DE112009001645T5

DE112009001645T5 - Drehzahlminderer und Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung unter Verwendung des Drehzahlminderers

Info

Publication number: DE112009001645T5
Application number: DE112009001645T
Authority: DE
Inventors: Koji Iwata-shi Sato; Takahide Iwata-shi Saito; Daisuke Iwata-shi Imada; Masafumi Iwata-shi Nakakoji; Akira Iwata-shi Yamagata; Keisuke Iwata-shi Kazuno
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp; Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2011-06-01

Abstract

Drehzahlminderer, der umfasst: ein Gehäuse (11), eine Eingangswelle (12) und eine Ausgangswelle (13), die von dem Gehäuse (11) drehbar getragen werden, ein an dem Gehäuse (11) befestigtes Innenzahnrad (14), wobei die Eingangswelle (12), die Ausgangswelle (13) und das Innenzahnrad (14) koaxial zueinander angeordnet sind, einen an der Eingangswelle (12) vorgesehenen exzentrischen Wellenabschnitt (17), ein an der Außenperipherie des exzentrischen Wellenabschnitts (17) angebrachtes Kugellager (18), zwischen dem Kugellager (18) und dem Innenzahnrad (14) angeordnete Rollen (21) und einen Rollenhalteabschnitt (22), der die Rollen (21) rollbar hält und der dazu vorgesehen ist, sich gemeinsam mit der Ausgangswelle (13) zu drehen, wodurch die Drehung der Eingangswelle (12) auf die Ausgangswelle (13) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlminderer zwischen der Eingangswelle (12) und der Ausgangswelle (13) eine Fixiereinrichtung, die die Ausgangswelle (13) an dem Gehäuse (11) fixiert, wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle (13) aufgebracht wird, und eine Freigabeeinrichtung, die den durch...

Description

Technisches Sachgebiet
Die Erfindung betrifft einen Drehzahlminderer zum Vermindern und zum Übertragen der Drehung einer Eingangswelle auf eine Ausgangswelle und eine Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung, bei der dieser Drehzahlminderer verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Es ist ein Drehzahlminderer bekannt, der verwendet wird zum Vermindern und zum Übertragen der Drehung einer Eingangswelle, auf die eine Antriebskraft von einer Antriebsquelle, wie z. B. einem Elektromotor, aufgebracht wird, auf eine Ausgangswelle, um eine mit der Ausgangswelle verbundene Maschine anzutreiben.
23 zeigt einen Drehzahlminderer, der umfasst: ein Gehäuse 71, eine Eingangswelle 72 und eine Ausgangswelle 73, die von dem Gehäuse 71 drehbar getragen werden, ein Innenzahnrad 74, das in dem Gehäuse 71 fest positioniert ist, um koaxial mit der Eingangswelle 72 und der Ausgangswelle 73 angeordnet zu sein, wobei die Eingangswelle 72 exzentrische Wellenabschnitte 75, an den jeweiligen exzentrischen Wellenabschnitten 75 angebrachte Kugellager 78 und mehrere Rollen 76, die zwischen den Kugellagern 78 und dem Innenzahnrad 74 rollbar angeordnet sind, aufweist (siehe Patentschrift 1).
Wie in 24 gezeigt, sind weniger Rollen 76 zwischen den exzentrischen Wellenabschnitten 75 und dem Innenzahnrad 74 vorgesehen als Zähne des Innenzahnrads 74, und diese Rollen werden von einem Rollenhalteabschnitten 77 gehalten, damit sie beabstandet voneinander am Umfang angeordnet sind, wobei sie mit den um den exzentrischen Wellenabschnitt 75 herum vorgesehenen Kugellagern 78 in Kontakt gehalten werden. Die Ausgangswelle 72 und der Rollenhalteabschnitt 77 sind einstückig ausgebildet.
Wenn sich die Eingangswelle 72 einmal in einer Richtung dreht, rotieren die exzentrischen Wellenabschnitte 75 in der gleichen Richtung um die Achse der Eingangswelle 72, so dass jede Rolle 76 in entgegengesetzter Richtung um die Achse der Eingangswelle 72 relativ zu den Zähnen des Innenzahnrads 74 um eine Distanz rotiert, die der Breite eines Zahns des Innenzahnrads gleich ist. Die Rotation der Rollen 76 wird mit einem Untersetzungsverhältnis, das der Anzahl von Zähnen des Innenzahnrads 74 entspricht, auf die Ausgangswelle 73 übertragen.
Jedes Kugellager 78 weist eine die Kugeln haltende Haltevorrichtung auf, die zwei ringförmige, mit Ausnehmungen ausgebildete Platten umfasst, wobei jede Ausnehmung eine kugelförmige Innenfläche aufweist und die Ausnehmungen am Umfang in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Öffnungen der Ausnehmungen jeder ringförmigen Platte sind gegenüber den Ausnehmungen der anderen ringförmigen Platte angeordnet, so dass jedes einander gegenüberliegende Paar von Ausnehmungen eine Tasche bildet, in der eine der Kugeln aufgenommen ist. Die kugelförmige Innenfläche jeder Ausnehmung steht mit der Fläche der Kugel in Flächenkontakt.
Drehzahlminderer zum Vermindern und zum Übertragen der Drehung einer Eingangswelle, auf die eine Antriebskraft von einer Antriebsquelle, wie z. B. einem Elektromotor, aufgebracht wird, auf eine Ausgangswelle sind auf vielen Gebieten bekannt. Beispielsweise wird ein Drehzahlminderer in einer Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung für einen Motor verwendet, um eine große Kraft zum Verändern der relativen Winkelposition zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle zum Ansteuern von Ansaugventilen und/oder Auslassventilen zu erzeugen.
Eine solche Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung weist auf: eine Nockenwelle zum Ansteuern von Motorventilen, ein Ritzel zum Aufnehmen der Motorrotation und zum Antreiben der Nockenwelle, wobei das Ritzel konzentrisch mit der Nockenwelle angeordnet ist, eine Ausgangswelle eines Elektromotors, die konzentrisch mit der Nockenwelle angeordnet ist, und einen Drehzahlminderer, durch den die Drehung der Ausgangswelle des Elektromotors auf die Nockenwelle übertragen wird, um die Nockenwelle relativ zu dem Ritzel zu drehen, wodurch die relative Winkelposition zwischen diesen beiden Teilen verändert wird und somit die Zeitsteuerung der Ventilöffnung und -schließung verändert wird.
Dokumente zum Stand der Technik
Patentschriften

Patentschrift 1: JP-Offenlegungsschrift 62-93565 A

Übersicht über die Erfindung
Ziel der Erfindung
Wenn die mit der Eingangswelle 72 verbundene Antriebsquelle z. B. ein Elektromotor ist, wird bei einem herkömmlichen Drehzahlminderer, wie dem in Patentschrift 1 beschriebenen, dann, wenn eine Last aus einem bestimmten Grund auf die Ausgangswelle 73 aufgebracht wird und ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle 73 aufgebracht wird, das umgekehrte Eingangsdrehmoment auf die Eingangswelle 72 übertragen, und die Ausgangswelle des Elektromotors wird durch die Eingangswelle 72 gedreht. Somit ist es, um ein Drehen der Ausgangswelle des Elektromotors zu verhindern, erforderlich, den Elektromotor ständig in aktiviertem Zustand zu halten, damit das Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle des Elektromotors aufgebracht bleibt.
Um die Ausgangswelle 73 in ihrer Position zu halten, damit verhindert wird, dass das umgekehrte Eingangsdrehmoment auf die Eingangswelle aufgebracht wird, ist es erforderlich, den Elektromotor kontinuierlich in aktiviertem Zustand zu halten, wobei die Ausgangswelle des Motors auf der Seite der Eingangswelle 72 nicht gedreht wird. In diesem Fall kann die Temperatur in dem Elektromotor in einem solchen Maß ansteigen, dass ein Festfressen des Motors bewirkt wird.
Bei einer Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung, bei der der in Patentschrift 1 beschriebene Drehzahlminderer verwendet wird, wird dann, wenn aus einem bestimmten Grund eine Last auf die Nockenwelle aufgebracht wird und ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Nockenwelle aufgebacht wird, das umgekehrte Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle des Elektromotors übertragen, und die Ausgangswelle wird gedreht. Somit ist es auf die gleiche Weise wie bei dem oben beschriebenen Drehzahlminderer erforderlich, den Elektromotor ständig in aktiviertem Zustand zu halten, damit das Eingangsdrehmoment auf seine Ausgangswelle aufgebracht bleibt, oder den Motor kontinuierlich in aktiviertem Zustand zu halten, ohne dass seine Ausgangswelle gedreht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Ziel zugrunde, das Übertragen eines auf die Ausgangswelle eines Drehzahlminderers aufgebrachten umgekehrten Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle zu verhindern.
