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Die Erfindung betrifft Verstellgetriebevorrichtung für eine Welle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Verstellgetriebevorrichtung.
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Wellgetriebe sind Übersetzungs- oder Transmissionsgetriebe, welche aus drei Unterbaugruppen aufgebaut sind. Eine Wellgeneratoreinrichtung bildet oftmals einen Eingang oder einen Ausgang in das Wellgetriebe und weist eine ovale oder elliptische geformte und in radialer Richtung umlaufende Außenfläche auf. Diese greift in eine meist als Flexspline bezeichnete Komponente als zweite Unterbaugruppe ein, welche derart elastisch ausgebildet ist, dass diese durch die Wellgeneratoreinrichtung in radialer Richtung verformt werden kann. Auf der radialen Außenseite des Flexsplines ist eine Außenverzahnung angeordnet. Als dritte Unterbaugruppe weist das Wellgetriebe ein Hohlrad auf, welches eine Innenverzahnung trägt. Die Außenverzahnung des Flexspline greift üblicherweise an zwei gegenüberliegenden Positionen in die Innenverzahnung des Hohlrades ein. Durch eine Rotationsbewegung der Wellgeneratoreinrichtung werden die Eingriffspositionen zwischen Außenverzahnung und Innenverzahnung in Umlaufrichtung bewegt. Durch eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen zwischen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung ergibt sich eine Relativbewegung zwischen dem Wellgenerator und dem Flexspline. Das Wellgetriebe zeichnet sich oft durch eine betragsmäßig hohe Übersetzung sowie eine sehr kompakte Bauweise aus.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 004 075 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart ein Wellgetriebe mit mindestens einem Hohlrad mit einer Innenverzahnung, einem innerhalb des Hohlrads angeordneten, flexiblen Stirnrad mit einer Außenverzahnung und einem innerhalb des Stirnrads angeordneten Wellgenerator zum Biegen des Stirnrads in Radialrichtung, wobei zwischen Hohlrad und Stirnrad an zwei gegenüberliegenden Stellen des Stirnrads eine drehmomentübertragende Verbindung hergestellt ist, wobei der Wellgenerator einen Ring mit elliptischem Außenumfang und ein auf dem Außenumfang angebrachtes elliptisch verformtes Lager umfasst. Das erfindungsgemäße Wellgetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass das Stirnrad beidseitig durch jeweils einen Deckel axial abgestützt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstellgetriebevorrichtung für eine Welle vorzuschlagen, welche eine kompakte Bauform aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verstellgetriebevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Fahrzeug mit der Verstellgetriebevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Verstellgetriebevorrichtung, welche zum Verstellen einer Winkellage und/oder Phasenlage einer Welle geeignet und/oder ausgebildet ist. Insbesondere dient die Verstellgetriebevorrichtung zur Verstellung einer Welle in einem Fahrzeug, im Speziellen in dem Motor des Fahrzeugs. Die Welle ist vorzugsweise als eine Nockenwelle, besonders bevorzugt eine Einlassnockenwelle und/oder eine Auslassnockenwelle, oder als eine Kurbelwelle ausgebildet. Insbesondere wird die Phasenlage zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle des Motors durch die Verstellgetriebevorrichtung verstellt. Prinzipiell kann die Verstellgetriebevorrichtung als hydraulische Verstellgetriebevorrichtung ausgebildet sein. Besonders bevorzugt jedoch ist die Verstellgetriebevorrichtung als elektrische Verstellgetriebevorrichtung ausgebildet. Vorzugsweise weist die Verstellgetriebevorrichtung hierzu eine Antriebseinrichtung, besonders bevorzugt einen Elektromotor, auf.
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Die Verstellgetriebevorrichtung weist ein Wellgetriebe auf, wobei das Wellgetriebe eine Stirnradeinrichtung und einen Innenrotor aufweist. Insbesondere hat der Innenrotor die Funktion die Phasenlage der Nockenwelle oder der Kurbelwelle zu verstellen. Besonders bevorzugt ist der Innenrotor drehfest mit der Welle verbunden. Insbesondere ist der Innenrotor getriebetechnisch mit der Antriebseinrichtung verbunden. Optional ergänzend weist das Wellgetriebe einen Wellgenerator auf.
