DE102017109307B3 - Actuator for adjusting the compression ratio of a reciprocating engine - Google Patents

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Abstract

Ein VCR-Aktor (1), das heißt Aktor (1) einer Verstellvorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenmaschine, umfasst einen Elektromotor (2) und ein mehrstufiges, aus einem Vorübersetzungsgetriebe (6) und einem Hauptgetriebe (7) aufgebautes Stellgetriebe (3), wobei das Hauptgetriebe (7) als Wellgetriebe ausgebildet ist und ein einen Hohlraum (H) bildendes, flexibles Getriebeelement (8) aufweist, und wobei das Vorübersetzungsgetriebe (6) zumindest teilweise in dem Hohlraum (H) angeordnet ist.A VCR actuator (1), that is to say actuator (1) of an adjusting device for varying the compression ratio of a reciprocating piston engine, comprises an electric motor (2) and a multi-stage actuating gear (3) composed of a pre-gearbox (6) and a main gearbox (7). , wherein the main gear (7) is formed as a wave gear and has a cavity (H) forming, flexible transmission element (8), and wherein the Vorübersetzungsgetriebe (6) at least partially in the cavity (H) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktor einer Verstellvorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenmaschine, insbesondere eines Hubkolbenmotors in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to an actuator of an adjusting device for varying the compression ratio of a reciprocating engine, in particular a reciprocating engine in a motor vehicle.

Die Verstellbarkeit des Verdichtungsverhältnisses ist besonders bei aufgeladenen Verbrennungsmotoren, beispielsweise Motoren mit Turbolader, von Vorteil. Bei niedriger Last kann ein solcher Motor besonders wirtschaftlich mit hohem Verdichtungsverhältnis betrieben werden. Bei hohem Ladedruck wird dagegen das Verdichtungsverhältnis gesenkt. Ein Aktor zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors wird auch als VCR-Aktor (Variable Compression Ratio) bezeichnet.The adjustability of the compression ratio is particularly advantageous in turbocharged internal combustion engines, for example turbocharged engines. At low load, such a motor can be operated particularly economically with a high compression ratio. At high boost pressure, however, the compression ratio is lowered. An actuator for adjusting the compression ratio of a reciprocating engine is also referred to as a variable compression ratio (VCR) actuator.

Ein VCR-Aktor ist beispielsweise in der DE 10 2014 112 689 A1 offenbart. Dieser Aktor umfasst ein Wellgetriebe, welches in diesem Fall als Spannungswellengetriebe bezeichnet ist.A VCR actuator is for example in the DE 10 2014 112 689 A1 disclosed. This actuator comprises a wave gear, which is referred to in this case as a voltage wave transmission.

Weitere Vorrichtungen zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors sind in den Dokumenten DE 10 2010 032 441 A1 , DE 10 2008 060 932 A1 , DE 10 2014 219 071 A1 , EP 2 787 196 A1 und US 8,726,858 B2 offenbart.Other devices for adjusting the compression ratio of an internal combustion engine are in the documents DE 10 2010 032 441 A1 . DE 10 2008 060 932 A1 . DE 10 2014 219 071 A1 . EP 2 787 196 A1 and US 8,726,858 B2 disclosed.

Aktoren zur Verstellung von Wellen in Verbrennungsmotoren sind auch in Form von Nockenwellenverstellern gängig. Ein Nockenwellenversteller kann beispielsweise hydraulisch oder elektrisch betätigt sein. Im Fall einer elektrischen Betätigung ist ein Elektromotor des Nockenwellenverstellers typischerweise mit einem hochuntersetzten Getriebe, welches als Dreiwellengetriebe ausgeführt sein kann, gekoppelt.Actuators for adjusting shafts in internal combustion engines are also common in the form of camshaft adjusters. For example, a phaser may be hydraulically or electrically actuated. In the case of an electric actuation, an electric motor of the camshaft adjuster is typically coupled to a high-reduction gearbox, which may be designed as a three-shaft gearbox.

