-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Verstelleinheit für ein Verstellgetriebe und ein Verstellgetriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 8 näher definierten Art.
-
Aus
DE 10 2013 216 183 A1 ist eine Verstelleinrichtung, insbesondere zur Verstellung einer Nockenwelle, bekannt. Die Verstelleinrichtung umfasst eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und ein zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle geschaltetes Wellgetriebe mit einem Wellgenerator und einem elastisch verformbaren Element mit einer Außenverzahnung. Das elastisch verformbare Element erstreckt sich axial mit einem zylindrischen Mantelabschnitt und ist mit einem sich topfförmig radial nach innen erstreckenden Bodenabschnitt über Schraubenverbindungen mit einem radial innen liegenden Bereich eines Gehäusedeckels drehfest verbunden. Nachteilig ist die aufwendige Befestigung des elastisch verformbaren Elements am Deckel. Zudem ist durch den Deckel ein axialer Durchgang in die Verstelleinrichtung versperrt. Daher ist beispielsweise kein zentrales Befestigungsmittel, wie insbesondere eine Befestigungsschraube, zur Montage in die Verstelleinrichtung einführbar. Hierdurch ist es erforderlich, die Verstelleinrichtung, besonders das elastisch verformbare Element, abhängig von den Einbauverhältnissen jeweils konstruktiv anzupassen, wodurch die Komplexität der Fertigung und die Herstellungskosten erhöht werden.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinheit für ein Verstellgetriebe und ein Verstellgetriebe der vorgenannten Art hinsichtlich ihrer bzw. seiner Herstellung und Montage zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten.
-
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und alternativ durch die Merkmale des Patentanspruchs 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
-
Es wird eine Verstelleinheit für ein Verstellgetriebe mit einem flexiblen Zahnring mit einer am Außenumfang ausgebildeten Außenverzahnung zur Übertragung eines Drehmoments und einem mit einem Drehmoment antreibbaren Wellgenerator vorgeschlagen. Flexibler Zahnring und Wellgenerator bilden Teile eines Wellgetriebes. Erfindungsgemäß ist ein koaxial angeordneter Abstützring vorgesehen, der den Zahnring radial außen teilweise umfasst. Abstützring und Zahnring sind jeweils an einer axialen Seite mit einem radial verlaufenden Abschnitt ringförmig nach radial innen auf einen vorbestimmten Innendurchmesser eingezogen und an diesem drehfest miteinander verbunden. Dadurch wird am Innendurchmesser der radial eingezogenen Abschnitte eine einfache drehfeste Anbindung des flexiblen Zahnrings an den Abstützring ermöglicht. Zugleich ist am Innendurchmesser eine einfache drehfeste Verbindung der Verstelleinheit mit einer Anschluss- oder Abtriebswelle und eine einfache Montage an dieser erreichbar. Am Außendurchmesser des Abstützrings ist ein Antriebselement, insbesondere eine Antriebswelle, auf einfache Weise radial lagerbar. Auf diese Weise bildet der Abstützring radiale und axiale Funktionsflächen zur Anbindung und/oder Abstützung von Bauteilen des Verstellgetriebes. Die Verstelleinheit und insbesondere der flexible Zahnring können so besonders vorteilhaft als Gleichteil zum modularen Aufbau eines Verstellgetriebes verwendet werden.
-
Eine besonders einfache drehfeste Anbindung des flexiblen Zahnrings an den Abstützring ist durch eine formschlüssige Verbindung derselben jeweils am Innendurchmesser ihrer radial eingezogenen Abschnitte erreichbar.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein koaxial angeordneter Distanzring vorgesehen, der an einer axialen Stirnseite ein Axiallager bildet, an dem der Wellgenerator axial abstützt ist. Vorzugsweise ist dabei der Distanzring an einer vom Wellgenerator abgewandten axialen Seite mit einem radial verlaufenden Abschnitt ringförmig nach radial innen eingezogen. Er umfasst dabei formschlüssig drehfest Abstützring und Zahnring am Innendurchmesser ihrer radialer Abschnitte. Durch den Distanzring, der vorzugsweise aus ungehärtetem Stahl gefertigt ist, kann so die Axiallagerung des Wellgenerators und zugleich eine Formschlussverbindung von Zahnring und Abstützring erreicht werden.