Mittel zum Erreichen des Ziels
Zum Erreichen dieses Ziels stellt die vorliegende Erfindung einen Drehzahlminderer bereit, der umfasst: ein Gehäuse, eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle, die von dem Gehäuse drehbar getragen werden, ein an dem Gehäuse befestigtes Innenzahnrad, wobei die Eingangswelle, die Ausgangswelle und das Innenzahnrad koaxial zueinander angeordnet sind, einen an der Eingangswelle vorgesehenen exzentrischen Wellenabschnitt, ein an der Außenperipherie des exzentrischen Wellenabschnitts angebrachtes Kugellager, zwischen dem Kugellager und dem Innenzahnrad angeordnete Rollen und einen Rollenhalteabschnitt, der die Rollen rollbar hält und dazu vorgesehen ist, sich gemeinsam mit der Ausgangswelle zu drehen, wodurch die Drehung der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragen wird, wobei der Drehzahlminderer zwischen der Eingangswelle (12) und der Ausgangswelle (13) eine Fixiereinrichtung, die die Ausgangswelle an dem Gehäuse fixiert, wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle aufgebracht wird, und eine Freigabeeinrichtung, die den durch die Fixiereinrichtung bewirkten Fixierzustand aufhebt, wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Eingangswelle aufgebracht wird, aufweist.
Da die Fixier- und Freigabeeinrichtungen zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle vorgesehen sind, wird dann, wenn eine Last auf die Ausgangswelle aufgebracht wird und ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle aufgebracht wird, die Ausgangswelle von der Fixiereinrichtung an dem Gehäuse fixiert, wodurch eine Übertragung des umgekehrten Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle verhindert wird. Wenn ein Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle aufgebracht wird, wird der Fixierzustand von der Freigabeeinrichtung aufgehoben, so dass das Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle übertragen wird.
Bei dieser Ausgestaltung kann die Fixiereinrichtung so ausgebildet sein, dass mehrere keilförmige Räume zwischen dem Gehäuse und der Ausgangswelle vorgesehen sind, wobei der keilförmige Raum sich in Richtung der beiden Umfangsenden des Raums verjüngt, und ist ein Paar von Angreifelementen in jedem keilförmigen Raum aufgenommen und wird von einem Angreifelement-Halteabschnitt gehalten, um an dem Gehäuse und an der Ausgangswelle anzugreifen und sich von diesen zu lösen, kann der Angreifelement-Halteabschnitt (28) mit dem Rollenhalteabschnitt verbunden sein, um gemeinsam mit dem Rollenhalteabschnitt drehbar zu sein, und ist die Freigabeeinrichtung so ausgebildet, dass beim Aufbringen eines Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle der Angreifelement-Halteabschnitt ein Element jedes Paars von Angreifelementen in Richtung des breiten Abschnitts des keilförmigen Raums drückt, wodurch sich die Ausgangswelle von dem Gehäuse löst.
Bei dieser Fixiereinrichtung wird dann, wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment aufgebracht wird und sich die Ausgangswelle dreht, die Fixiereinrichtung des Drehzahlminderers 10 aktiviert, so dass die hintere Rolle (in Bezug auf die Drehrichtung) des Paars von Rollen in jedem keilförmigen Raum zwischen dem Gehäuse und der Nockenwelle eingekeilt ist, wodurch die Nockenwelle an dem Gehäuse fixiert wird. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass ein auf die Nockenwelle aufgebrachtes umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle des Elektromotors übertragen wird.
Bei der Freigabeeinrichtung dreht sich der Angreifelement-Halteabschnitt, da der Angreifelement-Halteabschnitt so mit dem Rollenhalteabschnitt gekoppelt ist, dass er sich beim Drehen des Rollenhalteabschnitts gemeinsam mit dem Rollenhalteabschnitt dreht. Somit presst der Angreifelement-Halteabschnitt die hintere Rolle (in Bezug auf die Drehrichtung) des Paars von Rollen in jedem keilförmigen Raum in Richtung des breiteren Abschnitts des keilförmigen Raums, wodurch sich die Angreifelemente aus dem Zusammengriff lösen.
Als Mittel zum Übertragen der Drehung der Eingangswelle auf die Ausgangswelle können die Ausgangswelle und der Rollenhalteabschnitt wie bei herkömmlichen Drehzahlminderern einstückig ausgebildet sein. Jedoch kann beispielsweise auch der Angreifelement-Halteabschnitt einstückig mit dem Rollenhalteabschnitt ausgebildet sein.
Wenn der Angreifelement-Halteabschnitt einstückig mit dem Rollenhalteabschnitt ausgebildet ist, ist kein komplizierter Arbeitsaufwand zum einstückigen Ausbilden der Ausgangswelle und des Rollenhalteabschnitts erforderlich. Dadurch verringern sich die Arbeitskosten und somit die Herstellkosten des Drehzahlminderers.
Ein elastisches Teil kann zwischen jedem Paar von Angreifelementen angeordnet sein, wobei das elastische Teil das Paar von Angreifelementen jeweils in Richtung der schmalen Enden des keilförmigen Raums vorspannt, damit diese an dem Gehäuse und der Ausgangswelle angreifen.
Das zwischen dem Paar von Angreifelementen angeordnete elastische Teil spannt das Paar von Angreifelementen in solche Richtungen vor, so dass sie an dem Gehäuse und an der Ausgangswelle angreifen, d. h. in Richtung der jeweiligen schmalen Enden des keilförmigen Raums. Somit wird bei sich drehender Ausgangswelle die Ausgangswelle unverzüglich an dem Gehäuse fixiert, so dass die Ausgangswelle stabil an dem Gehäuse fixierbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Schraubenfeder so an der Innenperipherie des Gehäuses angebracht, dass sie der Außenperipherie der Ausgangswelle zugewandt ist, weist die Ausgangswelle einen Angreifabschnitt auf, der an beiden Endabschnitten der Schraubenfeder angreift, ist die Fixiereinrichtung so ausgebildet, dass dann, wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle aufgebracht wird, der Angreifabschnitt der Ausgangswelle an einem der Endabschnitte der Schraubenfeder angreift, wodurch die Schraubenfeder radial auseinandergezogen wird, weist der Rollenhalteabschnitt einen axial verlaufenden Vorsprung auf und ist die Freigabeeinrichtung so ausgebildet, dass beim Aufbringen eines Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle der Vorsprung gegen einen der Endabschnitte der Schraubenfeder drückt, wodurch die Schraubenfeder radial zusammengedrückt wird.
Bei dieser Fixiereinrichtung greift dann, wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment aufgebracht wird und die Ausgangswelle zum Drehen tendiert, ihr Angreifabschnitt an einem der Endabschnitte der Schraubenfeder an, wodurch die Schraubenfeder radial auseinandergezogen wird. Wenn die Schraubenfeder radial auseinandergezogen ist, wird ein Reibwiderstand zwischen der Schraubenfeder und dem Gehäuse erzeugt, wodurch die Ausgangswelle an dem Gehäuse fixiert wird. Dadurch wird ein von dem auf die Ausgangswelle aufgebrachten umgekehrten Eingangsdrehmoment bewirktes Drehen der Ausgangswelle verhindert.
Bei dieser Freigabeeinrichtung greift dann, wenn sich die Eingangswelle dreht und somit der Rollenhalteabschnitt gedreht wird, der Vorsprung an einem der Endabschnitte der Schraubenfeder an und presst gegen diesen, um die Schraubenfeder radial zusammenzudrücken, wodurch der durch das radiale Auseinanderziehen der Schraubenfeder bewirkte Fixierzustand zwischen dem Gehäuse und der Ausgangswelle gelöst wird.
Bei dieser Ausgestaltung kann jeder der Endabschnitte der Schraubenfeder, die so ausgebildet sind, dass der Vorsprung des Rollenhalteabschnitts gegen diese drückt, so ausgebildet sein, dass sie mit dem Angreifabschnitt der Ausgangswelle zusammengreifen, wodurch der Vorsprung dazu vorgesehen ist, über die Endabschnitte der Schraubenfeder gegen den Angreifabschnitt der Ausgangswelle zu drücken.
Bei dieser Ausgestaltung ist, da zum Freigeben der Ausgangswelle das Eingangsdrehmoment von dem Vorsprung des Rollenhalteabschnitts über einen Endabschnitt der Schraubenfeder auf die Ausgangswelle übertragen wird, kein separates Teil zum Übertragen des Eingangsdrehmoments auf die Ausgangswelle erforderlich. Dadurch erfolgt keine Erhöhung der Anzahl von Teilen. Folglich ist es möglich, die Struktur des Drehzahlminderers zu vereinfachen und die Herstellkosten zu verringern.
Bei einer anderen Ausgestaltung umfasst die Fixiereinrichtung eine Nockenplatte, die sich gemeinsam mit der Ausgangswelle dreht und relativ zu der Ausgangswelle axial bewegbar ist, ein ringförmiges Drehteil, das koaxial mit dem Rollenhalteabschnitt angeordnet ist und gemeinsam mit diesem drehbar ist und der Nockenplatte zugewandt ist, am Umfang voneinander beabstandet angeordnete Nockenuten, die in einander gegenüberliegenden Flächen der Nockenplatte und des ringförmigen Drehteils ausgebildet sind, und Kugeln, die zwischen den jeweiligen Paaren von Nockennuten rollbar angeordnet sind, um mit der Nockenplatte und dem ringförmigen Drehteil zusammenzugreifen und sich von diesen zu lösen, wobei die Fixiereinrichtung so ausgebildet ist, dass bei Aufbringen eines umgekehrten Eingangsdrehmoments auf die Ausgangswelle ein elastisches Teil die Nockenplatte gegen eine Kontaktfläche drückt, die an dem Innenzahnrad ausgebildet ist und in die andere axiale Richtung weist, wobei die Freigabeeinrichtung so ausgebildet ist, dass bei Aufbringen eines Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle die Kugeln an der Nockenplatte und an dem ringförmigen Drehteil angreifen, wodurch die Nockenplatte in die andere axiale Richtung bewegt wird, um sich von der Kontaktfläche des Innenzahnrads zu trennen, wodurch sich die Nockenplatte und das ringförmige Drehteil gemeinsam drehen.
