlige Verstellmöglichkeit geschaffen, da eine hohe Anzahl zusätzlicher Umdrehungen des Aktors bei richtiger Wahl der Zahnradgrößen erforderlich sind, um geringe relative Drehwinkeländerungen zwischen Antriebsteil und Abtriebsteil zu erzeugen.The actuator for phase adjustment is preferably connected to the biasing element in a rotationally fixed manner and drives it. The adjustment is made via the non-rotatable connection of the actuator to the biasing element. Accordingly, the actuator is synchronized to the drive part in phases without adjustment. This creates a very sensitive adjustment option, since a large number of additional revolutions of the actuator are required if the gearwheel sizes are selected correctly in order to produce small relative changes in the angle of rotation between the drive part and the driven part.

In bevorzugter Ausführung ist das Antriebsteil ein Antriebsrad mit Außenverzahnung, welches über eine Kette, einen Riemen oder ein Stirnradgetriebe von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetrieben ist. Diese Kopplung hat sich bei der Verwendung in Verbrennungsmotoren bewährt. Es entsteht eine zuverlässige und langlebige Bewegungsübertragung.In a preferred embodiment, the drive part is a drive wheel with external teeth, which is driven by a crankshaft of an internal combustion engine via a chain, a belt or a spur gear. This coupling has proven itself for use in internal combustion engines. A reliable and long-lasting transmission of motion is created.

In einer weiterführenden vorteilhaften Ausbildung ist das Antriebsrad einstückig mit dem ersten Hohlrad hergestellt, wodurch zusätzliche Montageschritte zur Verbindung entfallen.In a further advantageous embodiment, the drive wheel is produced in one piece with the first ring gear, as a result of which additional assembly steps for connection are eliminated.

Die Bewegung wird dabei direkt über das zweite Hohlrad an eine als Abtriebsteil dienende Nockenwelle eines Ventiltriebs eines Verbrennungsmotors übertragen, so dass auch hier zusätzliche Bauteile zur Bewegungsübertragung entfallen.The movement is transmitted directly via the second ring gear to a camshaft of a valve train of an internal combustion engine, which cam serves as an output part, so that additional components for the transmission of movement are also omitted here.

Um ausreichend hohe Übersetzungen zu erreichen, beträgt die Differenz des Quotienten aus der Zähnezahl des ersten Hohlrades und der Zähnezahl des ersten Sonnenrades sowie des Quotienten aus der Zähnezahl des zweiten Hohlrades und der Zähnezahl des zweiten Sonnenrades mindestens 0,1% und maximal 2%.In order to achieve sufficiently high gear ratios, the difference between the number of teeth of the first ring gear and the number of teeth of the first sun gear and the quotient of the number of teeth of the second ring gear and the number of teeth of the second sun gear is at least 0.1% and a maximum of 2%.

Ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis von über 100 wird leicht dadurch erreicht, dass die Zähnezahl des ersten Sonnenrades größer oder kleiner ist als die Zähnezahl des zweiten Sonnenrades und die Zähnezahl des ersten Hohlrades größer oder kleiner ist als die Zähnezahl des zweiten Hohlrades.A desired transmission ratio of over 100 is easily achieved in that the number of teeth of the first sun gear is larger or smaller than the number of teeth of the second sun gear and the number of teeth of the first ring gear is greater or smaller than the number of teeth of the second ring gear.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Vorspannelement zwei Schenkel mit einem den Abstand der Schenkel verkleinernden Absatz auf, über die Zugmittel in Richtung der Innenverzahnung der Hohlräder belastet sind. So wird eine Spannung beider Zugmittel durch nur ein gemeinsames Vorspannelement erreicht. Es werden keine zusätzlichen Verbindungselemente benötigt, da die Schenkel des Vorspannelementes axial in das Getriebe geschoben werden können.In a preferred embodiment, the prestressing element has two legs with a shoulder that reduces the spacing of the legs, via which the traction means are loaded in the direction of the internal toothing of the ring gears. A tension of both traction means is achieved by only one common pretensioning element. No additional connecting elements are required, since the legs of the prestressing element can be pushed axially into the gear.