-
Ein einfacher drehfester spielfreier Formschluss zwischen Zahnring und Abstützring ist möglich, wenn der Distanzring am Innendurchmesser seines radial eingezogenen Abschnitts ausgebildete Biegelaschen aufweist, die formschlüssig drehfest in korrespondierende axial verlaufende Nuten am Innendurchmesser der radial eingezogenen Abschnitte von Abstützring und Zahnring eingreifen. Bevorzugt sind dabei die Biegelaschen in den Nuten spielfrei in Umfangsrichtung verstemmt. Es ist von Vorteil, wenn die Nuten an den eingezogenen Abschnitten jeweils axial fluchtend hintereinander angeordnet sind und jeweils am Innendurchmesser derselben axial durchgehend verlaufen. In besonders vorteilhafter Weise können hierbei die Biegelaschen mit am Abstützring axial überstehenden Enden nach radial außen umgebogen und an der Außenseite des eingezogenen Abschnitts des Abstützrings axial angelegt werden.
-
Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, wenn Abstützring, Zahnring und Distanzring mit ihren radialen Abschnitten radial innen aneinander axial anliegend angeordnet sind. Hierzu können Abstützring und Distanzring an den eingezogenen Abschnitten jeweils mit einem Absatz axial abgesetzt sein, wobei einer der beiden axialen Absätze oder beide axiale Absätze zugleich zur Zentrierung eines weiteren Anschlussbauteils dienen kann bzw. können.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine koaxial angeordnete Distanzhülse vorgesehen, die mit einer axialen Stirnseite am Distanzring abgestützt ist und an der von diesem abgewandten axialen Stirnseite ein Axiallager bildet. Bevorzugt ist an diesem eine koaxial angeordnete Kupplungsscheibe abgestützt, die mit dem Wellgenerator zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbunden ist. Hierbei kann die Distanzhülse in besonders vorteilhafter Weise am Distanzring zentriert sein. Zur Zentrierung kann in weiterhin besonders vorteilhafter Weise ein bereits oben beschriebener axialer Absatz am Distanzring verwendet werden. Über die Distanzhülse ist so auf einfache Weise eine Axiallagerung der Kupplungsscheibe und über diese eine Drehmomentanbindung des Wellgenerators an eine Verstellantriebswelle eines Stellantriebs erreichbar. Vorzugsweise ist hierbei die Kupplungsscheibe als sogenannte Oldham-Kupplungsscheibe ausgeführt und kann zugleich dem Versatzausgleich zwischen dieser und dem Wellgenerator dienen.
-
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn der Abstützring an seiner dem Wellgenerator zugewandten axialen Stirnseite ein Axiallager bildet. Vorzugsweise ist an diesem ein koaxial angeordnetes Hohlrad mit einer axialen Stirnseite abstützbar und dabei mit einer Innenverzahnung in Eingriff mit der Außenverzahnung des Zahnrings anordenbar.
-
Der Abstützring kann am Außendurchmesser einen nach radial außen vorstehenden Befestigungskragen aufweisen, an dem der Abstützring an eine koaxial angeordnete Antriebswelle zur Übertragung eines Drehmoments drehfest axial anbindbar ist.
-
Es ist auch möglich, dass der Abstützring am Außendurchmesser ein Radiallager bildet, an dem eine koaxial angeordnete Antriebswelle mit dem Innendurchmesser abstützbar ist.
-
In weiterhin besonders vorteilhafter Weise können am Außendurchmesser des Abstützrings Endanschläge zur Drehwinkelbegrenzung zwischen dem Abstützring und einer koaxial angeordneten Antriebswelle ausgebildet sein.
-
Abstützring, Zahnring, Distanzring, Wellgenerator, Kupplungsscheibe und Distanzhülse bilden auf diese Weise eine Verstelleinheit, die in besonders vorteilhafter Weise als Gleichteil in verschiedenen Verstellgetrieben modular verwendbar ist. Hierdurch können die Herstellung desselben vereinfacht und die Kosten gesenkt und kann insbesondere die Herstellung des flexiblen Zahnrings auf eine Variante zur Verwendung in verschiedenen Verstellgetrieben reduziert werden.