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Die Stirnradeinrichtung weist eine Außenverzahnung und der Innenrotor eine Innenverzahnung auf, wobei die Außenverzahnung und die Innenverzahnung bereichsweise ineinander greifen. Die Stirnradeinrichtung ist insbesondere elastisch ausgebildet, sodass diese insbesondere im regulären Betrieb des Wellgetriebes elliptisch oder zumindest oval verformt werden kann. Vorzugsweise weist die Stirnradeinrichtung eine Kragenhülsen-Form oder eine Topf-Form oder eine Ringform auf. Die Außenverzahnung und die Innenverzahnung kämmen bereichsweise miteinander. Insbesondere kämmen die Außenverzahnung und die Innenverzahnung ausschließlich in zwei Teilbereichen miteinander, welche um 180 Grad um eine Hauptachse der Verstellgetriebevorrichtung versetzt angeordnet sind. In einer anderen Nomenklatur wird das Wellgetriebe als Harmonic Drive bezeichnet, die Stirnradeinrichtung wird als Flex Spline bezeichnet.
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Über den Wellgenerator, der einen optionalen Teil des Wellgetriebes und/oder der Verstellgetriebevorrichtung bildet, können die Eingriffspositionen zwischen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung in Umlaufrichtung verändert werden. Die Anzahl der Zähne der Außenverzahnung und der Innenverzahnung sind unterschiedlich ausgebildet, so dass eine Relativrotation zwischen der Stirnradeinrichtung und dem Innenrotor erzeugt wird. Vorzugsweise ist der Innenrotor als ein Hohlrad, besonders bevorzugt als ein Abtriebshohlrad ausgebildet. Der Innenrotor kann einteilig oder auch mehrteilig ausgebildet sein.
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Die Verstellgetriebevorrichtung weist einen Außenrotor auf, wobei der Innenrotor relativ zu dem Außenrotor in Umlaufrichtung verdrehbar ist. Prinzipiell hat der Außenrotor die Funktion eine Drehbewegung auf die Welle zu übertragen. Besonders bevorzugt jedoch hat der Außenrotor die Funktion eine Drehbewegung auf die Nockenwelle zu übertragen, so dass ein Öffnen bzw. Schließen von Ventilen gesteuert wird. Der Außenrotor ist hierzu getriebetechnisch mit der Kurbelwelle verbunden, wobei eine Drehbewegung der Kurbelwelle auf den Außenrotor bzw. auf die Nockenwelle übertragen wird, so dass die Nockenwelle angetrieben wird. Prinzipiell kann der Außenrotor über einen Zahnriemen und/oder über Stirnräder mit der Kurbelwelle verbunden sein. Besonders bevorzugt jedoch ist der Außenrotor über eine Kette mit der Kurbelwelle verbunden, wobei der Außenrotor als ein Kettenrad ausgebildet ist. Insbesondere ist der Außenrotor mit der Stirnradeinrichtung drehfest oder getriebetechnisch verbunden. Der Außenrotor kann einteilig oder auch mehrteilig ausgebildet sein. Der Außenrotor kann einen Antrieb oder einen Abtrieb der Verstellgetriebevorrichtung bilden.
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Die Verstellgetriebevorrichtung weist einen ersten und einen zweiten Axiallagerabschnitt auf. Insbesondere bilden der Außenrotor und die beiden Axiallagerabschnitte eine Innenrotoraufnahme zur Aufnahme des Innenrotors, wobei der Innenrotor in der Innenrotoraufnahme drehbar gelagert ist. Vorzugsweise ist der Innenrotor in der Innenrotoraufnahme gleitgelagert angeordnet. Die Innenrotoraufnahme ist beispielsweise als ein Zylindervolumen oder als ein Hohlzylindervolumen ausgebildet.
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Der Innenrotor stützt sich in axialer Richtung über den ersten und/oder den zweiten Axiallagerabschnitt ab. Insbesondere ist die Innenrotoraufnahme in axialer Richtung durch die beiden Axiallagerabschnitte begrenzt. In radialer Richtung wird der Innenrotor insbesondere durch den Außenrotor gelagert. Vorzugsweise wird dadurch eine Kopflagerung umgesetzt. Im Speziellen kontaktiert der Innenrotor mittelbar oder unmittelbar den ersten und/oder den zweiten Axiallagerabschnitt in axialer Richtung und/oder den Außenrotor in radialer Richtung. Der erste und/oder der zweite Axiallagerabschnitt können zusammen mit dem Außenrotor einstückig, z.B. aus einem Guss, pulvermetallurgisch etc. gefertigt sein. Alternativ oder optional ergänzend sind der erste und/oder der zweite Axiallagerabschnitt als mindestens ein separates Bauteil oder als separate Bauteilgruppe ausgebildet.