In einer vorteilhaften Ausbildung ist der Aktor ein Elektromotor, der in Phasen ohne Phasenverschiebung mit der gleichen Drehzahl dreht wie das Antriebsteil und das Abtriebsteil. So wird eine einfache elektrische Ansteuerung zur Verstellung ermöglicht, wobei gewünschte Drehzahlen über eine Steuereinheit sowie entsprechende Rückmeldungssignale zur Stellungsüberwachung ohne zusätzliche Bauteile zu realisieren sind.In an advantageous embodiment, the actuator is an electric motor that rotates in phases without phase shift at the same speed as the drive part and the driven part. This enables simple electrical control for adjustment, with the desired speeds being able to be implemented via a control unit and corresponding feedback signals for position monitoring without additional components.

Vorzugsweise sind die Zugmittel als Ketten oder Zahnriemen und die Vorspannelemente als Kettenspanner oder Riemenspanner ausgeführt. Hierbei handelt es sich um einfach aufgebaute Zugmittel und Spannelemente.The traction means are preferably designed as chains or toothed belts and the pretensioning elements as chain tensioners or belt tensioners. These are simply constructed traction devices and tensioning elements.

Eine besonders kostengünstige Ausführung ergibt sich, wenn die Hohlräder und Sonnenräder, die als Kettenrad dienen, aus Stanzteilen hergestellt sind. Dennoch bleibt das Getriebe belastbar.A particularly cost-effective design results if the ring gears and sun gears, which serve as a chain wheel, are made from stamped parts. Nevertheless, the transmission remains resilient.

Es wird somit eine Vorrichtung zur Phasenverstellung geschaffen, welche kompakt aufgebaut und kostengünstig herstellbar und einfach montierbar ist. Mit dieser Vorrichtung wird gleichzeitig eine besonders feinfühlige Phasenverstellung ermöglicht, welche mit geringen aufzubringenden Drehmomenten durchführbar ist. Aufgrund der verwendeten Ketten oder Riemen wird eine lange Lebensdauer erreicht.A device for phase adjustment is thus created, which is of compact construction and can be produced inexpensively and is easy to assemble. With this device, a particularly sensitive phase adjustment is made possible, which can be carried out with low torques to be applied. A long service life is achieved due to the chains or belts used.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

1 zeigt eine Seitenansicht eines Getriebes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Phasenverschiebung in schematischer Darstellung.
2 zeigt eine Kopfansicht der verwendeten Getriebe in schematischer Darstellung, wobei einige Teile zum besseren Verständnis transparent dargestellt sind.

An embodiment is shown in the figures and is described below.

1 shows a side view of a transmission of a device according to the invention for phase shift in a schematic representation.
2nd shows a top view of the gear used in a schematic representation, some parts are shown transparently for better understanding.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Phasenverschiebung des Drehwinkels eines Antriebsteils zu einem Abtriebsteil besteht aus dem als Antriebsrad 10 ausgebildeten Antriebsteil und dem als Nockenwelle 12 ausgebildeten Abtriebsteil. Das Antriebsrad 10 ist als Kettenrad und einstückig mit einem ersten Hohlrad 14 ausgebildet, in dessen Innenverzahnung 16 als erstes Zugmittel eine erste Kette 18 greift. Diese Kette 18 wiederum greift in eine Außenverzahnung 20 eines ersten Sonnenrades 22, welches drehbar gelagert ist. Die Kette 18 wird über einen als Vorspannelement dienenden Kettenspanner 24 in Eingriff mit der Innenverzahnung 16 des Hohlrades 14 und der Außenverzahnung 20 des Sonnenrades 22 gehalten. Hierzu weist der Kettenspanner 24 zwei radial gegenüberliegende Schenkel 26, 28 auf, die einen äußeren Abstand zur Drehachse aufweisen, welcher im Wesentlichen dem Innenradius des Hohlrades 14 gemindert um die Dicke der Glieder 30 der Kette 18 entspricht. Das erste Sonnenrad 22 bildet gemeinsam mit der ersten Kette 18, dem Kettenspanner 24 sowie dem ersten Hohlrad 14 ein erstes Getriebe 32.The device according to the invention for phase shifting the angle of rotation of a drive part to an output part consists of the drive wheel 10th trained drive part and that as a camshaft 12th trained stripping section. The drive wheel 10th is as a sprocket and in one piece with a first ring gear 14 trained in its internal teeth 16 a first chain as the first traction device 18th takes hold. This chain 18th again engages in an external toothing 20th of a first sun gear 22 , which is rotatably mounted. The chain 18th is via a chain tensioner serving as a pre-tensioning element 24th in engagement with the internal toothing 16 of the ring gear 14 and the external toothing 20th of the sun gear 22 held. The chain tensioner points to this 24th two radially opposite legs 26 , 28 on, which have an outer distance to the axis of rotation, which is essentially the inner radius of the ring gear 14 reduced by the thickness of the limbs 30th the chain 18th corresponds. The first sun gear 22 forms together with the first chain 18th , the chain tensioner 24th and the first ring gear 14 a first gear 32 .