Bei dieser Fixiereinrichtung wird bei auf die Ausgangswelle aufgebrachtem umgekehrtem Eingangsdrehmoment die Nockenplatte von dem elastischen Teil in axiale Richtung gedrückt und gegen die an dem Innenzahnrad ausgebildete Kontaktfläche gepresst. Ein Reibwiderstand wird somit zwischen diesen erzeugt, so dass die Nockenplatte an dem Innenzahnrad befestigt wird. Dadurch wird ein von dem auf die Ausgangswelle aufgebrachten umgekehrten Eingangsdrehmoment bewirktes Drehen der Ausgangswelle verhindert.
Bei der Freigabeeinrichtung werden bei auf die Eingangswelle aufgebrachtem Eingangsdrehmoment die Kugeln mit dem ringförmigen Drehteil und der Nockenplatte in Zusammengriff gebracht, so dass sich die Nockenplatte in die andere axiale Richtung bewegt und sich von der Kontaktfläche des Innenzahnrads trennt. Somit drehen sich das ringförmige Drehteil und die Nockenplatte gemeinsam, so dass die Drehung der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragen wird.
Vorzugsweise ist die Kontaktfläche eine konische Fläche, die am anderen axialen Ende des Innenzahnrads ausgebildet ist, und die Nockenplatte weist eine konische Pressfläche auf, die der Kontaktfläche zugewandt ist und entlang dieser verläuft. Bei dieser Ausgestaltung ist, da die konische Pressfläche der Nockenplatte gegen die konische Kontaktfläche des Innenzahnrads gepresst wird, die Kontaktfläche zwischen der Kontaktfläche und der Pressfläche groß. Folglich ist es bei auf die Ausgangswelle aufgebrachtem umgekehrtem Eingangsdrehmoment möglich, ein Drehen der Nockenplatte zuverlässig zu verhindern. Somit dient die Fixierfunktion zu Stabilisierungszwecken.
Das ringförmige Drehteil ist vorzugsweise einstückig mit dem Rollenhalteabschnitt ausgebildet, um die Anzahl von Teilen zu verringern, die Herstellkosten des Drehzahlminderers zu verringern und seine Struktur zu vereinfachen.
Der oben beschriebene Drehzahlminderer kann so ausgebildet sein, dass das Innenzahnrad auf der radial inneren Fläche eines zylindrischen Abschnitts des Gehäuses ausgebildet ist und mehrere mit konstanter Teilung am Umfang angeordnete Nockenerhebungen aufweist, wobei das Innenzahnrad dem exzentrischen Wellenabschnitt zugewandt ist, die Ausgangswelle den Rollenhalteabschnitt aufweist, der die mehreren Rollen hält, welche mit der radial äußeren Fläche des exzentrischen Wellenabschnitts und dem Innenzahnrad in Rollkontakt stehen, der Rollenhalteabschnitt jeweils an sämtlichen oder an Teilen von am Umfang in gleichem Abstand voneinander beabstandeten Stellen an dem Rollenhalteabschnitt ausgebildete Taschen aufweist, wobei die Rollen jeweils in einer Tasche aufgenommen sind, die Anzahl von am Umfang in gleichem Abstand voneinander beabstandeten Stellen an dem Rollenhalteabschnitt um eins größer oder kleiner ist als die Anzahl von Nockenerhebungen, die Form jeder Nockenerhebung für eine Teilung mit der radial äußeren Hülle des geometrischen Orts der entsprechenden, in den Taschen gehaltenen Rollen übereinstimmt, wenn die Eingangswelle gedreht wird und somit die Rollen um die Achse der Eingangswelle und entlang der Außenperipherie des exzentrischen Wellenabschnitts rotieren, wodurch die Rotation der Rollen um die Eingangswelle über die Zwischenwelle auf die Ausgangswelle übertragen wird, wobei der Drehzahlminderer ferner eine Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs aufweist.
Durch Bereitstellen der Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs ist es möglich, die Übertragung eines auf die Ausgangswelle aufgebrachten umgekehrten-Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle zu unterdrücken, wodurch es möglich ist, unter Mitwirkung der Fixiereinrichtung die Übertragung des umgekehrten Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle zuverlässiger zu verhindern.
Die Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs kann einen negativen Spalt in einem Wälzlager, welches die Eingangswelle hält, zum Aufbringen eines Drehwiderstands auf das Wälzlager umfassen. Alternativ kann die Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs eine Kontaktdichtung an einem Wälzlager, welches die Eingangswelle hält, zum Aufbringen eines Drehwiderstands auf das Wälzlager umfassen. Ferner können alternativ als Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs die Taschen des Rollenhalteabschnitts eine Breite aufweisen, die dem Durchmesser der Rollen gleich ist oder die größer als dieser ist, wodurch ein Drehwiderstand auf die Rollen aufgebracht wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben den oben beschriebenen Drehzahlminderer analysiert und festgestellt, dass zum Verbessern der Drehmoment-Übertragungseffizienz dieses Drehzahlminderers es außerordentlich wichtig ist, das Drehmoment des um den exzentrischen Wellenabschnitt herum vorgesehenen Kugellagers zu verringern.
Es ist wahrscheinlich aus folgendem Grund wichtig, das Drehmoment des um den exzentrischen Wellenabschnitt herum vorgesehenen Kugellagers zu verringern. Der Drehmittelpunkt des exzentrischen Wellenabschnitts ist vom Mittelpunkt seiner Kreisform versetzt, so dass die durch diesen Versatz hervorgerufene Zentrifugalkraft nicht nur auf den exzentrischen Wellenabschnitt wirkt, sondern gleichermaßen auf das um diesen herum vorgesehene Kugellager. Somit ist die Reibung zwischen der Haltevorrichtung des Kugellagers und seiner Kugel tendenziell groß, und das Gleiche gilt für das Drehmoment des Kugellagers.
Zum Verringern des Drehmoments des Kugellagers weist das Kugellager der vorliegenden Erfindung eine der folgenden Strukturen auf.
Bei einer Ausgestaltung umfasst das Kugellager an der Außenperipherie des exzentrischen Wellenabschnitts eine Haltevorrichtung mit zwei ringförmigen Halteplatten, von denen jede mit am Umfang in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet angeordneten Ausnehmungen ausgebildet ist, wobei die Öffnungen der Ausnehmungen jeder ringförmigen Platte gegenüber den Öffnungen der Ausnehmungen der anderen ringförmigen Platten angeordnet sind, wobei jede der Ausnehmungen eine Innenfläche aufweist, die mehrere ebene Flächenabschnitte umfasst, wodurch jedes einander gegenüberliegende Paar von Ausnehmungen der zwei ringförmigen Platten eine Tasche mit einem mehreckigen Querschnitt bildet und Kugeln in jeweils einer der Taschen aufgenommen sind. Bei dieser Ausgestaltung ist, da jede Kugel in Punktkontakt mit der Innenfläche der Ausnehmung gebracht wird, die Reibung zwischen der Haltevorrichtung und den Kugeln klein. Somit wird das Drehmoment klein gehalten, selbst unter Zentrifugalkraft, die durch den Versatz des Drehmittelpunkts des exzentrischen Wellenabschnitts erzeugt wird.
Bei einer weiteren Ausgestaltung umfasst das oben Beschriebene zwei ringförmige Halteplatten, von denen jede mit am Umfang in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet angeordneten Ausnehmungen ausgebildet ist, wobei die Öffnungen der Ausnehmungen jeder ringförmigen Platte gegenüber den Öffnungen der Ausnehmungen der anderen ringförmigen Platten angeordnet sind und jede der Ausnehmungen eine kugelförmige Innenfläche aufweist, wodurch jedes einander gegenüberliegende Paar von Ausnehmungen der zwei ringförmigen Platten eine Tasche bildet, und Kugeln (52) in jeweils einer der Taschen aufgenommen sind und Vorsprünge auf der Innenfläche jeder Ausnehmung vorgesehen sind, die so ausgebildet sind, dass sie die Kugel berühren. Bei dieser Ausgestaltung ist, da die Kugeln in Punktkontakt mit den Vorsprüngen gebracht werden, die Reibung zwischen der Haltevorrichtung und den Kugeln klein. Somit wird das Drehmoment klein gehalten, selbst unter Zentrifugalkraft, die durch den Versatz des Drehmittelpunkts des exzentrischen Wellenabschnitts erzeugt wird.