Ein aus der DE 10 2008 039 009 A1 bekannter Nockenwellenversteller umfasst zusätzlich zu einem als Dreiwellengetriebe ausgebildeten Verstellgetriebe ein Vorübersetzungsgetriebe, welches beispielsweise als Planetengetriebe oder als Wellgetriebe ausgeführt sein kann. Insgesamt ist damit eine Gesamtübersetzung des bekannten Nockenwellenverstellers erzielbar, welche im Bereich von 1:120 bis 1:300 liegen kann.One from the DE 10 2008 039 009 A1 Known camshaft adjuster comprises in addition to a trained as a three-shaft gear adjusting a Vorübersetzungsgetriebe, which may for example be designed as a planetary gear or as a wave gear. Overall, thus a total translation of the known camshaft adjuster can be achieved, which can be in the range of 1: 120 to 1: 300.

Weitere Varianten von Verstellgetrieben in Nockenwellenverstellern sind in der DE 10 2005 018 956 A1 offenbart. Als mögliche Getriebebauarten sind neben einem Wellgetriebe ein Doppelplanetengetriebe, ein Wolfromgetriebe, sowie ein Doppelexzentergetriebe genannt. Die erreichbare Untersetzung liegt im Bereich bis 1:250. Weitere Getriebe gehen aus US 5 123 300 A , DE 101 51 878 C2 und US 3 587 350 A1 hervor.Other variants of variators in camshaft adjusters are in the DE 10 2005 018 956 A1 disclosed. As possible transmission types in addition to a wave gear, a double planetary gear, a Wolfromgetriebe, as well as a double eccentric gear called. The achievable reduction is in the range up to 1: 250. More transmissions go out US 5,123,300 A . DE 101 51 878 C2 and US Pat. No. 3,587,350 A1 out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelten VCR-Aktor, das heißt Aktor einer Verstellvorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenmaschine, anzugeben, welcher sich sowohl durch ein hohes Untersetzungsverhältnis als auch durch einen kompakten Aufbau auszeichnet.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art further developed VCR actuator, that is to say actuator of an adjusting device for varying the compression ratio of a reciprocating engine, which is characterized both by a high reduction ratio and by a compact design.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen VCR-Aktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieser Aktor umfasst einen Elektromotor und ein mehrstufiges, aus einem Vorübersetzungsgetriebe und einem Hauptgetriebe aufgebautes Stellgetriebe. Bei dem Hauptgetriebe handelt es sich um ein Wellgetriebe, durch dessen flexibles Getriebeelement ein Hohlraum definiert ist. Das flexible Getriebeelement weist einen im Wesentlichen zylindrischen, verzahnten Abschnitt auf. Ist das flexible Getriebeelement ausschließlich durch diesen im unverformten Zustand zylindrischen Abschnitt gebildet, so wird es als Flexring bezeichnet. Schließt sich an den zylindrischen, den Hohlraum umschließenden Abschnitt des flexiblen Getriebeelementes ein radial nach außen gerichteter Flansch an, so beschreibt das flexible Getriebeelement insgesamt eine Hutform und wird auch als Kragenhülse bezeichnet. Ebenso sind Varianten des flexiblen Getriebeelementes realisierbar, in welchen an den zylindrischen, zumindest teilweise verzahnten Abschnitt ein radial nach innen gerichteter Flansch oder Boden anschließt, so dass das flexible Getriebeelement insgesamt eine Topfform beschreibt. Der Hohlraum des flexiblen Getriebeelementes ist in diesem Fall sowohl durch den zylindrischen Abschnitt als auch durch den nach innen gerichteten Flansch beziehungsweise Boden begrenzt. In allen Fällen ist das Vorübersetzungsgetriebe teilweise oder vollständig in dem durch das flexible Getriebeelement gebildeten Hohlraum angeordnet.This object is achieved by a VCR actuator with the features of claim 1. This actuator comprises an electric motor and a multi-stage, composed of a Vorversetzungsgetriebe and a main gear actuating mechanism. The main gear is a wave gear, through the flexible transmission element, a cavity is defined. The flexible transmission element has a substantially cylindrical, toothed portion. If the flexible transmission element is formed exclusively by this cylindrical section in the undeformed state, then it is referred to as a flex ring. If a radially outwardly directed flange adjoins the cylindrical, cavity-enclosing section of the flexible transmission element, the flexible transmission element as a whole describes a hat shape and is also referred to as a collar sleeve. Likewise, variants of the flexible transmission element can be realized, in which a radially inwardly directed flange or bottom connects to the cylindrical, at least partially toothed section, so that the flexible transmission element describes a total of a pot shape. The cavity of the flexible transmission element is limited in this case both by the cylindrical portion and by the inwardly directed flange or bottom. In all cases, the pre-reduction gear is partially or completely arranged in the cavity formed by the flexible transmission element.