Die Bewegung dieses ersten Getriebes 32 wird auf ein zweites Getriebe 34 übertragen, indem das erste Sonnenrad 22 mit einem zweiten Sonnenrad 36 auf einem gemeinsamen, um eine Drehachse drehbaren Sonnenradträger 38 befestigt wird. In eine Außenverzahnung 40 des zweiten Sonnenrades 36 greift eine zweites Zugmittel in Form einer zweiten Kette 42, über welche die Bewegung auf ein zweites Hohlrad 44 übertragen wird, welches eine Innenverzahnung 46 aufweist, in die die Kette 42 greift. Das Hohlrad 44 ist über einen Hohlradträger 48 fest mit der als Abtriebsteil dienenden Nockenwelle 12 verbunden.The movement of this first gear 32 is on a second gear 34 transmitted by the first sun gear 22 with a second sun gear 36 on a common sun gear carrier rotatable about an axis of rotation 38 is attached. In an external toothing 40 of the second sun gear 36 engages a second traction device in the form of a second chain 42 , via which the movement to a second ring gear 44 is transmitted, which has an internal toothing 46 in which the chain 42 takes hold. The ring gear 44 is via a ring gear carrier 48 firmly with the camshaft serving as the output part 12th connected.

Um ein Eingreifen der Kette 42 in die Verzahnungen 40, 46 sicherzustellen, wird die Kette 42 wie auch die Kette 18 über den als Vorspannelement dienenden Kettenspanner 24 in die Innenverzahnung 46 des Hohlrades 44 gedrückt. Hierzu weist der Kettenspanner 24 an seinen beiden Schenkeln 26, 28 jeweils einen Absatz 50, 52 auf, von dem aus sich die Schenkel 26, 28 mit vermindertem Durchmesser vom ersten Getriebe 32 in das zweite Getriebe 34 erstrecken. Der Abstand dieser Fortsätze 54, 56 zur Drehachse entspricht wiederum im Wesentlichen dem Innenradius des zweiten Hohlrades 44 gemindert um die Dicke der Glieder 30 der Kette 42.To engage the chain 42 in the gears 40 , 46 will ensure the chain 42 like the chain 18th via the chain tensioner serving as a pretensioning element 24th in the internal toothing 46 of the ring gear 44 pressed. The chain tensioner points to this 24th on his two thighs 26 , 28 one paragraph each 50 , 52 on, from which the thighs 26 , 28 with reduced diameter from the first gear 32 in the second gear 34 extend. The distance of these extensions 54 , 56 to the axis of rotation again corresponds essentially to the inner radius of the second ring gear 44 reduced by the thickness of the limbs 30th the chain 42 .