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Die Verstellgetriebevorrichtung weist mindestens ein Schraubmittel auf, wobei das Schraubmittel axial zu einer Hauptachse ausgerichtet ist. Insbesondere hat das Schraubmittel die Funktion mindestens zwei Bauteile der Verstellgetriebevorrichtung, vorzugsweise den ersten und/oder den zweiten Axiallagerabschnitt mit dem Außenrotor, kraftschlüssig zu verbinden. Vorzugsweise weist die Verstellgetriebevorrichtung eine Mehrzahl von Schraubmitteln auf. Insbesondere weist die Verstellgetriebevorrichtung mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier, im Speziellen mehr als sechs Schraubmittel auf. Die Schraubmittel sind in Umlaufrichtung, besonders bevorzugt gleichmäßig voneinander beabstandet, um die Hauptachse der Nockenwellenanordnung angeordnet. Insbesondere definieren der Außenrotor und/oder der Innenrotor mit seiner Rotationsachse die Hauptachse.
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Das Schraubmittel weist einen Kopf und einen Endbereich auf, der Kopf ist vorzugsweise in radialer Richtung zur Längserstreckung des Schraubmittels breiter als der Endbereich ausgebildet. Der Endbereich des Schraubmittels ist bevorzugt mit einem Gewinde versehen, sodass diese in ein Gewinde eingeschraubt werden kann.
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Die beiden Axiallagerabschnitte und der Außenrotor sind zwischen dem Kopf des Schraubmittels und dem Endbereich des Schraubmittels angeordnet, wobei die beiden Axiallagerabschnitte und der Außenrotor durch das Schraubmittel zusammengepresst werden, so dass ein Klemmverband gebildet ist. Vorzugsweise ist der Endbereich in dem ersten Axiallagerabschnitt und der Kopf in dem zweiten Axiallagerabschnitt festgelegt. Insbesondere ist der Klemmverband so ausgebildet, dass der erste und/oder der zweite Axiallagerabschnitt und der Außenrotor kraftschlüssig verbunden sind.
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Im Rahmen der Erfindung weist der erste Axiallagerabschnitt mindestens ein Aufnahmemittel oder mindestens einen Gewindeabschnitt auf, wobei das Schraubmittel mit dem Endbereich in dem Aufnahmemittel oder dem Gewindeabschnitt eingeschraubt ist, so dass eine Klemmkraft in dem Klemmverband erzeugt wird. Das Aufnahmemittel bzw. der Gewindeabschnitt hat die Funktion, eine Mindesteinschraubtiefe und/oder eine Mindestgewindelänge für das Schraubmittel bereitzustellen. Insbesondere beträgt die Mindesteinschraubtiefe bzw. die Mindestgewindelänge mindestens dem 0,8-fachen, vorzugsweise mehr als dem 1,1-fachen, im Speziellen mehr als dem 1,5-fachen Durchmesser des Endbereichs.
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Vorzugsweise ist das Aufnahmemittel als ein separates Bauteil ausgebildet. Besonders bevorzugt weist das Aufnahmemittel ein Innengewinde, z.B. ein metrisches Gewinde, auf. Vorzugsweise ist der Gewindeabschnitt in den ersten Axiallagerabschnitt integriert. Besonders bevorzugt ist der Gewindeabschnitt als ein Innengewinde, z.B. ein metrisches Gewinde, ausgebildet. Insbesondere weist der erste und/oder der zweite Axiallagerabschnitt mindestens eine Bohrung, vorzugsweise eine Durchgangsbohrung und/oder eine Sacklochbohrung, auf. Besonders bevorzugt ist das Aufnahmemittel koaxial und/oder konzentrisch in der Bohrung des ersten Axiallagerabschnitts angeordnet. Alternativ weist die Bohrung des ersten Axiallagerabschnitts den Gewindeabschnitt auf. Im Speziellen ist der erste Axiallagerabschnitt auf der Antriebsseite des Wellgetriebes oder der Abtriebsseite der Welle angeordnet und/oder anordbar.