-
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verstellgetriebe mit einer Verstelleinheit nach einem der vorangehend beschriebenen Ansprüche mit einem flexiblen Zahnring mit einer Außenverzahnung und einem koaxial angeordneten Abstützring gelöst. Der Abstützring bildet an einer axialen Stirnseite ein Axiallager, an dem ein Hohlrad mit einer axialen Stirnseite abgestützt ist, wobei das Hohlrad mit einer Innenverzahnung in die Außenverzahnung des Zahnrings zur Übertragung eines Drehmoments eingreift. Auf diese Weise ist das Verstellgetriebe mit einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit als sogenanntes Minus- oder Plusgetriebe einfach herstell- und montierbar.
-
Zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen Verstellgetriebes als Minus-Getriebe kann das Hohlrad mit einer koaxial angeordneten Antriebswelle zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbunden sein. Vorzugsweise bildet dabei der Abstützring am Außendurchmesser ein Radiallager, über das die Antriebswelle auf dem Außendurchmesser des Abstützrings abgestützt ist. Bevorzugt bildet dieser eine Abtriebswelle und ist radial innen mit einer Anschlusswelle zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbindbar.
-
Alternativ ist ein erfindungsgemäßes Verstellgetriebes als Plus-Getriebe erreichbar, wenn der Abstützring am Außendurchmesser einen Befestigungskragen aufweist, mit dem er an eine koaxial angeordnete Antriebswelle zur Übertragung eines Drehmoments drehfest axial angebunden ist. Dabei kann auf einfache Weise die Antriebswelle mit dem Innendurchmesser auf dem Außendurchmesser des Hohlrads radial gelagert sein. Bevorzugt ist hierbei das Hohlrad als Abtriebswelle radial innen mit einer nicht dargestellten Anschlusswelle zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbindbar.
-
Figurenliste
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Verstelleinheit,
- 2 eine Einzelansicht eines Abstützrings der Verstelleinheit,
- 3 ein erfindungsgemäßes Verstellgetriebe in einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 4 ein erfindungsgemäßes Verstellgetriebe in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
-
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
-
Die in 1 beispielhaft dargestellte erfindungsgemäße Verstelleinheit 1 weist einen flexiblen Zahnring, einem sogenannter Flexring eines Wellgetriebes, mit einer an einem Verzahnungsabschnitt am Außenumfang ausgebildeten Außenverzahnung 3 zur Übertragung eines Drehmoments. Der Zahnring 2 ist zumindest am Verzahnungsabschnitt elastisch verformbar ausgeführt und an diesem mit dem Innenumfang auf einem Wellgenerator 4 abgestützt. Er ist am Außendurchmesser eines unverzahnten Bereichs 51 von einem koaxial angeordneten Abstützring 6 radial beabstandet ringförmig umfasst (1). Abstützring 6 (2) und Zahnring 2 sind jeweils an einer vom Wellgenerator 4 abgewandten axialen Stirnseite mit einem radial verlaufenden Abschnitt 5, 7, mithin einem Seitenabschnitt, ringförmig auf einen vorbestimmten Innendurchmesser nach radial nnen abgesetzt und an diesem miteinander formschlüssig drehfest verbunden und axial abgestützt. Die Abschnitte 5, 7 sind parallel hintereinander angeordnet.