Bei einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Haltevorrichtung zwei ringförmige Halteplatten, die jeweils mit am Umfang in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet angeordneten Ausnehmungen ausgebildet sind, wobei die Öffnungen der Ausnehmungen jeder ringförmigen Platte gegenüber den Öffnungen der Ausnehmungen der anderen ringförmigen Platten angeordnet sind und jede der Ausnehmungen eine kugelförmige Innenfläche aufweist, wodurch jedes einander gegenüberliegende Paar von Ausnehmungen der zwei ringförmigen Platten eine Tasche bildet, und Kugeln in jeweils einer der Taschen aufgenommen sind, und Durchgangslöcher in der Innenfläche jeder Ausnehmung ausgebildet sind, wobei jedes Loch an einem Abschnitt der Innenfläche angeordnet ist, mit dem die Kugel nicht in Berührung steht und der von demjenigen Abschnitt der Innenfläche versetzt ist, mit dem die Kugel in Berührung steht, wenn sich die Kugel in einer Richtung bewegt, und zwar in der der einen Richtung entgegengesetzten Richtung.
Schmiermittel neigt dazu, an Abschnitten der Innenfläche der Ausnehmung zu verbleiben, die von den jeweiligen Abschnitten der Innenfläche versetzt sind, mit denen die Kugel in Berührung steht, wenn sich die Kugel in die zwei jeweils entgegengesetzten Richtungen bewegt, und zwar in die den zwei jeweils entgegengesetzten Richtungen entgegengesetzten Richtungen, aufgrund der Zentrifugalkraft, die erzeugt wird, wenn sich die Kugel um ihren Mittelpunkt dreht. Durch Ausbilden der Durchgangslöcher wird zwischen der Innenfläche jeder Ausnehmung und der Kugel verbleibendes Schmiermittel durch die Löcher nach außen gedrückt, und zwar aufgrund der Zentrifugalkraft, die erzeugt wird, wenn sich die Kugeln um ihre Mittelpunkte drehen. Dadurch verringert sich der Viskositätswiderstand des Schmiermittels, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass sich das Drehmoment des Kugellagers unter der Zentrifugalkraft, die durch den Versatz des Drehmittelpunkts des exzentrischen Wellenabschnitts erzeugt wird, erhöht.
Vorzugsweise sind zwei der Durchgangslöcher vorgesehen, die vor und hinter einer Bewegungsrichtung der Kugel 52 angeordnet sind, damit sie symmetrisch zueinander sind. Bei dieser Ausgestaltung befindet sich jedes der Durchgangslöcher an dem Abschnitt der Innenfläche, der von demjenigen Abschnitt der Innenfläche versetzt ist, mit dem die Kugel in Berührung steht, wenn das sich Lager entweder in der Richtung des Uhrzeigersinns oder in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, und zwar in der der Bewegungsrichtung der Kugel entgegengesetzten Richtung, wobei zwischen der Innenfläche jeder Ausnehmung und der Kugel verbleibendes Schmiermittel aufgrund der Zentrifugalkraft, die erzeugt wird, wenn sich die Kugeln um ihre Mittelpunkte drehen, auf effiziente Weise durch die Löcher ausgetragen wird.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung bereit, die umfasst: eine Nockenwelle zum Ansteuern von mindestens Ansaugventilen oder Auslassventilen eines Motors, ein angetriebenes Drehteil, auf das die Drehung einer Motorantriebswelle übertragen wird, wobei das angetriebene Drehteil koaxial mit der Nockenwelle angeordnet ist, eine Ausgangswelle eines Elektromotors, die koaxial mit der Nockenwelle angeordnet ist, und einen Drehzahlminderer zum Übertragen der Drehung der Ausgangswelle des Elektromotors auf die Nockenwelle, wobei der Drehzahlminderer der oben beschriebene Drehzahlminderer ist, und wobei die Ausgangswelle des Elektromotors und die Nockenwelle die Eingangswelle bzw. die Ausgangswelle des Drehzahlminderers sind.
Bei dieser Ausgestaltung rotiert bei einmaliger Drehung der Ausgangswelle des Elektromotors der exzentrische Wellenabschnitt in der gleichen Richtung um die Achse der Ausgangswelle des Elektromotors, und jede Rolle rotiert um die Achse der Eingangswelle relativ zu den Zähnen des Innenzahnrads um eine Distanz, die der Breite eines Zahns des Innenzahnrads gleich ist, so dass sich der die Rollen haltende Rollenhalteabschnitt dreht.
Da der Rollenhalteabschnitt mit der Nockenwelle gekoppelt ist, wird eine Drehung, die entsprechend der Anzahl von Zähnen des Innenzahnrads verringert worden ist, auf die Nockenwelle übertragen. Somit kann der Drehzahlminderer die Drehung der Ausgangswelle des Elektromotors verringern, und er überträgt die so verringerte Drehung auf die Nockenwelle. Bei dieser Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, einen Drehzahlminderer zum Verringern der Drehung der Ausgangswelle des Elektromotors mit einem Gestängemechanismus zum Übertragen der verringerten Drehung auf die Nockenwelle zu kombinieren. Somit ist es möglich, die Struktur des Drehzahlminderungsmechanismus zu vereinfachen.
Wenn die Antriebsquelle zum Betätigen des Drehzahlminderers ein Elektromotor ist, wird im Allgemeinen bei einer Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung dann, wenn eine Last aus einem bestimmten Grund auf die Nockenwelle aufgebracht wird und ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf diese wirkt, das umgekehrte Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle des Motors übertragen, und die Ausgangswelle wird gedreht. Somit ist es zum Verhindern der Drehung der Ausgangswelle erforderlich, den Elektromotor ständig in aktiviertem Zustand zu halten.
Um die Winkelposition der Nockenwelle relativ zu dem Antriebsdrehteil beizubehalten, um zu verhindern, dass ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle des Elektromotors übertragen wird, ist es erforderlich, den Elektromotor kontinuierlich in aktiviertem Zustand zu halten, wobei sich die Ausgangswelle nicht dreht. In diesem Fall kann die Temperatur in dem Elektromotor ansteigen, was ein Festfressen des Motors bewirkt.
Durch Verwendung des Drehzahlminderers nach der vorliegenden Erfindung verleihen die Fixiereinrichtung und die Freigabeeinrichtung und wahlweise die Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangsdrehmoments des Drehzahlminderers der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung einen Widerstand gegen das umgekehrte Eingangsdrehmoment.
Vorteile der Erfindung
Da der Drehzahlminderer nach der vorliegenden Erfindung die zwischen der Ausgangswelle und der Eingangswelle vorgesehene Fixiereinrichtung und Freigabeeinrichtung aufweist, wird ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment niemals auf die Eingangswelle übertragen, und somit wirkt eine von einem umgekehrten Eingangsdrehmoment erzeugte Last niemals auf die mit der Eingangswelle verbundene Antriebsquelle. Somit ist es nicht erforderlich, die Antriebsquelle kontinuierlich gegen eine solche Last zu aktivieren.
Bei der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung nach der vorliegenden Erfindung weist, da der Drehzahlminderer nach der vorliegenden Erfindung die Drehung der Ausgangswelle des Elektromotors verringert und die verringerte Drehung auf die Nockenwelle überträgt, der Drehzahlminderungsmechanismus eine einfache Struktur auf.
Durch Verwendung des Drehzahlminderers mit der Fixiereinrichtung und der Freigabeeinrichtung zum Aufheben des durch die Fixiereinrichtung bewirkten Fixierzustands und der Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs auf die Ausgangswelle des Elektromotors, die zwischen der Ausgangswelle des Elektromotors und der Nockenwelle angeordnet sind, ist es möglich zu verhindern, dass ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle des Elektromotors übertragen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Schnittansicht eines Drehzahlminderers nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 1.
3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus 1.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der ersten Ausführungsform.
5 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform.
6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie C-C aus 5.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der zweiten Ausführungsform.
8 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht desselben mit Darstellung des Fixierzustands der Ausgangswelle desselben.
9 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht desselben mit Darstellung des Freigabezustands der Ausgangswelle desselben.
10 zeigt eine Schnittansicht eines Drehzahlminderers einer dritten Ausführungsform.
11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Fixier- und Freigabeeinrichtung desselben.
12(a) zeigt eine vergrößerte Teil-Schnittansicht entlang der Linie D-D aus 10 mit Darstellung eines Fixierzustands; und 12(b) zeigt eine vergrößerte Teil-Schnittansicht mit Darstellung eines Freigabezustands.
13 zeigt eine vertikale Schnittansicht, mit teilweiser Weglassung, eines modifizierten, die Eingangswelle der ersten Ausführungsform tragenden Kugellagers.
14 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Rollenhalteabschnitts mit Darstellung seines Rollenhaltezustands.
15 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht nahe eines an der Außenperipherie eines exzentrischen Wellenabschnitts aus 1 angebrachten Rillenwälzlagers.
16(a) zeigt eine Schnittansicht entlang einer zylindrischen Fläche, die die Mittelpunkte der Kugeln des Rillenkugellagers entlangläuft; und 16(b) zeigt eine vergrößerte Schnittansicht nahe eines inneren Seitenflächenabschnitts einer Ausnehmung, wobei sich das in 16(a) gezeigte Rillenkugellager dreht.
17(a) zeigt eine Schnittansicht einer Modifikation des Rillenkugellagers aus 16; und 17(b) zeigt eine vergrößerte Schnittansicht nahe eines Vorsprungs auf der Innenfläche einer Ausnehmung, wobei sich das in 17(a) gezeigte Rillenkugellager dreht.