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Optional ergänzend weist der erste Axiallagerabschnitt weitere Aufnahmemittel oder weitere Gewindeabschnitte auf, wobei jedem Aufnahmemittel bzw. jedem Gewindeabschnitt ein weiteres Schraubmittel zugeordnet ist.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das Aufnahmeteil die mindestens erforderliche Einschraubtiefe und/oder Gewindelänge auf mehrere Einzelteile der Verstellgetriebevorrichtung übertragbar ist. Somit kann insbesondere die axiale Baulänge der Verstellgetriebevorrichtung und somit der insgesamt benötigte Bauraumbedarf reduziert werden. Insbesondere wird die axiale Baulänge um mehr als 1 mm, vorzugsweise mehr als 3 mm, im Speziellen mehr als 5 mm reduziert. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das Aufnahmemittel mehrere Bauteile des ersten Axiallagerabschnitts als gemeinsame Baugruppe zusammengehalten werden, wodurch eine einfachere Montage ermöglicht wird.
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In einer bevorzugten Umsetzung der Erfindung ist das Aufnahmemittel mit dem ersten Axiallagerabschnitt drehfest verbunden, so dass ein auf das Aufnahmemittel wirkende Drehmoment auf den ersten Axiallagerabschnitt übertragbar ist. Insbesondere ist das Aufnahmemittel formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem ersten Axiallagerabschnitt verbunden. Vorzugsweise ist das Aufnahmemittel in die Bohrung des ersten Axiallagerabschnitts eingepresst oder eingeklebt. Besonders bevorzugt weisen die Bohrung und das Aufnahmemittel einen ähnlichen Querschnitt bzw. einen ähnlichen Durchmesser auf, so dass das Aufnahmemittel über eine Presspassung in der Bohrung angeordnet ist.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Aufnahmemittel zylinderförmig, wobei das Aufnahmemittel an einer Außenmantelfläche eine Oberflächenstrukturierung aufweist. Insbesondere dient die Oberflächenstrukturierung dazu, eine Übertragung des Drehmoments auf den ersten Axiallagerabschnitt zu verbessern. Insbesondere ist die Oberflächenstrukturierung durch eine Rändelung oder axial verlaufende Konturen, z.B. Stege, Zähne etc. gebildet. Vorzugsweise ist das Aufnahmemittel als eine Hülse ausgebildet.
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In einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist das Aufnahmemittel als eine Einpressgewindebuchse oder eine Einpressmutter ausgebildet. Insbesondere ist die Einpressgewindebuchse für eine Sacklochmontage oder eine Durchgangsbohrungsmontage ausgebildet. Im Speziellen ist die Einpressgewindebuchse beidseitig offen oder einseitig geschlossen ausgebildet. In einer anderen Nomenklatur wird die Einpressmutter auch als Setzmutter und die Einpressgewindebuchse als Gewindehülse bezeichnet. Vorzugsweise ist die Einpressmutter oder die Einpressgewindebuchse in ein rundes Loch einpressbar.
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In einer weiteren Konkretisierung ist der Kopf des Schraubmittels in dem zweiten Axiallagerabschnitt versenkt. Insbesondere weist der zweite Axiallagerabschnitt eine kegelförmige oder eine zylinderförmige Senkbohrung auf. Vorzugsweise ist der Kopf des Schraubmittels als Senkkopf oder Zylinderkopf ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Kopf vollständig in der Senkbohrung versenkt. Der Vorteil der Versenkung des Kopfs besteht insbesondere darin, dass die axiale Baulänge der Verstellgetriebevorrichtung weiter reduziert werden kann.
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In einer Umsetzung der Erfindung weist die Verstellgetriebevorrichtung mindestens eine Axiallagerscheibe und/oder der Außenrotor mindestens eine Axiallagerschulter auf. Insbesondere ist die Axiallagerscheibe ein separates Bauteil, welches insbesondere in der Grobform als eine kreisrunde Ringscheibe ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist die Axiallagerscheibe über das Schraubmittel drehfest mit dem Außenrotor verbunden.