-
Ein Distanzring 8 ist koaxial zum Zahnring 2 angeordnet und dabei von diesem mit dem unverzahnten Bereich 51 radial beabstandet am Außendurchmesser umfasst. Der Distanzring 8 bildet an einer axialen Stirnseite ein Axiallager 9, an dem der Wellgenerator 4 abgestützt ist. Im Bereich des Axiallagers 9 ist der Distanzring 8 stirnseitig am Innendurchmesser mit einem Lagerkragen ausgeführt. An seiner vom Wellgenerator 4 abgewandten axialen Stirnseite ist der Distanzring 8 mit einem Abschnitt 10, somit einem Seitenabschnitt, parallel zu den radial eingezogenen Abschnitten 5, 7 des Zahnrings 2 und des Abstützrings 6 ringförmig nach radial innen abgesetzt. Zahnring 1, Wellgenerator 3, Abstützring 6 und der Distanzring 8 sind koaxial zu einer Mittelachse 50 angeordnet, die zugleich eine Drehachse bildet. Die radial eingezogenen Abschnitte 5, 7, 10 verlaufen senkrecht zur Mittelachse 50. Sie schließen jeweils mit dem Innendurchmesser bündig zueinander ab und bilden jeweils an diesem eine zentrale axiale Durchtrittsöffnung. Auf diese Weise sind Abstützring 6 (2), Zahnring 1 und Distanzring 8 jeweils topfförmig mit einer zentralen Durchtrittsöffnung an den radial eingezogenen Abschnitten 5, 7, 10 ausgeführt und bauraumsparend ineinander verschachtelt angeordnet. Die Abschnitte 5, 7, 10 sind radial außen beabstandet hintereinander angeordnet und liegen radial innen flächig aneinander an. Hierbei ist der Abschnitt 5 des Zahnrings 2 axial zwischen den Abschnitten 7, 10 von Abstützring 6 und Distanzring 8 platziert. Letztere sind radial innen mit einem Absatz 11, 12 zur Anlage am Abschnitt 5 des Zahnrings 2 axial abgesetzt.
-
Der Distanzring 8 ist am Innendurchmesser seines radialen Abschnitts 10 mit mehreren vorstehenden über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Biegelaschen 13 ausgebildet (1). Diese greifen in korrespondierende axial verlaufende Nuten 14, 15 am Innendurchmesser der radialen Abschnitte 5, 7 von Zahnring 2 und Abstützring 6 formschlüssig in Umfangs- bzw. Drehrichtung ein. Die Nuten 14, 15 sind am Innendurchmesser der Abschnitte 5, 7 jeweils axial fluchtend hintereinander und jeweils an diesen axial durchgehend angeordnet. Dadurch können die Biegelaschen 13 mit an der axialen Außenseite 28 des Abschnitts 7 des Abstützrings 6 überstehenden Enden 16 nach radial außen umgebogen und an der axialen Außenseite 28 anliegend angeordnet werden. Sie sind dabei in den Nuten 14, 15 spielfrei in Umfangsrichtung verstemmt. Auf diese Weise sind Abstützring 6, Zahnring 2 und Distanzhülse 6 drehfest spielfrei miteinander verbunden.
-
Eine koaxial angeordnete Distanzhülse 17 bildet an einer axialen Stirnseite ein Axiallager 18, an dem eine koaxial angeordnete Kupplungsscheibe 19 abgestützt ist. Die Distanzhülse 17 ist dabei im Bereich des Axiallagers 18 stirnseitig am Innendurchmesser mit einem Lagerkragen ausgeführt. Die Kupplungsscheibe 19 ist als sogenannte Oldham-Scheibe drehfest mit dem Wellgenerator 4 verbunden. Sie dient als Oldham-Kupplung zur Übertragung eines Verstellmoments von einer nicht dargestellten Stellantriebswelle auf den Wellgenerator 4 und ermöglicht einen Versatzausgleich zu dieser. An der dem Wellgenerator 4 zugewandten axialen Seite der Kupplungsscheibe 19 sind mehrere vorstehende über den Umfang verteilt angeordnete sogenannte Oldham-Kupplungslaschen 20 vorgesehen, die in korrespondierend angeordnete axiale Antriebsnuten 21 an einem Innenring 22 des Wellgenerators 4 drehfest zur Übertragung des Verstellmoments eingreifen. An der Kupplungsscheibe 19 sind weiterhin mehrere über den Innenumfang verteilt angeordnete und axial verlaufende sogenannte Oldham-Nuten 23 vorgesehen, die zur Übertragung des Verstellmoments von der Stellantriebswelle auf die Kupplungsscheibe 19 dienen.