Der Kettenspanner 24 läuft in Phasen ohne Drehwinkelverstellung mit der Drehzahl des Antriebsrades 10 um. Der Antrieb wird durch einen als Aktor 58 wirkenden Elektromotor verwirklicht, der entsprechend angesteuert wird und über eine Antriebswelle 60 mit dem Kettenspanner 24 fest verbunden ist. In diesem Fall laufen beide Getriebe 32, 34 sowie der Kettenspanner 24, sowie die Nockenwelle 12 und das Antriebsrad 10 mit gleicher Drehzahl als Gesamtpaket um.The chain tensioner 24th runs in phases without changing the angle of rotation at the speed of the drive wheel 10th around. The drive is by an actuator 58 realized electric motor, which is controlled accordingly and via a drive shaft 60 with the chain tensioner 24th is firmly connected. In this case, both gears are running 32 , 34 as well as the chain tensioner 24th , as well as the camshaft 12th and the drive wheel 10th at the same speed as a complete package.

Soll nun eine Phasenverschiebung zwischen dem Antriebsrad 10 und der Nockenwelle 12 erreicht werden, wird der Aktor 58 mit einer anderen Drehzahl als das Antriebsrad 10 angetrieben. Eine Drehwinkelverschiebung kommt dabei durch die Differenz der Quotienten der Zähnezahlen vom jeweiligen Hohlrad 14, 44 zum Sonnenrad 22, 36, also durch den Unterschied der Übersetzung des ersten Getriebes 32 und des zweiten Getriebes 34 zustande. Wird, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, für das erste Hohlrad 14 eine Zähnezahl von 34, für das erste Sonnenrad 22 eine Zähnezahl von 22, für das zweite Sonnenrad 36 eine Zähnezahl von 18 und für das zweite Hohlrad eine Zähnezahl von 28 gewählt, ergibt sich eine Übersetzung zwischen der Drehzahl des Elektromotors und der Drehzahl der Nockenwelle von i=154.Should now be a phase shift between the drive wheel 10th and the camshaft 12th the actuator will be reached 58 at a different speed than the drive wheel 10th driven. A shift in the angle of rotation comes from the difference in the quotients of the number of teeth from the respective ring gear 14 , 44 to the sun gear 22 , 36 by the difference in the ratio of the first gear 32 and the second gear 34 conditions. Is, as shown in the embodiment, for the first ring gear 14 a number of teeth of 34 , for the first sun gear 22 a number of teeth of 22 , for the second sun gear 36 a number of teeth of 18th and a number of teeth for the second ring gear 28 selected, there is a translation between the speed of the electric motor and the speed of the camshaft of i = 154.

Dies bedeutet, dass es für eine zusätzliche Umdrehung der Nockenwelle 12 im Vergleich zum Antriebsrad 10 notwendig wäre, den Elektromotor einhundertvierundfünfzig zusätzliche Umdrehungen im Vergleich zum Antriebsrad 10 durchführen zu lassen. Für eine Phasenverschiebung in entgegengesetzter Drehrichtung müsste eine entsprechende Anzahl Umdrehungen weniger erfolgen. Bei der Verwendung im Verbrennungsmotor ist der Nockenwellenphasenwinkel auf einen Drehwinkelverstellbereich von etwa 50° beschränkt.This means that there is an additional rotation of the camshaft 12th compared to the drive wheel 10th would be necessary to turn the electric motor one hundred and fifty-four more compared to the drive wheel 10th to be carried out. For a phase shift in the opposite direction of rotation, a corresponding number of revolutions would have to be fewer. When used in the internal combustion engine, the camshaft phase angle is limited to an angle of rotation adjustment range of approximately 50 °.

Es wird deutlich, dass die gesamte Vorrichtung eine gemeinsame Drehachse ohne Unwuchten aufweist. Durch die hohen zu erreichenden Übersetzungsverhältnisse können gewünschte Drehwinkelverschiebungen sehr feinfühlig mit geringen notwendigen Antriebskräften durchgeführt werden. Dies gelingt nicht zuletzt dadurch, dass diese Zugmittelgetriebe beinahe spielfrei sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist äußerst robust und einfach zu montieren. Zusätzlich können kostengünstige Einzelteile verwendet werden.It is clear that the entire device has a common axis of rotation without unbalance. Due to the high gear ratios to be achieved, the desired angular displacement can be carried out very sensitively with low driving forces. This is achieved not least because these traction mechanism transmissions are almost free of play. The device according to the invention is extremely robust and easy to assemble. In addition, inexpensive parts can be used.