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Insbesondere ist die Axiallagerschulter an den Außenrotor angeformt, wobei die Axiallagerschulter eine kreisrunde Ringform aufweist. Vorzugsweise ist die Axiallagerschulter als ein Steg oder eine Wand ausgebildet, wobei die Axiallagerschulter in Umlaufrichtung verläuft und sich in radialer Richtung nach innen erstreckt. Besonders bevorzugt ist Axiallagerschulte einstückig mit dem Außenrotor, z.B. aus einem Guss, pulvermetallurgisch etc. gefertigt.
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Der Innenrotor stützt sich in axialer Richtung an der Axiallagerscheibe und/oder der Axiallagerschulter ab. Die Axiallagerscheibe bzw. die Axiallagerschulter begrenzen die Innenrotoraufnahme in einer axialen Richtung. Es kann vorgesehen sein, dass der Innenrotor mit der Axiallagerscheibe bzw. der Axiallagerschulter unmittelbar kontaktiert. Im Speziellen bildet die Axiallagerscheibe bzw. die Axiallagerschulter einen Anlauf für den Innenrotor in der axialen Richtung.
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Im Speziellen weist die Verstellgetriebevorrichtung genau zwei Axiallagerscheiben auf, wobei die beiden Axiallagerscheiben über das Schraubmittel mit dem Außenrotor drehfest verbunden sind. Die beiden Axiallagerscheiben sind dabei in axialer Richtung links und rechts des Außenrotors angeordnet, so dass die Innenrotoraufnahme gebildet ist.
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Alternativ weist der Außenrotor genau zwei Axiallagerschultern auf, wobei weitere Bauteile der Verstellgetriebevorrichtung über das Schraubmittel mit einer der beiden, im Speziellen mit beiden Axiallagerschultern verbunden sind. Die beiden Axiallagerschultern sind dabei in axialer Richtung links und rechts des Außenrotors angeformt, so dass die Innenrotoraufnahme gebildet ist.
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Alternativ weist die Verstellgetriebevorrichtung genau eine Axiallagerscheibe und der Außenrotor genau eine Axiallagerschulter auf, wobei die Axiallagerscheibe über das Schraubmittel mit der Axiallagerschulter und/oder dem Außenrotor verbunden ist. Die Axiallagerscheibe und die Axiallagerschulter sind dabei in axialer Richtung links bzw. rechts des Außenrotors angeordnet bzw. angeformt, so dass die Innenrotoraufnahme gebildet ist. Die Axiallagerscheibe oder die Axiallagerschulter ist ein Bestandteil des ersten Axiallagerabschnitts. Insbesondere bildet die Axiallagerscheibe oder die Axiallagerschulter mit weiteren Bauteilen der Verstellgetriebevorrichtung den ersten Axiallagerabschnitt.
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In einer möglichen Ausgestaltung ist der erste Axiallagerabschnitt durch die Axiallagerscheibe oder die Axiallagerschulter gebildet, wobei die Axiallagerscheibe oder die Axiallagerschulter das Aufnahmemittel aufweist. Insbesondere weist die Axiallagerscheibe oder die Axiallagerschulter die Bohrung auf, wobei das Aufnahmemittel in der Bohrung angeordnet ist.
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Beispielsweise ist der zweite Axiallagerabschnitt durch eine weitere Axiallagerscheibe gebildet, wobei das Schraubmittel mit dem Endbereich in dem Aufnahmemittel eingeschraubt ist, so dass der Klemmverband z.B. zwischen den beiden Axiallagerscheiben und dem Außenrotor oder zwischen der Axiallagerschulter, dem Außenrotor und der weiteren Axiallagerscheibe gebildet ist.
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Alternativ ist der zweite Axiallagerabschnitt durch eine weitere Axiallagerschulter gebildet, wobei das Schraubmittel mit dem Endbereich in dem Aufnahmemittel eingeschraubt ist, so dass der Klemmverband zwischen der Axiallagerscheibe, dem Außenrotor und der weiteren Axiallagerschulter gebildet ist.
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In einer konkreten konstruktiven Ausgestaltung weist die Verstellgetriebevorrichtung einen Deckel zur Abdeckung des Wellgetriebes auf. Insbesondere hat der Deckel die Funktion das Wellgetriebe, vorzugsweise den Wellgenerator gegen Umwelteinflüsse, z.B. Staub, Feuchtigkeit etc., abzuschirmen. Insbesondere ist der Deckel scheibenförmig oder topfförmig ausgebildet. Vorzugsweise weist der Deckel an seinem Randbereich die mindestens eine Bohrung auf.