-
Die Distanzhülse 17 greift mit dem vom Axiallager 18 bzw. von der Kupplungsscheibe 19 abgewandten axialen Stirnseite am radialen Abschnitt 10 des Distanzrings 8 am axialen Absatz 12 an, der dabei zur Zentrierung dient. Der Innendurchmesser D1 des zentralen Durchtritts an den umgebogenen Biegelaschen 13 am Distanzring 8 und der Innendurchmesser D2 eines zentralen Durchtritts an der Kupplungsscheibe 19 sind größer oder gleich 22 mm ausgeführt. Dadurch wird gewährleistet, dass zur Montage der Kopf einer nicht dargestellten M12 Zentralschraube für eine axiale Zentralschraubenverbindung mit einer nicht dargestellten Anschlusswelle am Durchtritt hindurchgeführt werden kann.
-
Der Abstützring 6 kann wie in 1 und 2 beispielhaft dargestellt am Außendurchmesser seines dem Wellgenerator 4 zugewandten axialen Endes einen Befestigungskragen 24 zur drehfesten axialen Verbindung mit einer Antriebswelle aufweisen. Der Befestigungskragen 24 besteht aus einem ringförmigen radial nach außen abstehenden Flansch 25, an dem drei gleich verteilt über den Umfang angeordnete Befestigungslaschen 26 ausgebildet sind. Diese stehen jeweils am Außendurchmesser des Flanschs 25 radial vor und weisen eine axial durchgehend verlaufende Befestigungsöffnung 27 für insbesondere eine Schrauben- oder Nietverbindung auf. Alternativ kann der Befestigungskragen 24 auch entfallen und der Abstützring 6 am Außendurchmesser eine Radiallager bilden, über das insbesondere eine Antriebswelle oder ein anderes Antriebselement mit Innendurchmesser auf dem Außendurchmesser des Abstützrings 6 abgestützt ist.
-
Zur Montage werden zunächst der Abstützring 6, der Zahnring 2 und der Distanzring 8 zu einer rotatorisch formschlüssig und spielfrei verbundenen Baueinheit vormontiert.
-
Dabei werden der Abstützring 6, der Zahnring 2 und der Distanzring 8 axial bis auf Block gepresst und die am Innendurchmesser des radial abgesetzten Abschnitts 10 des Distanzrings 8 verteilt angeordneten Biegelaschen 13jeweils in die korrespondierenden vorgefertigten Nuten 14, 15 am Abstützring 6 und am Zahnring 2 axial eingeführt. Danach werden die Biegelaschen 13 mit den überstehenden Enden 16 radial nach außen an der axialen Außenseite des Abstützrings 6 anliegend umgebogen. Abschließend wird die Verbindung der umgebogenen Biegelaschen 13 in den Nuten 14, 15 verstemmt, so dass rotatorische Spielfreiheit erreicht wird. Die so vormontierte topfförmige Baueinheit und wird mit der axialen Außenseite 28 des Abstützrings 6 nach unten in die Matrize einer Ovalisierungspresse abgelegt, so dass die weiteren Komponenten an der Oberseite montiert werden können. Jetzt wird die Distanzhülse 17 in die Zentrierung am axialen Absatz 12 des Distanzrings 8 eingelegt. An der Matrize der Ovalisierungspresse sind Nasen vorgesehen, die beim Einlegen der Kupplungsscheibe 19 in die Matrize die rotatorische Lagerung in den Antriebsnuten 21 des Innenrings 22 des Wellgenerators 4 relativ zu der Ovalisierungsrichtung sicherstellen. Durch Aufbringen einer Radialkraft auf den Zahnring 2 in der Ovalisierungspresse wird die gewünschte Ovalisierung erreicht. Jetzt kann der Wellgenerator 4 axial eingepresst werden. Dazu werden die Oldham-Nuten 23 durch Nasen am Pressstempel kontaktiert und damit die rotatorische Ausrichtung zur Ovalisierungsrichtung bewirkt. Beim axialen Pressvorgang können so die Kupplungslaschen 20 der Kupplungsscheibe 19 genau in die Antriebsnuten 22 axial eingeführt werden. Der Pressvorgang ist beendet, wenn der Wellgenerator 4 am Distanzring 8 axial stirnseitig anliegt.