Es sollte deutlich sein, dass verschiedene konstruktive Modifikationen im Vergleich zu den beschriebenen Ausführungsformen möglich sind, ohne den Schutzbereich des Hauptanspruchs zu verlassen. So können andere gewünschte Übersetzungen gewählt werden oder die beschriebene Vorrichtung auch für andere Anwendungen gegebenenfalls mit für die Anwendung angepasster Übersetzung verwendet werden. Gegebenenfalls ist auch ein Austausch der Antriebs-, Abtriebs- und Verstellwellen dieses Dreiwellengetriebes denkbar, wie dies auch für Dreiwellenzahnradgetriebe bekannt ist. Die Ketten können auch durch Zahnriemen oder andere Zugmittel ersetzt werden.It should be clear that various structural modifications are possible in comparison to the described embodiments without leaving the scope of protection of the main claim. In this way, other desired translations can be selected or the device described can also be used for other applications, if necessary with a translation adapted for the application. If necessary, an exchange of the input, output and adjusting shafts of this three-shaft transmission is also conceivable, as is also known for three-shaft gear transmissions. The chains can also be replaced by timing belts or other traction devices.

Claims

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to an output part with a first gear (32) which is driven by the drive part and at least a first ring gear (14), a first sun gear (22) and a has a first motion transmission element, via which a motion coupling between the first sun gear (22) and the first ring gear (14) takes place, a second gear (34) which is coupled to the first gear (32) and drives the driven part and at least a second ring gear (44), a second sun gear (36) and a second motion transmission element, via which a motion coupling between the second sun gear (36) and the second ring gear (44) takes place and an actuator (58), via which the first gear (32) to the second gear (34), characterized in that a first traction means (18), which engages in an internal toothing (16) of the first ring gear (14) and an external toothing (20) of the first sun gear (22), acts as the movement transmission elements second traction means (42) which engages in an internal toothing (46) of the second ring gear (44) and an external toothing (40) of the second sun gear (36), and a common V Orspannelement (24) serve.

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to an output part Claim 1 , characterized in that the first ring gear (14) is at least rotatably connected to the drive part.

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of claims 1 or 2, characterized in that the second ring gear (44) is at least rotatably connected to the driven part and the two sun gears (22, 36) are at least rotatably connected to each other.

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (58) is connected in a rotationally fixed manner to the biasing element (24) and drives it.

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the drive part is a drive wheel (10) with external toothing, which is driven by a crankshaft of an internal combustion engine via a chain, a belt or a spur gear.

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the drive wheel (10) is made in one piece with the first ring gear (14).

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the driven part is a camshaft (12) of a valve train of an internal combustion engine.

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the difference of the quotient from the number of teeth of the first ring gear (14) and the number of teeth of the first sun gear (22) and the quotient from the number of teeth of the second Ring gear (44) and the number of teeth of the second sun gear (36) is at least 0.1% and a maximum of 2%.

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the number of teeth of the first sun gear (22) is greater or less than the number of teeth of the second sun gear (36).

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the number of teeth of the first ring gear (14) is greater or less than the number of teeth of the second ring gear (44).

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the prestressing means (24) has two legs (26, 28) with a shoulder (50, 52) which reduces the distance between the legs (26, 28). has, via which the traction means (18, 42) in the direction of the internal teeth (16, 46) of the ring gears (14, 44) are loaded.

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (58) is an electric motor which rotates in phases without phase shift at the same speed as the drive part and the driven part.

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the traction means are designed as chains (18, 42) or toothed belts and the pretensioning elements are designed as chain tensioners (24) or belt tensioners.

Device for phase shifting the angle of rotation of a drive part to a driven part according to one of the preceding claims, characterized in that the ring gears (14, 44) and sun gears (22, 36) are made from stamped parts.