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Alternativ oder optional ergänzend weist die Stirnradeinrichtung einen Kragen auf. Insbesondere ist die Stirnradeinrichtung über den Kragen mit dem Außenrotor drehfest verbunden, sodass eine Relativverdrehung zwischen dem Innenrotor und der Stirnradeinrichtung zu einer Relativverdrehung von Außenrotor und Welle führt. Vorzugsweise weist der Kragen die mindestens eine Bohrung auf.
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Der Deckel und/oder der Kragen sind ein Bestandteil des ersten Axiallagerabschnitts, wobei das Aufnahmemittel den Deckel und/oder den Kragen mit der Axiallagerscheibe oder der Axiallagerschulter verbindet. Insbesondere liegen der Deckel und/oder die Stirnradeinrichtung und/oder die Axiallagerscheibe bzw. die Axiallagerschulter in axialer Richtung unmittelbar aneinander an. Vorzugsweise ist das Aufnahmemittel mit dem Deckel und/oder der Stirnradeinrichtung und/oder der Axiallagerscheibe bzw. der Axiallagerschulter verbunden, so dass diese als gemeinsame Baugruppe zusammengehalten werden. Durch das Schraubmittel werden der Deckel und/oder die Stirnradeinrichtung und/oder die Axiallagerscheibe bzw. die Axiallagerschulter in axialer Richtung kraftschlüssig miteinander bzw. mit dem Außenrotor verbunden, so dass der Klemmverband gebildet ist.
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In einer weiteren konkreten Ausgestaltung ist die Verstellgetriebevorrichtung zur Änderung des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenmaschine oder zur Änderung einer Phasenlage zwischen einer Nockenwelle und einer Kurbelwelle ausgebildet. Insbesondere ist die Verstellgetriebevorrichtung als ein Nockenwellenversteller oder als ein Kompressionssteller ausgebildet. Insbesondere dient der Nockenwellenversteller dazu, die Phasenlage der Nockenwelle, vorzugsweise eine Einlass- und/oder eine Auslassnockenwelle, relativ zu der Phasenlage der Kurbelwelle des Fahrzeugs zu verstellen. Insbesondere ist der Nockenwellenversteller ein elektrischer oder ein elektromechanischer Nockenwellenversteller. Insbesondere ist der Nockenwellenversteller ein VCT-System. Insbesondere dient der Kompressionssteller dazu ein Verdichtungsverhältnis einer Hubkolbenmaschine zu verändern. Insbesondere ist der Kompressionssteller ein elektrischer oder ein elektromechanischer Kompressionssteller. Insbesondere ist der Kompressionssteller ein VCR-System.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug mit der Verstellgetriebevorrichtung wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1 zeigt in einer Längsschnittdarstellung einen Ausschnitt einer Verstellgetriebevorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt in einer Längsschnittdarstellung einen Ausschnitt einer Verstellgetriebevorrichtung 1. Die Verstellgetriebevorrichtungen 1 dient dazu, die Phasenlage einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors relativ zu der Phasenlage einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu verstellen. Die Verstellgetriebevorrichtung 1 ist getriebetechnisch seriell zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle angeordnet.
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Die Verstellgetriebevorrichtung 1 weist einen Antrieb 2 auf, welcher als ein Außenrotor 3, z.B. ein Kettenrad, ausgebildet ist, sowie einen Abtrieb 4, welcher als eine Welle, z.B. eine Einlass- oder eine Auslassnockenwelle, ausgebildet ist, die mit einem Innenrotor 5, z.B. ein Abtriebshohlrad, drehfest gekoppelt ist. Beispielsweise ist der Antrieb 2 mit der Kurbelwelle getriebetechnisch verbunden, der Abtrieb 4 ist z.B. mit der Nockenwelle getriebetechnisch verbunden oder wird durch die Nockenwelle gebildet. Beispielsweise kann die Nockenwelle koaxial zu dem Innenrotor 5 angeordnet sein.
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Die Verstellgetriebevorrichtung 1 weist ein Wellgetriebe 6 auf, um eine Relativverdrehung zwischen Antrieb 2 und Abtrieb 4 zu erzeugen, um die Phasenlage zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle zu ändern. Das Wellgetriebe 6 wird durch einen Wellgenerator 7, den Innenrotor 5 und eine Stirnradeinrichtung 8 gebildet ist. Das Wellgetriebe 6 wird auch als Harmonicdrive bezeichnet.