Bei dem Vorübersetzungsgetriebe handelt es sich um ein Planetengetriebe. Ein Sonnenrad dieses Planetengetriebes ist fest sowohl mit dem flexiblen Getriebeelement, welches in diesem Fall vorzugsweise eine Topfform aufweist, das heißt als Flextopf gestaltet ist, als auch mit der Abtriebswelle des Hauptgetriebes verbunden. Die Abtriebswelle wiederum ist mit einer zu verstellenden Welle, insbesondere Exzenterwelle, identisch oder drehfest verbunden.The pre-gearbox is a planetary gear. A sun gear of this planetary gear is fixed to both the flexible transmission element, which in this case preferably has a cup shape, that is designed as a Flextopf, as well as connected to the output shaft of the main transmission. The output shaft in turn is identical or non-rotatably connected to a shaft to be adjusted, in particular eccentric shaft.

Das als Planetengetriebe ausgebildete Vorübersetzungsgetriebe weist weiter ein Hohlrad auf, welches in bevorzugter Ausgestaltung mit einem Innenring eines Wellgenerators des Hauptgetriebes, das heißt Wellgetriebes, verbunden ist. Durch eine elastische Nachgiebigkeit des Hohlrades in radialer Richtung ist eine Vorspannung innerhalb der aus dem Vorübersetzungsgetriebe und dem Hauptgetriebe gebildeten Getriebeanordnung des Aktors herstellbar. Das elastisch nachgiebige, mit dem Innenring des Wellgenerators verbundene Hohlrad überragt die übrigen Komponenten des Vorübersetzungsgetriebes vorzugsweise in mindestens einer axialen Richtung, nämlich in Richtung zur offenen Seite des Flextopfes. Hierbei ist das Hohlrad, welches eine Komponente des Vorübersetzungsgetriebes darstellt und die Verbindung zum Hauptgetriebe herstellt, vorzugsweise vollständig innerhalb des durch das flexible Getriebeelement des Hauptgetriebes gebildeten Hohlraums angeordnet.The trained as a planetary gear Vorübersetzungsgetriebe further comprises a ring gear, which is connected in a preferred embodiment with an inner ring of a wave generator of the main transmission, that is, wave gear. By an elastic resilience of the ring gear in the radial direction, a bias voltage can be established within the gear arrangement of the actuator formed from the pre-gearbox and the main gearbox. The elastically yielding ring gear connected to the inner ring of the wave generator preferably protrudes beyond the remaining components of the Vorversetzungsgetriebes in at least one axial direction, namely in the direction of the open side of the Flextopfes. Here, the ring gear, which is a component of the Vorversetzungsgetriebes and makes the connection to the main gear, preferably arranged completely within the cavity formed by the flexible transmission element of the main transmission.

Zusätzlich zur zumindest teilweisen Platzierung des Vorübersetzungsgetriebes innerhalb des Hauptgetriebes ist vorzugsweise auch der Elektromotor, insbesondere in Form eines bürstenlosen Gleichstrommotors (BLDC-Motors), des VCR-Aktors zumindest teilweise innerhalb des durch das flexible Getriebeelement des Hauptgetriebes gebildeten Hohlraums angeordnet.In addition to the at least partial placement of the pre-reduction gear within the main gear is preferably also the electric motor, in particular in the form of a brushless DC motor (BLDC motor), the VCR actuator arranged at least partially within the cavity formed by the flexible transmission element of the main transmission.