-
Mit der erfindungsgemäßen Verstelleinheit 1 kann in Verbindung mit einer Antriebswelle 29, 30 und einem Hohlrad 31, 32 mit einer Innenverzahnung 34, 42 ein Verstellgetriebe gemäß 3 und 4 modular aufgebaut werden. In die Innenverzahnung 34, 42 des Hohlrads greift der flexible Zahnring 2 mit der Außenverzahnung 3 ein. Der Zahnring 2, der Wellgenerator 4 und das Hohlrad 31, 32 bilden ein Wellgetriebe. Dabei können in besonders vorteilhafter Weise der Abstützring 6, der Zahnring 1, der Distanzring 8, der Wellgenerator 3, die Kupplungsscheibe 19 und die Distanzhülse 17 als Gleichteile zum Aufbau eines Minus-Wellgetriebes (3) oder eines Plus-Wellgetriebes (4) nach dem Baukastenprinzip verwendet werden.
-
In dem gemäß 3 dargestellten erfindungsgemäßen Verstellgetriebe mit einem Minus-Wellgetriebe ist der Abstützring 6 am Außendurchmesser von einer Antriebswelle 29 koaxial umfasst. Zugleich ist die Antriebswelle 29 über einen am Außendurchmesser eines koaxial angeordneten Hohlrads 31 ausgebildeten axialen Befestigungskragen 33 drehfest mit diesem verbunden. Hierbei sind der Zahnring 2 im Bereich der Außenverzahnung 3 und der Wellgenerator 4 radial außen vom Hohlrad 31 umfasst, wobei der Zahnring 2 mit der Außenverzahnung 3 in eine Innenverzahnung 34 des Hohlrads 31 eingreift. Der Abstützring 6 bildet am Außendurchmesser ein Radiallager 35, über das die Antriebswelle 29 mit dem Innendurchmesser auf dem Außendurchmesser des Abstützrings 6 abgestützt ist. Er ist dabei als Abtriebswelle radial innen über eine koaxial angeordnete Unterlegscheibe 44 mit einem zentralen Anschlussflansch mit einer nicht dargestellten Anschlusswelle zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbindbar. Im Bereich des dem Wellgenerator 4 zugewandten axialen Endes des Abstützrings 6 sind am Außendurchmesser statt einem Befestigungskragen in Umfangsrichtung ausgerichtete Endanschläge 36 37 zur Drehwinkelbegrenzung zwischen Abstützring 6 und Antriebswelle 29 ausgebildet. An den axialen Stirnseiten bildet der Abstützring 6 jeweils ein Axiallager 38, 39, wobei antriebsseitig an einem Axiallager 38 das Hohlrad 31 mit einer axialen Stirnseite und abtriebsseitig an einem Axiallager 39 die Antriebswelle 29 mit einem am Innendurchmesser vorstehend ausgebildeten Lagerkragen 40 abgestützt sind. Der Wellgenerator 4 ist mit einer vom Abstützring 6 abgewandten axialen Stirnseite eines Außenrings 49 an einem am Innendurchmesser des Hohlrads 31 vorstehend ausgeführten Lagerkragen 41 axial abgestützt. Die Kupplungsscheibe 19 ist mit den Kupplungslaschen 20 in axial antriebsseitiger Richtung weisend angeordnet.