18(a) zeigt eine Schnittansicht einer Modifikation des Rillenkugellagers aus 16; und 18(b) zeigt eine vergrößerte Schnittansicht nahe eines in der Innenfläche einer Ausnehmung ausgebildeten Durchgangslochs, wobei sich das Rillenkugellager aus 18(a) dreht.
19(a) zeigt eine Schnittansicht einer Modifikation des Rillenkugellagers aus 16; und 19(b) zeigt eine vergrößerte Schnittansicht nahe einer inneren Seitenfläche einer Ausnehmung, wobei sich das Rillenkugellager aus 19(a) dreht.
20 zeigt eine Schnittansicht eines Drehzahlminderers einer vierten Ausführungsform.
21 zeigt eine Schnittansicht eines Drehzahlminderers einer fünften Ausführungsform.
22 zeigt eine Schnittansicht eines Drehzahlminderers einer sechsten Ausführungsform.
23 zeigt eine Schnittansicht eines herkömmlichen Drehzahlminderers.
24 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie E-E aus 23.
25 zeigt eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung nach der vorliegenden Erfindung.
26 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung.
27 zeigt eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung.
28 zeigt eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung.
29 zeigt eine Schnittansicht einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung.
30 zeigt eine Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung.
Ausführungsformen
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Drehzahlminderer 10 der ersten Ausführungsform ein zylindrisches Gehäuse 11, eine Eingangswelle 12 und eine Ausgangswelle 13, die von dem Gehäuse 11 drehbar getragen werden, und ein an dem Gehäuse 11 angebrachtes Innenzahnrad 14, wobei die Eingangs- und Ausgangswellen und das Innenzahnrad koaxial zueinander angeordnet sind.
Das Gehäuse 11 umfasst zwei einander axial gegenüberliegende separate zylindrische Teile, die mit bekannten Mitteln, wie z. B. mit nicht gezeigten Schrauben, miteinander gekoppelt sind. Die Eingangswelle 1 und die Ausgangswelle 2 1

1: Translator's note: ”Input shaft 1 and Output shaft 2” should probably read ”Input shaft 12 and output shaft 13”.

Die Eingangswelle 12 wird von einem Paar von Lagern 15 und 16 an einem Ende des Gehäuses 11 bzw. an einem Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 drehbar getragen.
Zwei axial voneinander beabstandet angeordnete exzentrische Wellenabschnitte 17 sind einstückig an der Eingangswelle 12 zwischen den Lagern 15 und 16 angeformt.
Wie in 13 gezeigt, weist das Lager 15, welches die Eingangswelle 12 trägt, Kontaktdichtungen 15c auf, die an den jeweiligen Enden des Außenrings 15a angebracht sind. Die Kontaktdichtungen 15c stehen mit dem Innenring 15b in Kontakt und bringen einen Drehwiderstand auf den Innenring 15b auf, wodurch verhindert wird, dass ein umgekehrter Eingang auf die Eingangswelle 12 aufgebracht wird. Je nach Größe des umgekehrten Eingangs kann eine der Kontaktdichtungen 15c wegfallen.
Jeder der exzentrischen Wellenabschnitte 17 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Mittelpunkt von der Achse der Eingangswelle 12 versetzt ist. Die exzentrischen Wellenabschnitte 17 sind so angeordnet, dass sich die Achse der Eingangswelle 12 zwischen den Mittelpunkten der Kreise der jeweiligen exzentrischen Wellenabschnitte 17 befindet. Ein Rillenkugellager 18 ist im Presssitz an der Außenperipherie jedes exzentrischen Wellenabschnitts 17 angeordnet.
Wie in 2 gezeigt, ist das Innenzahnrad 14 so in dem Gehäuse 11 befestigt, dass es den Außenperipherien der Rillenkugellager 18, welche koaxial mit der Eingangswelle 12 an den zwei exzentrischen Wellenabschnitten 17 angebracht sind, zugewandt ist, und es weist 50 Zähne 19 (Nockenerhebungen) an seiner Innenperipherie auf, die mit konstanter Teilung am Umfang angeordnet sind. Zwischen einander benachbarten Zähnen 19 gebildete Zahnzwischenräume weisen einen gekrümmten Querschnitt auf.
Mehrere (dreizehn bei der dargestellten Ausführungsform) Rollen 21 sind zwischen der Innenperipherie des Innenzahnrads 14 und jedem der an den exzentrischen Wellenabschnitten 17 angebrachten Rillenkugellager 18 angeordnet und werden von einem zylindrischen Rollenhalteabschnitt 22 einer einstückig ausgebildeten Haltevorrichtung 30 mit vorbestimmter Teilung gehalten. Der Halteabschnitt 22 weist erste dreizehn am Umfang angeordnete Taschen auf, in denen die jeweiligen dreizehn Rollen für eines der Lager 18 aufgenommen sind, und weist zweite dreizehn am Umfang angeordnete Taschen auf, in denen die jeweiligen dreizehn Rollen für das andere Lager 18 aufgenommen sind. Sowohl die ersten als auch die zweiten dreizehn Taschen 23 sind an jedem vierten der am Umfang jeweils in gleichem Abstand voneinander beabstandet vorgesehenen 51 (um eins größer als die Anzahl von Zähnen 19, die 50 beträgt) Stellen an dem Rollenhalteabschnitt 22 angeordnet.
Die Form jedes Zahnzwischenraums zwischen einander benachbarten Zähnen 19 (der einer Teilung der Zähne 19 gleich ist) stimmt mit der radial äußeren Hülle des geometrischen Orts der entsprechenden, in den Taschen 23 gehaltenen Rollen 21 überein, wenn die Eingangswelle 12 gedreht wird und somit die Rollen 21 um die Achse der Eingangswelle und entlang der Außenperipherie des Außenrings des um jeden exzentrischen Wellenabschnitt 17 herum angebrachten Rillenkugellagers 18 rotiert. Sämtliche Rollen 21 stehen mit der Außenperipherie der jeweiligen Rillenkugellager 18 in Kontakt, und ein Teil von ihnen steht mit den jeweiligen Zähnen 19 des Innenzahnrads 14 in Kontakt. Die Anzahl von Zähnen des Innenzahnrads, die Anzahl von Rollen 21 und die Beziehung zwischen diesen Anzahlen sind nicht auf die in 2 gezeigten beschränkt, sondern werden anhand des erforderlichen Untersetzungsverhältnisses bestimmt, welches wiederum experimentell und/oder im realen Betrieb bestimmt wird.
Die ersten und zweiten am Umfang angeordneten Taschen 23 des Rollenhalteabschnitts 22, in denen die jeweiligen Rollen 21 drehbar aufgenommen sind, sind in zwei Reihen angeordnet, wobei die ersten Taschen 23 von den jeweiligen zweiten Taschen 23 am Umfang um eine halbe Teilung der zweiten Taschen 23 versetzt sind (siehe 4). Normalerweise weisen die Taschen 23 des Rollenhalteabschnitts 22 eine solche Umfangsbreite auf, die eine Rollbewegung der Rollen 21 in den Taschen 23 ermöglicht. Stattdessen kann, wie in 14 gezeigt, die Umfangsbreite der Taschen 23 jedoch gleich oder kleiner sein als der Durchmesser der Rollen 21, wodurch ein Drehwiderstand auf die Rollen aufgebracht wird, um indirekt den umgekehrten Eingang von der Ausgangswelle 13 auf die Eingangswelle 12 zu verringern.
Wie in 1 gezeigt, ist die Ausgangswelle 13 an ihrem einen Endabschnitt einstückig ausgebildet (dem Endabschnitt, der der Eingangswelle 12 zugewandt ist), wobei sich ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a und ein Abschnitt mit großem Durchmesser 13b näher an dem einen Ende der Welle 13 befinden als an dem Abschnitt 13a mit kleinem Durchmesser. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a wird über zwei axial voneinander beabstandet angeordnete Lager 24 von dem anderen Endabschnitt des Gehäuses 11 drehbar gehalten.
Der Abschnitt mit großem Durchmesser 13b weist eine zylindrische Form auf und trägt das andere Ende der Eingangswelle 12 drehbar über ein Lager 16. Ein Loch 13d verläuft axial durch den Abschnitt mit großem Durchmesser 13b, durch das ein Schaltstift 20 eingesetzt ist. Der Schaltstift 20 steht teilweise in Richtung des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 13a vor.
Wie in 3 gezeigt, sind vier am Umfang in gleichem Abstand voneinander angeordnete Nockenflächen 13c an der Außenperipherie des Abschnitts mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 ausgebildet. Die Nockenflächen 13c sind ebene Flächen und bilden somit keilförmige Räume 25, die sich in Richtung ihrer jeweiligen Umfangsenden graduell verjüngen, zwischen dem Gehäuse 11 und dem Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13. Solche Nockenflächen 13c können auch an der Innenperipherie des Gehäuses 11 ausgebildet sein, um die keilförmigen Räume 25 zu bilden.
Ein Paar von Rollen 26 sind als Angreifelemente in jedem keilförmigen Raum 25 gelagert, wobei ein elastisches Teil in Form einer Blattfeder 27 zwischen diesen angeordnet ist. Die Rollen 26 werden selektiv mit dem Gehäuse 11 und dem Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 in Zusammengriff gebracht und von diesen gelöst. Die Blattfeder 27 spannt die Rollen 26 in Richtung der jeweiligen schmalen Enden des keilförmigen Raums 25 vor, um das Gehäuse 11 und den Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 in Zusammengriff miteinander zu bringen.