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen, jeweils in einer schematischen Schnittdarstellung:

  • 1 einen VCR-Aktor, das heißt Aktor einer Verstellvorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors,
  • 2 einen VCR-Aktor mit einem Planetengetriebe als Vorübersetzungsgetriebe einer Getriebeanordnung,
  • 3 einen VCR-Aktor mit zwei ineinander geschachtelten Wellgetrieben.
Several embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show in each case in a schematic sectional view:
  • 1 a VCR actuator, that is actuator of an adjusting device for varying the compression ratio of a reciprocating engine,
  • 2 a VCR actuator with a planetary gear as Vorversetzungsgetriebe a gear assembly,
  • 3 a VCR actuator with two nested corrugations.

Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämtliche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Unless otherwise stated, the following explanations relate to all exemplary embodiments. Corresponding or basically equivalent parts are indicated in all figures with the same reference numerals.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter VCR-Aktor ist zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor, nämlich Hubkolbenmotor, vorgesehen. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des VCR-Aktors 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen. Der VCR-Aktor 1 ist nicht nur zur Verwendung in einem Hubkolbenmotor, sondern auch für die Verwendung in sonstigen Hubkolbenmaschinen, beispielsweise einem Hubkolbenkompressor, geeignet. Komponenten des VCR-Aktors 1 sind ein Elektromotor 2, vorzugsweise in Form eines bürstenlosen Gleichstrommotors (BLDC-Motor), sowie eine zweistufige Getriebeanordnung 3, wobei in 1 nur eine einzige Getriebestufe sichtbar ist.A total with the reference numeral 1 A designated VCR actuator is intended for use in an internal combustion engine, namely a reciprocating engine. Regarding the principal function of the VCR actuator 1 Reference is made to the cited prior art. The VCR actuator 1 is suitable not only for use in a reciprocating engine, but also for use in other reciprocating engines, such as a reciprocating compressor. Components of the VCR actuator 1 are an electric motor 2 , preferably in the form of a brushless DC motor (BLDC motor), and a two-stage gear assembly 3 , where in 1 only a single gear stage is visible.

Der VCR-Aktor 1 ist ein Gehäuse 4 eingebaut, welches mit dem Motorblock des Hubkolbenmotors identisch oder fest verbunden ist. Bei einer mit 5 bezeichneten Abtriebswelle handelt es sich um eine Exzenterwelle, welche über ein nicht dargestelltes Nebenpleuel mit weiteren Komponenten des Kurbeltriebs des Hubkolbenmotors gekoppelt ist. Die mit R bezeichnete Rotationsachse der Abtriebswelle 5 ist mit der Mittelachse des VCR-Aktors 1 identisch.The VCR actuator 1 is a housing 4 installed, which is identical or firmly connected to the engine block of the reciprocating engine. In a designated output shaft 5 is an eccentric shaft, which is coupled via an auxiliary connecting rod, not shown, with other components of the crank mechanism of the reciprocating engine. The rotation axis of the output shaft designated R 5 is with the center axis of the VCR actuator 1 identical.

Die Getriebeanordnung 3 setzt sich zusammen aus einem Vorübersetzungsgetriebe 6 und einem diesem nachgeschalteten Hauptgetriebe 7. Zumindest das Hauptgetriebe 7 ist in allen Fällen als Wellgetriebe ausgebildet und weist ein flexibles Getriebeelement 8 auf, bei welchem es sich um einen Flextopf handelt. Ein zylindrischer Abschnitt 9 des Flextopfes 8 ist, angrenzend an die offene Seite des Flextopfes 8, mit einer Außenverzahnung 10 versehen. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Flextopfes 8 schließt an den zylindrischen Abschnitt 9 ein nach innen gerichteter Flansch an, welcher als Boden 11 bezeichnet wird. Der zylindrische Abschnitt 9 begrenzt zusammen mit dem Boden 11 einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum H.The gear arrangement 3 is composed of a pre-gearbox 6 and a downstream main gearbox 7 , At least the main gearbox 7 is designed in all cases as a wave gear and has a flexible transmission element 8, which is a Flextopf. A cylindrical section 9 of the Flextopf 8th is, adjacent to the open side of the Flextopfes 8th , with external teeth 10 Mistake. On the opposite end of the Flextopf 8th closes to the cylindrical section 9 an inwardly directed flange which acts as a floor 11 referred to as. The cylindrical section 9 limited together with the ground 11 a substantially cylindrical cavity H ,