-
In der in 4 gezeigten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verstellgetriebes mit einem Plus-Wellgetriebe ist der Abstützring 6 über den oben zu 1 beschriebenen Befestigungskragen 24 drehfest mit einer koaxial angeordneten Antriebswelle 30 axial verbunden. Ein koaxial angeordnetes Hohlrad 32 mit einer Innenverzahnung 42 ist radial außen von der Antriebswelle 30 umfasst, wobei diese mit dem Innendurchmesser auf dem Außendurchmesser des Hohlrads 32 gelagert ist. Der Zahnring 2 im Bereich der Außenverzahnung 3 und der Wellgenerator 4 sind radial außen vom Hohlrad 32 umfasst, wobei der Zahnring 2 mit der Außenverzahnung 3 in die Innenverzahnung 42 eingreift. Die Kupplungsscheibe 19 ist gegenüber der Ausführung in 3 mit den Kupplungslaschen 20 in axial entgegengesetzte abtriebsseitige Richtung weisend angeordnet. Das Hohlrad 32 bildet zugleich eine Abtriebswelle und ist mit einem radial verlaufenden Befestigungsabschnitt nach radial innen eingezogen und weist einen zentralen Anschlussflansch auf, an dem das Hohlrad 32 mit einer nicht dargestellten Anschlusswelle zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbindbar ist. Am Abstützring 6 ist an seiner dem Wellgenerator 4 zugewandten axialen Stirnseite eine Axiallagerung 43 vorgesehen, an dem das Hohlrad 32 mit einer axialen Stirnseite abgestützt ist.
-
Die Kupplungsscheibe 19 ist nahe der axialen Mitte des Zahnrings 2 positioniert. Dadurch wird gewährleistet, dass das axiale Anschlussmaß der Kupplungsscheibe 19 in beiden in 3 und 4 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsvarianten des Verstellgetriebes gleich ist. Die Antriebswellen 29 und 30 (3 und 4), die Hohlräder 31 und 32 sowie die Unterlegscheibe 44 sind vorzugweise mit den gleichen Schnittstellenmaßen, insbesondere den gleichen Axialmaßen A, B, C bezogen auf die Verbindung mit einer Anschlusswelle ausgeführt. Das Axialmaß A bezeichnet die axiale Dicke des Anschlussflanschs der Unterlegscheibe 44 und des Hohlrads 32. Das Axialmaß B definiert den axialen Abstand der Kupplungsscheibe 19 zur Anschlusswelle, während das Axialmaß C den axialen Abstand der Ketten- bzw. Riemenspur des Antriebsrads bzw. der Antriebswelle 29, 30 zur Anschluss- bzw. zur Nockenwelle bestimmt. Dadurch wird insbesondere der Austausch oder Parallelbetrieb an zwei Anschlusswellen, insbesondere an zwei Nockenwellen einer Brennkraftmaschine, mit den gleichen Anschlussmaßen ermöglicht. Die planen axial ausgerichteten Flächen 45, 46 und 47, 48 an der Unterlegscheibe 44 bzw. am Hohlrad 32 können als Klemmflächen an den jeweiligen Anschlussflanschen für eine Zentralschraubenverbindung mit einer Anschlusswelle bzw. einer Nockenwelle, genutzt werden. Zusätzlich können am Außendurchmesser zwischen Hohlrad 31, 32 und Abstützring 6 wirkend angeordnete nicht dargestellten Drehfedern vorgesehen sein. Die axiale Anbindung am Befestigungskragen 24, 33 zwischen der jeweiligen Antriebswelle 29, 30 und dem Abstützring 6 bzw. dem Hohlrad 32 können reib- und oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig ausgeführt sein.