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Der Wellgenerator 7 weist in axialer Draufsicht eine elliptische Form auf und kann durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung, z.B. ein Elektromotor, in Rotation versetzt werden. Die Stirnradeinrichtung 8 weist eine Außenverzahnung 9 auf und ist in diesem Bereich als eine elastische und/oder flexible Hülse ausgebildet. Der Wellgenerator 7 kontaktiert die Stirnradeinrichtung 8 an der radialen Innenseite.
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Der Innenrotor 5 weist eine Innenverzahnung 10 auf, welche in zwei Eingriffsbereichen mit der Außenverzahnung 9 in Eingriff steht. Die Anzahl der Zähne der Außenverzahnung 9 und der Innenverzahnung 10 sind unterschiedlich ausgebildet, sodass ein Ablaufen der Eingriffsbereiche in Umlaufrichtung um eine Hauptachse H der Verstellgetriebevorrichtung 1 zu einer Relativverdrehung zwischen Innenrotor 5 und Stirnradeinrichtung 8 führt.
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Die Verstellgetriebevorrichtung 1 weist einen ersten und einen zweiten Axiallagerabschnitt 11a, b auf. Die beiden Axiallagerabschnitte 11, b bilden zusammen mit dem Außenrotor 3 eine Innenrotoraufnahme, wobei der Innenrotor 5 in der Innenrotoraufnahme drehbar gleitgelagert ist. Der erste Axiallagerabschnitt 11a weist eine Axiallagerscheibe 12 und der zweite Axiallagerabschnitt 11b eine weitere Axiallagerscheibe 13 auf. Die beiden Axiallagerscheiben 12, 13 sind als Ringscheiben ausgebildet. Die Axiallagerscheibe 12 begrenzt die Innenrotoraufnahme in einer axialen Richtung und die weitere Axiallagerscheibe 13 begrenzt die Innenrotoraufnahme in der anderen axialen Richtung in Bezug auf die Hauptachse H. Die beiden Axiallagerscheiben 12, 13 bilden somit jeweils eine mögliche Anlauffläche für den Innenrotor 5 in axialer Richtung. Beispielsweise liegt der Innenrotor 5 unmittelbar in axialer Richtung an einem radialinneren Randbereich, welcher als eine Kreisringfläche ausgebildet ist, die in einer Radialebene zu der Hauptachse H angeordnet ist, der Axiallagerscheibe 12 und/oder der weiteren Axiallagerscheibe 13 an.
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Die Verstellgetriebevorrichtung 1 weist einen Deckel 14 auf. Der Deckel 14 fixiert den Wellgenerator 7 in axialer Richtung, wobei der Wellgenerator 7 axial zwischen dem Deckel 14 und dem Innenrotor 5 angeordnet ist. Ferner dient der Deckel 14 beispielsweise dazu, das Wellgetriebe 6 gegen Fremdpartikel etc. abzuschirmen. Der Deckel 14 weist eine Topf-Form auf, wobei der Deckel 14 einen Topfrand 15 aufweist. Die Stirnradeinrichtung 8 weist eine Kragenhülsenform auf, wobei die Stirnradeinrichtung 8 einen Kragen 16 aufweist. Der Topfrand 15 und der Kragen 16 erstrecken sich in Bezug auf die Hauptachse H in einer Radialebene und bilden zusammen mit der Axiallagerscheibe 12 den ersten Axiallagerabschnitt 15.
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Der erste Axiallagerabschnitt 11a weist eine Bohrung 17 auf, welche sich in axialer Richtung durch den Topfrand 15, den Kragen 16 und die Axiallagerscheibe 12 erstreckt. Der Deckel 15 liegt in axialer Richtung unmittelbar an dem Kragen 16 an, der Kragen 16 liegt in axialer Richtung unmittelbar an der Axiallagerscheibe 12 an und die Axiallagerscheibe 12 liegt in axialer Richtung unmittelbar an dem Außenrotor 3 an.