Beim Betrieb des VCR-Aktors 1 wird der mit der Außenverzahnung 10 versehene Bereich des zylindrischen Abschnitts 9 durch einen Wellgenerator 12 verformt, welcher dem Hauptgetriebe 7 zuzurechnen ist. Der Wellgenerator 12 weist einen Innenring 13 auf, welcher über das Vorübersetzungsgetriebe 6 angetrieben wird. Bei dem Innenring 13 handelt es sich um einen Wälzlagerring mit nicht kreisrunder, elliptischer Außenkontur. Auf dem Innenring 13 abrollende Wälzkörper 14, nämlich Kugeln, zwingen einen Außenring 15 zur Anpassung an die unrunde Form des Innenrings 13. Der Außenring 15 wiederum ist unmittelbar umgeben durch denjenigen Bereich des zylindrischen Abschnitts 9, welcher die Außenverzahnung 10 aufweist. Die Außenverzahnung 10 wird an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen in Eingriff mit einer Innenverzahnung 16 gebracht. Die Innenverzahnung 16 ist im Fall von 1 durch ein Abtriebselement 17 gebildet, welches durch formschlüssige Verbindungskonturen 18 drehfest mit der Abtriebswelle 5 gekoppelt ist.When operating the VCR actuator 1 will be the one with the external teeth 10 provided area of the cylindrical portion 9 through a wave generator 12 deformed, which is the main transmission 7 attributable to. The wave generator 12 has an inner ring 13 on, which via the Vorversetzungsgetriebe 6 is driven. In the inner ring 13 is a rolling bearing ring with non-circular, elliptical outer contour. On the inner ring 13 rolling rolling elements 14 , namely balls, force an outer ring 15 to adapt to the non-circular shape of the inner ring 13 , The outer ring 15 again, it is immediately surrounded by that portion of the cylindrical portion 9 , which the external toothing 10 having. The external toothing 10 is engaged at two diametrically opposite locations in engagement with an internal toothing 16 brought. The internal toothing 16 is in the case of 1 through an output element 17 formed, which by positive connection contours 18 rotatably with the output shaft 5 is coupled.

In den in den 2 und 3 skizzierten Fällen ist die Innenverzahnung 16 dagegen durch das Gehäuse 4 gebildet. Alternativ könnte die Innenverzahnung 16 durch einen gesonderten, in das Gehäuse 4 eingesetzten Verzahnungsring gebildet sein. In allen Fällen ist durch eine unterschiedliche Zähneanzahl der Außenverzahnung 10 einerseits und der Innenverzahnung 16 andererseits ein hohes Untersetzungsverhältnis des Hauptgetriebes 7 hergestellt.In the in the 2 and 3 outlined cases is the internal toothing 16 by contrast, through the housing 4 educated. Alternatively, the internal teeth could 16 through a separate, into the housing 4 be used toothed ring formed. In all cases is due to a different number of teeth of the external teeth 10 on the one hand and the internal toothing 16 on the other hand, a high reduction ratio of the main transmission 7 produced.

Der Boden 11 des Flextopfes 8 ist im Fall von 1 an einem Gehäuseteil 19 befestigt, welches starr mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. Der Elektromotor 2 des VCR-Aktors 1 nach 1 ist vollständig innerhalb des topfförmigen Getriebeelementes 8 angeordnet. Gleiches gilt für das Vorübersetzungsgetriebe 6, welches über eine Kupplung 20 mit dem Hauptgetriebe 7 gekoppelt ist.The floor 11 of the Flextopf 8th is in the case of 1 on a housing part 19 attached, which is rigid with the housing 4 connected is. The electric motor 2 of the VCR actuator 1 to 1 is completely within the cup-shaped gear element 8th arranged. The same applies to the Temporary reduction gear 6 which has a coupling 20 with the main gearbox 7 is coupled.