-
Die Verstelleinheit 1, das Hohlrad 31, 32 und die Antriebswelle 29, 30 sind koaxial zu einer Mittelachse 50 angeordnet, die zugleich eine Drehachse bildet (3 und 4). Der Wellgenerator 4 besteht aus dem am Außenumfang unrund ovalen, vorzugsweise elliptischen Innenring 22 und einem über Wälzkörper, hier Kugeln, auf diesem gelagerten flexiblen Außenring 49, der am Außenumfang den flexiblen Zahnring 2 trägt (1, 3 und 4). Der Innenring 22 ist durch einen nicht dargestellten elektrischen Stellantrieb über die Kupplungsscheibe 19 mit einem Verstellmoment antreibbar. Über den Innenring 22 ist das Verstellmoment auf den Wellgenerator 4 der Verstelleinheit 1 übertragbar. Zugleich wird der Zahnring 2 am biegeelastischen Verzahnungsabschnitt der Außenverzahnung 3 durch die leicht unrund ovale, insbesondere elliptische Form des rotierenden Innenrings 22 an diskreten, insbesondere an zwei gegenüberliegenden Eingriffsstellen mit wenigen Zähnen in die Innenverzahnung 34, 42 des Hohlrads 31, 32 elastisch gedrückt. Dabei wird bei einer Umdrehung des Innenrings 22 eine Drehwinkelverstellung der Abtriebswelle bzw. des Abstützrings 6 oder des Hohlrads 32 gegenüber der Antriebswelle 29, 30 und damit eine entsprechende Verstellung einer an die Abtriebswelle anschließbaren Anschlusswelle, insbesondere einer Nockenwelle, mit großer Untersetzung erreicht. Flexibler Zahnring 2 und Wellgenerator 4 sind auf diese Weise Teil eines zwischen Antriebswelle 29, 30, Stellantrieb und Abtriebswelle geschalteten Wellgetriebes. Das Verstellmoment wird am Zahnring 2 mit der Außenverzahnung 3 über die Innenverzahnung 34 des Hohlrads 31 (3) abgestützt und über die drehfeste Verbindung des Zahnrings 2 mit dem Abstützring 6 auf diesen übertragen. Alternativ wird das Verstellmoment über die drehfeste Verbindung des Zahnrings 2 mit dem Abstützring 6 abgestützt (4) und über die Außenverzahnung 3 des Zahnrings 2 an der Innenverzahnung 42 des Hohlrads 32 auf letzteres übertragen. Hierdurch ist eine Drehwinkelverstellung der Abtriebswelle bzw. des Abstützrings 6 oder des Hohlrads 32 gegenüber der Antriebswelle 29, 30 und einer diese beispielsweise antreibenden Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und damit eine entsprechende Phasenlage der mit der Abtriebswelle drehfest verbindbaren Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle erreichbar. Dadurch können die Steuerzeiten der durch die Nockenwelle ansteuerbaren Gaswechselventile der Brennkraftmaschine variabel eingestellt werden. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Verstellgetriebe mit der erfindungsgemäßen Verstelleinheit besonders vorteilhaft in einem elektrischen Nockenwellenversteller zur variablen Ventilsteuerung in einer Brennkraftmaschine verwendet werden. Hierbei ist die Antriebswelle 29, 30 als Antriebsrad des Nockenwellenverstellers ausgeführt, das als Kettenrad über einen Kettentrieb oder als Riemenrad über einen Riementrieb mit der Kurbelwelle verbindbar ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Verstelleinheit
- 2
- Zahnring
- 3
- Außenverzahnung
- 4
- Wellgenerator
- 5
- Abschnitt
- 6
- Abstützring
- 7
- Abschnitt
- 8
- Distanzring
- 9
- Axiallager
- 10
- Abschnitt
- 11
- Absatz
- 12
- Absatz
- 13
- Biegelasche
- 14
- Nut
- 15
- Nut
- 16
- Ende
- 17
- Distanzhülse
- 18
- Axiallager
- 19
- Kupplungsscheibe
- 20
- Kupplungslasche
- 21
- Antriebsnut
- 22
- Innenring
- 23
- Oldham-Nut
- 24
- Befestigungskragen
- 25
- Flansch
- 26
- Befestigungslasche
- 27
- Befestigungsöffnung
- 28
- Außenseite
- 29
- Antriebswelle
- 30
- Antriebswelle
- 31
- Hohlrad
- 32
- Hohlrad
- 33
- Befestigungskragen
- 34
- Innenverzahnung
- 35
- Radiallager
- 36
- Endanschlag
- 37
- Endanschlag
- 38
- Axiallager
- 39
- Axiallager
- 40
- Lagerkragen
- 41
- Lagerkragen
- 42
- Innenverzahnung
- 43
- Axiallagerung
- 44
- Unterlegscheibe
- 45
- Fläche
- 46
- Fläche
- 47
- Fläche
- 48
- Fläche
- 49
- Außenring
- 50
- Mittelachse
- 51
- Bereich
- D1
- Innendurchmesser
- D2
- Innendurchmesser
- A
- Axialmaß
- B
- Axialmaß
- C
- Axialmaß
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102013216183 A1 [0002]