Ein zylindrischer Angreifelement-Halteabschnitt 28 der einstückigen Haltevorrichtung 30 ist zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 und dem Gehäuse 11 vorgesehen. Der Angreifelement-Halteabschnitt 28 dient als Freigabeeinrichtung und weist Taschen 29 an Positionen auf, die den jeweiligen keilförmigen Räumen 25 entsprechen. Die jeweiligen Paare von Rollen 26 sind in den Taschen 29 aufgenommen, wobei ein Spalt zwischen den inneren Umfangswänden der Taschen 29 und den Rollen 26 verbleibt.
Um die Ausgangswelle 13 zuverlässig zu fixieren, wenn ein umgekehrter Eingang aufgebracht wird, können die Paare von Rollen 26 durch Paare von Klemmen ersetzt werden. Das heißt, dass mehrere Paare von Klemmen zwischen der Ausgangswelle 13 und dem Gehäuse 11 so gehalten werden können, dass sie von dem Angreifelement-Halteabschnitt 28 so geneigt werden können, dass beim Drehen der Ausgangswelle 13 eine Klemme jedes Paars von Klemmen zum Angreifen an der Ausgangswelle 13 und dem Gehäuse 11 vorgesehen ist.
Wie in 4 gezeigt, sind der Rollenhalteabschnitt 22 und der Angreifelement-Halteabschnitt 28 der einstückigen Haltevorrichtung 30 einstückig ausgebildet, z. B. durch Verpressen, so dass sie koaxial zueinander angeordnet sind. Durch Ausbilden der einstückigen Haltevorrichtung 30 durch Verpressen sind der Rollenhalteabschnitt 22 und der Angreifelement-Halteabschnitt 28 gemeinsam drehbar. Dadurch werden die Anzahl von Teilen und somit die Herstellkosten verringert.
Ein sich radial nach innen erstreckender Flansch 31 ist an dem anderem Ende des Angreifelement-Halteabschnitts 28 der einstückigen Haltevorrichtung 30 ausgebildet. Eine radial nach außen verlaufende Einschnittnut 32 ist in dem Flansch 31 ausgebildet. Der Schaltstift 20, der in der Ausgangswelle 13 angebracht ist, greift in die Einschnittnut 32 ein.
Da die Ausgangswelle 13 über den Schaltstift 20 mit der einstückigen Haltevorrichtung 30 in Zusammengriff steht, sind keine komplizierten Arbeiten zum einstückigen Koppeln der Ausgangswelle mit dem Rollenhalteabschnitt erforderlich, wie es bei der Ausgangswelle eines herkömmlichen Drehzahlminderers der Fall ist. Somit sind die Herstellkosten niedrig.
Wie in 15 gezeigt, umfassen die um die jeweiligen exzentrischen Wellenabschnitte 17 herum vorgesehenen Rillenkugellager 18 jeweils einen Innenring 50, einen Außenring 51, mehrere Kugeln 52 zwischen dem Innenring 50 und dem Außenring 51 und eine die Kugeln 52 haltende Haltevorrichtung 53. Die Haltevorrichtung 53 umfasst zwei ringförmige Halteplatten 54, die durch Verpressen von Stahlplatten gebildet werden, so dass Wellen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Insbesondere weist, wie in 16(a) gezeigt, jede ringförmige Halteplatte 54 am Umfang in gleichem Abstand voneinander beabstandet angeordnete Ausnehmungen 56 auf, von denen jede eine Innenfläche 55 mit drei durchgehenden ebenen Abschnitten umfasst.
Insbesondere umfasst die Innenfläche 55 jeder Ausnehmung 56 einen inneren Bodenflächenabschnitt 55a und innere Seitenflächenabschnitte 55b, von denen jeder einen stumpfen Winkel relativ zu dem inneren Bodenflächenabschnitt 55a bildet. Die zwei ringförmigen Halteplatten 54 sind so angeordnet, dass jede Ausnehmung 56 einer der ringförmigen Halteplatten 54 mit der entsprechenden Ausnehmung 56 der anderen ringförmigen Halteplatte 54 ausgerichtet ist, wobei ihre Öffnungen einander so zugewandt sind, dass jedes einander gegenüberliegende Paar von Ausnehmungen 56 der Halteplatten 54 eine radial verlaufende sechseckige säulenförmige Tasche 57 mit sechseckigem Querschnitt bildet. Die Kugeln 52 sind in den jeweiligen Taschen 57 aufgenommen.
Die inneren Bodenflächenabschnitte 55a der Ausnehmungen 56, die jede Tasche 57 bilden, verlaufen parallel zueinander, wobei die Distanz zwischen diesen größer ist als der Durchmesser der Kugeln 52. Von den vier inneren Seitenflächenabschnitten 55b, die jede Tasche 57 bilden, verläuft jedes Paar, das relativ zu dem Mittelpunkt der Kugel 52 einander diametral gegenüberliegt, parallel zueinander. Die Distanz zwischen jedem Paar von inneren Seitenflächenabschnitten 55b ist größer als der Durchmesser der Kugeln 52. Wie in 16(b) gezeigt, berührt bei sich drehendem Rillenkugellager 18 jede Kugel 52 mittlere Abschnitte der inneren Seitenflächenabschnitte 55b der Ausnehmungen 56.
Ein reibungsarmer Film 58 ist auf der gesamten Fläche jeder ringförmigen Halteplatte 54 ausgebildet, der zum Verringern der Reibung zwischen der Haltevorrichtung 53 und den Kugeln 52 dient. Der reibungsarme Film 58 kann ein Keramikfilm, ein Film aus einem diamantähnlichen Kohlenstoff (DLC), ein Karbonnitrid-Film oder ein Polytetrafluorethylen-(PTFE-)Film sein. Der reibungsarme Film kann nur auf der Innenfläche 55 jeder Ausnehmung 56 ausgebildet sein.
Nun wird der Betrieb dieses Drehzahlminderers beschrieben.
Wenn kein Drehmoment auf die Eingangswelle 12 (normales Drehmoment) oder auf die Ausgangswelle 13 (umgekehrtes Drehmoment) aufgebracht wird, wie in 3 gezeigt, wird jedes Paar von Rollen 26 von der Blattfeder 27 in am Umfang zueinander entgegengesetzte Richtungen vorgespannt und befindet sich an den jeweiligen schmalen Enden des keilförmigen Raums 25 in Zusammengriff mit der Ausgangswelle 13 und dem Gehäuse 11.
In diesem Zusammengreifzustand greift dann, wenn ein umgekehrtes Drehmoment in der Richtung des Uhrzeigersinns auf die Ausgangswelle 13 aufgebracht wird, eine Rolle jedes Paars von Rollen 26, die relativ zu der Richtung des Uhrzeigersinns hinten liegt, an dem entsprechenden schmalen Ende des keilförmigen Raums an der Ausgangswelle 13 und dem Gehäuse 11 an, so dass die Ausgangswelle 13 in der Richtung des Uhrzeigersinns an dem Gehäuse 11 fixiert ist.
Wenn ein umgekehrtes Drehmoment in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn auf die Ausgangswelle 13 aufgebracht wird, greift eine Rolle jedes Paars von Rollen 26, die relativ zu der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn hinten liegt, an dem entsprechenden schmalen Ende des keilförmigen Raums 25 an der Ausgangswelle 13 und dem Gehäuse 11 an, so dass die Ausgangswelle 13 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn an dem Gehäuse 11 fixiert ist. Somit ist dann, wenn ein umgekehrtes Drehmoment in einer der beiden Richtungen auf die Ausgangswelle 13 aufgebracht wird, die Ausgangswelle 13 in einer der beiden Richtungen fixiert, und zwar mittels der Fixiereinrichtung, die den Angreifelement-Halteabschnitt 28 und die Rollen 26 umfasst, welche von dem Halteabschnitt 28 gehalten werden, wobei sich jedes Paar in einem der keilförmigen Räume 25 befindet.
Andererseits rotieren dann, wenn ein normales Drehmoment in der Richtung des Uhrzeigersinns auf die Eingangswelle 12 aufgebracht wird und sich die exzentrischen Wellenabschnitte 17 einmal um die Achse der Eingangswelle 12 drehen, die Rollen 26 zusammen mit dem Rollenhalteabschnitt 22 der Haltevorrichtung in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um eine Distanz, die der Distanz zwischen einander benachbarten Zähnen 19 gleich ist, um die Eingangswelle, wobei sie mit den Zahnzwischenräumen zwischen einander benachbarten Zähnen 19 kämmen und sich somit um ihre eigenen Achsen drehen.
Wenn die Rollen 21 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn rotieren, dreht sich der Rollenhalteabschnitt 22 entgegen dem Uhrzeigersinn mit einem Untersetzungsverhältnis, das der Anzahl von Zähnen 19 an dem Innenzahnrad 14 relativ zu der Drehzahl der Eingangswelle 12 (50:1 bei der Ausführungsform aus 2) entspricht.