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Die Verstellgetriebevorrichtung 1 weist ein Aufnahmemittel 18 und ein Schraubmittel 19 auf. Das Aufnahmemittel 18 ist zur Aufnahme des Schraubmittels 19 ausgebildet und weist hierzu ein Innengewinde auf, so dass das Schraubmittel 19 in das Aufnahmemittel 18 einschraubbar ist. Das Aufnahmemittel 18 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als eine Einpressgewindebuchse ausgebildet. Das Aufnahmemittel 18 ist in die Bohrung 17 eingepresst, so dass der Deckel 15, der Kragen 16 und die Axiallagerscheibe 12 miteinander verbunden sind. Durch das Aufnahmemittel 18 wird somit ermöglicht, dass eine erforderliche Mindestgewindelänge des Innengewindes auf den Topfrand 15 und den Kragen 16 übertragbar ist, wodurch sich eine Reduzierung der axialen Baulänge der Verstellgetriebevorrichtung 1 ergibt.
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Beispielsweise erfolgt das Einpressen des Aufnahmemittels 18 vor der Montage der Getriebekomponenten, so dass der Deckel 15, der Kragen 16 und die Axiallagerscheibe 12 als gemeinsame Baugruppe durch das Aufnahmemittel 18 zusammengehalten werden. Beispielsweise weist die Verstellgetriebevorrichtung 1 bzw. der erste Axiallagerabschnitt 11a weitere Aufnahmemittel und weitere Schraubmittel auf, welche in Umlaufrichtung um die Hauptachse H regelmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Das Schraubmittel 19 ist in Bezug auf die Hauptachse H axial ausgerichtet, wobei zwischen einem Kopf des Schraubmittels 19 und einem Endbereich des Schraubmittels 19 die beiden Axiallagerabschnitte 11a, b und der Außenrotor 3 angeordnet sind, und durch das Schraubmittel 19 zusammengepresst werden, so dass ein Klemmverband 20 gebildet ist. Das Schraubmittel 19 ist mit dem Endbereich in das Aufnahmemittel 18 eingeschraubt. Der zweite Axiallagerabschnitt 11b ist durch die weitere Axiallagerscheibe 13 gebildet und weist zur Aufnahme des Schraubmittels 19 eine weitere Bohrung 21 auf. Die Bohrung 21 ist dabei als eine kegelförmige Senkbohrung ausgebildet, wobei der Kopf des Schraubmittels 19 als ein Senkkopf ausgebildet ist. Somit ist der Kopf des Schraubmittels 19 vollständig in dem zweiten Axiallagerabschnitt 11b bzw. in der Senkbohrung versenkt.
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Damit das Aufnahmemittel 18 beim Anziehen des Schraubmittels 19 in axialer Richtung fixiert bleibt, liegt das Aufnahmemittel 18 mit einem Flansch an dem Topfrand 15 auf. Durch Anziehen des Schraubmittel 19 werden somit der Topfrand 15, der Kragen 16, die Axiallagerscheibe 12, der Außenrotor 3 und die weitere Axiallagerscheibe 13 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H kraftschlüssig miteinander verbunden, so dass die Relativverdrehung zwischen Innenrotor 5 und der Stirnradeinrichtung 8 zu einer Relativverdrehung von Antrieb 2 und Abtrieb 4 führt.
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Beispielsweise weist das Aufnahmemittel 18 an seiner radialen Außenseite eine Oberflächenstrukturierung, z.B. Rändelung, Verzahnung etc. auf, so dass ein Drehmoment beim Anziehen des Schraubmittels 19 auf den ersten Axiallagerabschnitt 11a übertragen wird und das Aufnahmemittel 18 gegen eine Verdrehung gesichert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verstellgetriebevorrichtung
- 2
- Antrieb
- 3
- Außenrotor
- 4
- Abtrieb
- 5
- Innenrotor
- 6
- Wellgetriebe
- 7
- Wellgenerator
- 8
- Stirnradeinrichtung
- 9
- Außenverzahnung
- 10
- Innenverzahnung
- 11a
- erster Axiallagerabschnitt
- 11b
- zweiter Axiallagerabschnitt
- 12
- Axiallagerscheibe
- 13
- weitere Axiallagerscheibe
- 14
- Deckel
- 15
- Topfrand
- 16
- Kragen
- 17
- Bohrung
- 18
- Aufnahmemittel
- 19
- Schraubmittel
- 20
- Klemmverband
- 21
- weitere Bohrung
- H
- Hauptachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011004075 A1 [0003]