In der Anordnung nach 2 ist der Elektromotor 2 lediglich teilweise in dem Innenraum angeordnet, welcher durch das flexible Getriebeelement 8 gebildet ist. Ein in 3 nicht dargestellter Elektromotor, dessen Ausgangswelle ein Drehmoment, optional über eine Kupplung, in das Vorübersetzungsgetriebe 6 einspeist, ist entweder vollständig innerhalb oder teilweise innerhalb oder vollständig außerhalb des flexiblen Getriebeelementes 8 angeordnet. Die Verformung des flexiblen Getriebeelementes 8 durch den Wellgenerator 12 ist in den 2 und 3 übertrieben dargestellt. In beiden Fällen ist eine durch den Boden 11 des flexiblen Getriebeelementes 8 gebildete Nabe 21 fest mit der Abtriebswelle 5, das heißt Exzenterwelle, verbunden.In the arrangement according to 2 is the electric motor 2 only partially disposed in the interior, which through the flexible transmission element 8th is formed. An in 3 not shown electric motor whose output shaft torque, optionally via a clutch in the pre-gearbox 6 is either completely within or partially within or completely outside of the flexible transmission element 8th arranged. The deformation of the flexible transmission element 8th through the wave generator 12 is in the 2 and 3 exaggerated. In both cases, one is through the floor 11 of the flexible transmission element 8th formed hub 21 fixed to the output shaft 5 , ie eccentric shaft, connected.

In der Bauform nach 2 ist ein Planetengetriebe als Vorübersetzungsgetriebe 6 der Getriebeanordnung 3 vorgesehen. Das mit 22 bezeichnete Sonnenrad des Vorübersetzungsgetriebes 6 ist fest mit der Abtriebswelle 5 verbunden. Der mit 23 bezeichnete Planetenträger des als Planetengetriebe ausgebildeten Vorübersetzungsgetriebes 6 ist direkt durch den Elektromotor 2 antreibbar, indem er mit der mit 24 bezeichneten Motorwelle des Elektromotors 2 gekoppelt ist. Auf dem Planetenträger 23 gelagerte Planetenräder 25 kämen einerseits mit dem Sonnenrad 22 und andererseits mit dem mit 26 bezeichneten Hohlrad des Vorübersetzungsgetriebes 6. Das Hohlrad 26 hat die Form einer elastisch nachgiebigen Hülse, welche die übrigen Komponenten 22, 23, 25 des Vorübersetzungsgetriebes 6 in derjenigen Richtung überragt, welche dem Elektromotor 2 und damit der offenen Seite des auch als Verzahnungstopf bezeichneten flexiblen Getriebeelementes 8 zugewandt ist. Durch die Elastizität des Hohlrades 26 wird eine Vorspannung in der Getriebeanordnung 3 erzeugt. Das Hohlrad 26 ist außenseitig, im Anschluss an seine Stirnseite, welche der mit den Planetenrädern 25 zusammenwirkenden Seite abgewandt ist, mit dem Innenring 13 des Wellgenerators 12 verbunden. Durch die Rotation des Innenrings 13 wird in der beschriebenen Weise eine vergleichsweise langsame Rotation des flexiblen Getriebeelementes 8 und damit auch des Sonnenrades 22 erzeugt. Die Rotationsrichtungen des Innenrings 13 und der Abtriebswelle 5, welche unter anderem mit dem Sonnenrad 22 verbunden ist, sind einander entgegengerichtet.In the design 2 is a planetary gear as Vorversetzungsgetriebe 6 the gear arrangement 3 intended. The designated 22 sun gear of the pre-gearbox 6 is fixed to the output shaft 5 connected. The designated planet carrier 23 formed as a planetary gear pre-gearbox 6 is directly through the electric motor 2 driven by being connected to the designated motor shaft 24 of the electric motor 2 is coupled. On the planet carrier 23 stored planet gears 25 come on the one hand with the sun 22 and on the other hand with the designated 26 of the ring gear of the pre-reduction gear 6 , The ring gear 26 has the form of an elastically yielding sleeve, which the other components 22 . 23 . 25 of the pre-gearbox 6 surmounted in the direction which the electric motor 2 and thus the open side of the also referred to as a gearing pot flexible transmission element 8th is facing. Due to the elasticity of the ring gear 26 becomes a bias in the gearbox assembly 3 generated. The ring gear 26 is on the outside, following its face, which with the planetary gears 25 facing away from the cooperating side, with the inner ring 13 the wave generator 12 connected. By the rotation of the inner ring 13 becomes in the manner described a comparatively slow rotation of the flexible transmission element 8th and thus also the sun wheel 22 generated. The directions of rotation of the inner ring 13 and the output shaft 5 , which among other things with the sun wheel 22 is connected, are opposing each other.