Wenn sich der Rollenhalteabschnitt 22 der Haltevorrichtung in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, dreht sich der Angreifelement-Halteabschnitt 28, der einstückig mit dem Rollenhalteabschnitt 22 ausgebildet ist, in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn. Wenn sich der Angreifelement-Halteabschnitt 28 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, werden die hinteren (in Bezug auf die Drehrichtung) Rollen der Paare von Rollen 26 in den jeweiligen keilförmigen Räumen 25 gegen die Kraft der Blattfeder 27 gegen die Innenumfangswände der Taschen 29 des Angreifelement-Halteabschnitts 28 gepresst.
Wenn gegen die hinteren (in Bezug auf die Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn) Rollen der jeweiligen Paare von Rollen 26 von dem Angreifelement-Halteabschnitt 28 gepresst wird, der jetzt als Freigabeeinrichtung dient, lösen sich diese Rollen von den schmalen Enden der jeweiligen keilförmigen Räume, wodurch die Ausgangswelle 13 freigegeben wird. In diesem Zustand greifen die vorderen (in Bezug auf die Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn) Rollen der jeweiligen Paare von Rollen 26 nicht an den vorderen schmalen Enden der keilförmigen Räume 25 an, so dass die Ausgangswelle 13 jetzt in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar ist.
Wie in 1 gezeigt, steht der Schaltstift 20, der an dem Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der jetzt drehbaren Ausgangswelle 13 befestigt ist, in Zusammengriff mit der Einschnittnut 32 des Angreifelement-Halteabschnitts 28. Somit wird dann, wenn sich die Eingangswelle 12 weiter im Uhrzeigersinn dreht, die Ausgangswelle über die einstückige Haltevorrichtung 30, die den Rollenhalteabschnitt 22 und den Angreifelement-Halteabschnitt 28 umfasst, entgegen dem Uhrzeigersinn mit einer Drehzahl gedreht, die anhand des oben beschriebenen Untersetzungsverhältnisses bestimmt wird. Wenn ein Drehmoment in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn auf die Eingangswelle 12 aufgebracht wird, werden die jeweiligen Elemente in zu der vorgenannten Richtung entgegengesetzter Richtung bewegt, und die Ausgangswelle 13 wird im Uhrzeigersinn gedreht.
Somit wird ein Eingangsdrehmoment in einer der beiden Richtungen von der Eingangswelle 12 über die einstückige Haltevorrichtung 30 auf die Ausgangswelle 13 übertragen, so dass die Ausgangswelle 13 in eine der beiden Richtungen gedreht werden kann. Wenn das Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle 12 weggenommen wird, kehren die Paare von Rollen 26 unter der Vorspannkraft der Blattfedern 27 in die in 3 gezeigten Positionen zurück.
Wenn die exzentrischen Wellenabschnitte 17 durch das Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle 12 gedreht werden, da ihre Drehmittelpunkte von den Mittelpunkten der Kreise, die die jeweiligen exzentrischen Wellenabschnitte 17 bilden, versetzt sind, wirkt die Zentrifugalkraft, die auf die jeweiligen exzentrischen Wellenabschnitte wirkt, auch auf die um die jeweiligen exzentrischen Wellenabschnitte 17 herum angebrachten Rillenkugellager 18. Somit wird im Vergleich zu den anderen Lagern 15, 16 und 24 tendenziell eine große Reibung zwischen der Haltevorrichtung 53 und den Kugeln 52 jedes Lagers 18 erzeugt.
Bei den Rillenkugellagern 18 dieses Drehzahlminderers wird jedoch, da die Innenfläche jeder Ausnehmung 56 der Haltevorrichtung 53 mehrere ebene Flächenabschnitte umfasst, jede Kugel 52 mit der Innenfläche 55 der Ausnehmung 56 in Punktkontakt gebracht, so dass die Reibung zwischen der Haltevorrichtung 53 und den Kugeln 52 klein ist, wodurch das Drehmoment verringert wird. Somit kann bei diesem Drehzahlminderer das Drehmoment auf hocheffiziente Weise von der Eingangswelle 12 auf die Ausgangswelle 13 übertragen werden. Die Form der Taschen 57 der Haltevorrichtung 53 ist nicht auf die bei der Ausführungsform gezeigte beschränkt, sie kann auch einen anderen mehreckigen Querschnitt als ein Sechseck aufweisen, wie z. B. ein Achteck. Der hier verwendete Querschnitt bezieht sich auf einen Querschnitt entlang einer zylindrischen Fläche, die die die Mittelpunkte der Kugeln 52 entlangläuft.
Da bei den Rillenkugellagern 18 dieses Drehzahlminderers der reibungsarme Film 58 auf der Innenfläche 55 jeder Ausnehmung 56 aufgebracht ist, ist die Reibung zwischen der Haltevorrichtung 53 und den Kugeln 52 klein. Somit kann das Drehmoment auf hocheffiziente Weise von der Eingangswelle 12 auf die Ausgangswelle 13 übertragen werden.
Bei dieser Ausführungsform werden zum Verbessern der Effizienz, mit der das Drehmoment von der Eingangswelle 12 auf die Ausgangswelle 13 übertragen wird, Rillenkugellager 18 in dem Drehzahlminderer verwendet, wobei die Innenfläche 55 jeder Ausnehmung 56 ebene Flächenabschnitte umfasst, die mit der Kugel 52 in Kontakt gebracht werden. Stattdessen kann jedoch auch ein Rillenkugellager, wie in 17(a) gezeigt, an der Außenperipherie jedes exzentrischen Wellenabschnitts 17 angebracht sein. Elemente, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht mehr beschrieben.
Jede ringförmige Halteplatte 54 ist mit am Umfang in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet angeordneten Ausnehmungen 60 ausgebildet, von denen jede eine kugelförmige Innenfläche 59 aufweist. Die zwei ringförmigen Halteplatten 54 sind so angeordnet, dass jede Ausnehmung 56 einer der ringförmigen Halteplatten 54 mit der entsprechenden Ausnehmung 56 der anderen ringförmigen Halteplatte 54 ausgerichtet ist, wobei ihre Öffnungen einander so zugewandt sind, dass jedes einander gegenüberliegende Paar von Ausnehmungen 56 der Halteplatten 54 eine Tasche 61 bildet, in der eine der Kugeln 52 aufgenommen ist.
Zwei Vorsprünge 62 sind auf der Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 ausgebildet, die von der Kugel 52 berührt werden. Wie in 17(b) gezeigt, weisen die Vorsprünge 62 eine Halbkugelform auf, und sie sind dazu vorgesehen, mit der Kugel 52 in Punktkontakt gebracht zu werden. Die zwei Vorsprünge 62 sind auf beiden Seiten der tiefsten Stelle der Ausnehmung 60 vorgesehen, so dass sie in Bezug auf die tiefste Stelle der Ausnehmung 60 symmetrisch zueinander angeordnet sind. Somit berührt dann, wenn sich die Rillenkugellager entweder in der Richtung des Uhrzeigersinns oder in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, jede Kugel 52 einen der zwei Vorsprünge 62. Wie bei der ersten Ausführungsform ist ein reibungsarmer Film 58 auf der Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 ausgebildet.
Die Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 ist eine kugelförmige Fläche, die so ausgebildet ist, dass die Distanz zwischen der Innenfläche 59 und dem Mittelpunkt C der Tasche 61 an der tiefsten Stelle der Ausnehmung 60 am größten ist und sich in Richtung des offenen Rands der Ausnehmung 60 graduell verkleinert. Die Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 kann jedoch auch eine kugelförmige Fläche sein, die so ausgebildet ist, dass die Distanz zwischen der Innenfläche 59 und dem Mittelpunkt C der Tasche 61 über die gesamte Innenfläche 59 konstant ist.
Da bei diesen Rillenkugellagern Vorsprünge 62 auf der Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 der Haltevorrichtung 53 so ausgebildet sind, dass sie mit der Kugel 52 in Punktkontakt gebracht werden, wie bei der ersten Ausführungsform, ist die Reibung zwischen der Haltevorrichtung 53 und der Kugel 52 klein, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass sich das Drehmoments unter der Zentrifugalkraft, die durch den Versatz des Drehmittelpunkts jedes exzentrischen Wellenabschnitts 17 erzeugt wird, erhöht.
Stattdessen kann auch ein Rillenkugellager wie in 18(a) gezeigt verwendet werden. Bei diesem Rillenkugellager ist wie bei dem Rillenkugellager aus 17 die Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 eine kugelförmige Fläche, die so ausgebildet ist, dass die Distanz zwischen der Innenfläche 59 und dem Mittelpunkt C der Tasche 61 an der tiefsten Stelle der Ausnehmung am größten ist und sich in Richtung des offenen Rands der Ausnehmung 60 graduell verkleinert. Wie in 18(b) gezeigt, berührt somit, wenn sich das Rillenkugellager dreht, die Kugel 52 die Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 an ihrer von der tiefsten Stelle der Innenfläche 59 der Ausnehmung 60 versetzten Position.
Wie in 18(a) gezeigt, sind zwei Durchgangslöcher 63 in der Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 ausgebildet, wobei sich jedes Loch 63 an einem Abschnitt der Innenfläche 59 befindet, der von der Kugel 52 nicht berührt wird und der von demjenigen Abschnitt der Innenfläche 59 versetzt ist, den die Kugel 52 berührt, wenn sich die Kugel 52 in einer Richtung bewegt, und zwar in der der einen Richtung entgegengesetzten Richtung, d. h. in Richtung der tiefsten Stelle der Innenfläche 59. Die Durchgangslöcher 63 befinden sich vor und hinter dem tiefsten Abschnitt der Innenfläche 59 in Bezug auf eine Bewegungsrichtung der Kugel 52, so dass sie in Bezug auf die tiefste Stelle der Innenfläche 59 symmetrisch zueinander angeordnet sind. Wie bei der ersten Ausführungsform ist ein reibungsarmer Film 58 auf der Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 ausgebildet.