Sowohl im Fall eines rotierenden Sonnenrades 22, entsprechend der Anordnung nach 2, als auch im Fall eines feststehenden Sonnenrades 22 könnte alternativ zum Planetenträger 23 das Hohlrad 26 direkt durch den Elektromotor 2 angetrieben sein, wobei in diesem Fall der Planetenträger 23 als Abtriebselement des Vorübersetzungsgetriebes 6 fungieren würde und - prinzipiell vergleichbar mit der Gestaltung des Hohlrades 26 der Anordnung nach 2 - ein elastisch nachgiebiges Koppelelement zur Kupplung des Vorübersetzungsgetriebes 6 mit dem Hauptgetriebe 7 bilden würde.Both in the case of a rotating sun gear 22 , according to the arrangement 2 , as well as in the case of a fixed sun gear 22 could be an alternative to the planet carrier 23 the ring gear 26 directly through the electric motor 2 be driven, in which case the planet carrier 23 as output element of the pre-reduction gear 6 would act and - in principle comparable to the design of the ring gear 26 according to the arrangement 2 - An elastically compliant coupling element for coupling the pre-gearbox 6 with the main gearbox 7 would form.

In der Bauform nach 3 ist nicht nur das Hauptgetriebe 7 sondern auch das Vorübersetzungsgetriebe 6 als Wellgetriebe ausgebildet. Das mit 27 bezeichnete flexible Getriebeelement des Vorübersetzungsgetriebes 6 ist als Kragenhülse gestaltet, deren zylindrischer, außenverzahnter Abschnitt mit 28 und deren hieran anschließender, radial nach außen gerichteter Flansch, das heißt Kragen, mit 29 bezeichnet ist. Der Kragen 29 ist am Innenring 13 des Wellgenerators 12 des Hauptgetriebes 7 befestigt, während der zylindrische, außenverzahnte Abschnitt 28 mit einem als Winkelring gestalteten Hohlrad 30 zusammenwirkt, welches - ebenso wie der Boden 11 des Flextopfes 8 - an der Abtriebswelle 5 befestigt ist. Ein mit 31 bezeichneter Wellgenerator des Vorübersetzungsgetriebes 6 ist analog zum Wellgenerator 12 des Hauptgetriebes 7 gestaltet. Das Vorübersetzungsgetriebe 6 kann ein mit dem Hauptgetriebe 7 übereinstimmendes Untersetzungsverhältnis oder ein abweichendes Untersetzungsverhältnis aufweisen. Insgesamt sind mit der Getriebeanordnung 3 des VCR-Aktors nach 3 Untersetzungsverhältnisse realisierbar, welche beispielsweise im Bereich von 1:600 bis 1:3000 liegen.In the design 3 is not only the main gearbox 7 but also the pre-gearbox 6 designed as a wave gear. The designated 27 flexible transmission element of the pre-gearbox 6 is designed as a collar sleeve, whose cylindrical, externally toothed section with 28 and the subsequent, radially outwardly directed flange, that is, collar, is designated by 29. The collar 29 is on the inner ring 13 of the wave generator 12 of the main gearbox 7 fastened while the cylindrical, externally toothed section 28 with a designed as an angle ring ring gear 30 interacts, which - as well as the soil 11 of the Flextopf 8th - on the output shaft 5 is attached. A denoted by 31 wave generator of the pre-gearbox 6 is analogous to the wave generator 12 of the main gearbox 7 designed. The pre-gearbox 6 can one with the main gearbox 7 have matching reduction ratio or a different reduction ratio. Overall, with the gear assembly 3 of the VCR actuator 3 Reduction ratios feasible, which are for example in the range of 1: 600 to 1: 3000.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
VCR-AktorVCR actuator
22
Elektromotorelectric motor
33
Getriebeanordnung, StellgetriebeTransmission arrangement, actuating gear
44
Gehäusecasing
55
Abtriebswelleoutput shaft
66
VorübersetzungsgetriebeTemporary reduction gear
77
Hauptgetriebemain gearbox
88th
Flextopf, flexibles GetriebeelementFlextopf, flexible transmission element
99
zylindrische Abschnittcylindrical section
1010
Außenverzahnungexternal teeth
1111
Bodenground
1212
Wellgeneratorwave generator
1313
Innenringinner ring
1414
Wälzkörperrolling elements
1515
Außenringouter ring
1616
Innenverzahnunginternal gearing
1717
Abtriebselementoutput element
1818
Verbindungskonturconnection Silhouette
1919
Gehäuseteilhousing part
2020
Kupplungclutch
2121
Nabehub
2222
Sonnenradsun
2323
Planetenträgerplanet carrier
2424
Motorwellemotor shaft
2525
Planetenradplanet
2626
Hohlradring gear
2727
flexibles Getriebeelement, Kragenhülseflexible transmission element, collar sleeve
2828
zylindrischer Abschnittcylindrical section
2929
Kragen, FlanschCollar, flange
3030
Winkelring, HohlradAngle ring, ring gear
3131
Wellgeneratorwave generator
HH
Hohlraumcavity
RR
Rotationsachse, MittelachseRotation axis, central axis

Claims (4)

Aktor (1) einer Verstellvorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenmaschine, umfassend einen Elektromotor (2) und ein mehrstufiges, aus einem Vorübersetzungsgetriebe (6) und einem Hauptgetriebe (7) aufgebautes Stellgetriebe (3), wobei das Hauptgetriebe (7) als Wellgetriebe ausgebildet ist und ein einen Hohlraum (H) bildendes, flexibles Getriebeelement (8) aufweist, und wobei das Vorübersetzungsgetriebe (6) zumindest teilweise in dem Hohlraum (H) angeordnet ist, wobei das Vorübersetzungsgetriebe (6) als Planetengetriebe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (22) des Vorübersetzungsgetriebes (6) fest mit dem flexiblen Getriebeelement (8) sowie einer Abtriebswelle (5) des Hauptgetriebes (7) verbunden ist.Actuator (1) of an adjusting device for varying the compression ratio of a reciprocating engine, comprising an electric motor (2) and a multi-stage, from a Vorversetzungsgetriebe (6) and a main gear (7) constructed actuating mechanism (3), wherein the main gear (7) designed as a wave gear is and has a cavity (H) forming, flexible transmission element (8), and wherein the Vorübersetzungsgetriebe (6) at least partially in the cavity (H) is arranged, wherein the Vorübersetzungsgetriebe (6) is designed as a planetary gear, characterized in that a sun gear (22) of the pre-reduction gear (6) is fixedly connected to the flexible transmission element (8) and an output shaft (5) of the main transmission (7). Aktor (1) nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlrad (26) des Vorübersetzungsgetriebes (6) mit einem Innenring (13) eines Wellgenerators (12) des Hauptgetriebes (7) verbunden und in Radialrichtung elastisch nachgiebig ist.Actuator (1) according to Claim 1, characterized in that a ring gear (26) of the pre-reduction gear (6) is connected to an inner ring (13) of a wave generator (12) of the main gear (7) and elastically yielding in the radial direction. Aktor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (26) des Vorübersetzungsgetriebes (6) dessen übrige Komponenten in mindestens einer Axialrichtung überragt und vollständig innerhalb des durch das flexible Getriebeelement (8) des Hauptgetriebes (7) gebildeten Hohlraums (H) angeordnet ist.Actuator (1) to Claim 2 , characterized in that the ring gear (26) of the pre-reduction gear (6) projects beyond the rest of its components in at least one axial direction and is disposed completely within the cavity (H) formed by the flexible transmission element (8) of the main gearbox (7). Aktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) zumindest teilweise innerhalb des durch das flexible Getriebeelement (8) des Hauptgetriebes (7) gebildeten Hohlraumes (H) angeordnet ist.Actuator (1) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the electric motor (2) at least partially within the by the flexible transmission element (8) of the main transmission (7) formed cavity (H) is arranged.
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