Wenn sich das Rillenkugellager dreht, kann Schmiermittel zwischen der Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 und der Kugel 52 verbleiben, insbesondere an den Abschnitten der Innenfläche 59, die von den jeweiligen Abschnitten der Innenfläche 59 versetzt sind, welche von der Kugel 52 berührt werden, wenn sich die Kugel 52 in den jeweiligen zwei entgegengesetzten Richtungen bewegt, und zwar in den den jeweiligen zwei entgegengesetzten Richtungen entgegengesetzten Richtungen aufgrund der Zentrifugalkraft, die erzeugt wird, wenn sich die Kugel 52 um ihren Mittelpunkt dreht. Ein solches Schmiermittel vergrößert aufgrund seines Viskositätswiderstands tendenziell das Drehmoment des Rillenkugellagers.
Bei dem Rillenkugellager aus 18 wird jedoch zwischen der Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 und der Kugel 52 verbleibendes Schmiermittel durch die Löcher 63 ausgedrückt, die von den jeweiligen Abschnitten der Innenfläche 59 versetzt sind, welche von der Kugel 52 berührt werden, wenn sich die Kugel 52 in den jeweiligen zwei entgegengesetzten Richtungen bewegt, und zwar in den den jeweiligen zwei entgegengesetzten Richtungen entgegengesetzten Richtungen aufgrund der Zentrifugalkraft, die erzeugt wird, wenn sich die Kugel 52 um ihren Mittelpunkt dreht, und wird somit auf effiziente Weise ausgetragen. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass sich das Drehmoment unter der Zentrifugalkraft, die durch den Versatz des Drehmittelpunkts jedes exzentrischen Wellenabschnitts 17 erzeugt wird, erhöht.
Da die zwei Durchgangslöcher 63 jeder Ausnehmung 60 vor und hinter einer Bewegungsrichtung der Kugel 52 vorgesehen sind, um symmetrisch zueinander angeordnet zu sein, befindet sich jedes der Durchgangslöcher 63 an dem Abschnitt der Innenfläche 59, der von demjenigen Abschnitt der Innenfläche 59 versetzt ist, der von der Kugel 52 berührt wird, wenn sich das Lager entweder in der Richtung des Uhrzeigersinns oder in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, und zwar in der der Bewegungsrichtung der Kugel 52 entgegengesetzten Richtung, so dass zwischen der Innenfläche 59 jeder Ausnehmung 60 und der Kugel 52 verbleibendes Schmiermittel auf effiziente Weise durch die Löcher 63 ausgetragen wird.
Wie in 19(a) gezeigt, können bei der Ausgestaltung, bei der die Taschen 57 einen mehreckigen Querschnitt aufweisen, Durchgangslöcher 64 in der Innenfläche 55 der Ausnehmungen 56 ausgebildet sein, die die Taschen 57 bilden. Wie bei dem Rillenkugellager 18 aus 13 umfasst auch bei diesem Rillenkugellager die Innenfläche 55 jeder Ausnehmung 56 einen inneren Bodenflächenabschnitt 55a und zwei innere Seitenflächenabschnitte 55b. Wie in 19(b) gezeigt, berührt bei sich drehendem Rillenkugellager die Kugel 52 einen der zwei Seitenflächenabschnitte 55b jeder Innenfläche 55 in ihrem Mittelpunkt.
Die Durchgangslöcher 64 sind in denjenigen Abschnitten der jeweiligen Seitenflächenabschnitte 55b jeder Ausnehmung 56 ausgebildet, die von Abschnitten der jeweiligen Seitenflächenabschnitte 55b versetzt sind, welche von der Kugel 52 berührt werden, und zwar in der Bewegungsrichtung der Kugel entgegengesetzten Richtungen, d. h. in Richtung des Innenflächenabschnitts 55a der Ausnehmung 56. Die Durchgangslöcher 64 sind jeweils an einem der Seitenflächenabschnitte 55b vorgesehen, um in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Kugel 52 vorn und hinten symmetrisch zueinander angeordnet zu sein. Ein reibungsarmer Film 58, wie bei der ersten Ausführungsform verwendet, ist auf der Innenfläche 55 jeder Ausnehmung 56 ausgebildet.
Bei diesem Rillenkugellager wird zwischen der Innenfläche 55 jeder Ausnehmung 56 und der Kugel 52 verbleibendes Schmiermittel aufgrund der Zentrifugalkraft, die erzeugt wird, wenn sich die Kugel 52 um ihren Mittelpunkt dreht, durch die Löcher 64 ausgetragen. Dadurch wird der Viskositätswiderstand des Schmiermittels verringert. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass sich das Drehmoment unter der Zentrifugalkraft, die durch den Versatz des Drehmittelpunkts jedes exzentrischen Wellenabschnitts 17 erzeugt wird, erhöht.
Bei dieser Ausführungsform können entsprechend der Beziehung zwischen der Anzahl der Zähne des Innenzahnrads 14 und der Anzahl der Rollen 21 die Rollen 21 im Uhrzeigersinn um die Achse des Drehzahlminderers rotieren, wenn ein Eingangsdrehmoment in Richtung des Uhrzeigersinns auf die Eingangswelle 12 aufgebracht wird. In diesem Fall wird auf die oben beschriebene Weise das Eingangsdrehmoment in einer der beiden Drehrichtungen über die einstückige Haltevorrichtung 30 von der Eingangswelle 12 auf die Ausgangswelle 13 überfragen, und die Ausgangswelle 13 dreht sich in einer der beiden Drehrichtungen.
Der Drehzahlminderer 10 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform in der Struktur der Fixiereinrichtung, die zwischen der Ausgangswelle 13 und der Eingangswelle 12 vorgesehen ist zum Fixieren der Ausgangswelle 13 an dem Gehäuse 11, wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle 13 aufgebracht wird, und der Freigabeeinrichtung zum Freigeben des durch die Fixiereinrichtung bewirkten Fixierzustands, wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Eingangswelle 12 aufgebracht wird. Ansonsten ist diese Ausführungsform strukturell identisch mit der ersten Ausführungsform. Somit sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht mehr beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform, die in 5 und 6 gezeigt ist, ist eine Schraubenfeder 33 zwischen dem Gehäuse 11 und dem Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 vorgesehen. Die Schraubenfeder 33 ist so in dem Gehäuse 11 angebracht, dass sie in entspanntem Zustand die Innenperipherie des Gehäuses 11 berührt, und sie weist radial nach innen verlaufende Endabschnitte 33a und 33b auf. Wenn die Endabschnitte 33a und 33b am Umfang nach innen gepresst werden, wird die Schraubenfeder 33 radial zusammengedrückt. Wenn die Endabschnitte 33a und 33b am Umfang nach außen gepresst werden, wird die Schraubenfeder 33 radial auseinandergezogen.
Wie in 6 und 7 gezeigt, ist eine axiale Nut 35 in der Außenperipherie des Abschnitts mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 ausgebildet, deren Endwände 35a und 35b sich am Umfang außerhalb der Endabschnitte 33a und 33b der Schraubenfeder 33 befinden. Die Endwände 35a und 35b dienen als Angreifabschnitte, die an den Endabschnitten 33a und 33b der Schraubenfeder 33 angreifen, wenn sich die Ausgangswelle 13 in der einen bzw. der anderen Richtung dreht.
Zwischen den am Umfang voneinander beabstandet angeordneten Endabschnitten 33a und 33b der Schraubenfeder 33 ist ein Vorsprung 34 angeordnet, der durch Verpressen ausgebildet worden ist, um einstückig an dem Rollenhalteabschnitt 22 angeformt zu sein. Der Vorsprung 34 ist dazu vorgesehen, an einem der Endabschnitte 33a und 33b der Schraubenfeder 33 anzugreifen, wenn sich der Rollenhalteabschnitt 22 dreht.
Die Fixiereinrichtung dieser Ausführungsform umfasst die Schraubenfeder 33 und die Endwände 35a und 35b der Nut 35 als Angreifabschnitte. Wenn sich die Ausgangswelle 13 dreht, greift die Endwand 35a oder 35b an dem Endabschnitt 33a oder 33b der Schraubenfeder 33 an, wodurch die Schraubenfeder 33 in der Richtung vorgespannt wird, in der sie radial auseinandergezogen wird (siehe 8).
Wenn die Schraubenfeder 33 radial auseinandergezogen ist, wird ein Reibwiderstand zwischen der Schraubenfeder 33 und der Innenperipherie des Gehäuses 11 erzeugt, so dass die Ausgangswelle 13 an dem Gehäuse 11 fixiert ist. Somit ist bei Aufbringen eines umgekehrten Eingangsdrehmoments auf die Ausgangswelle 13 die Ausgangswelle 13 in beiden Drehrichtungen fixiert, so dass das umgekehrte Eingangsdrehmoment niemals auf die Eingangswelle 12 übertragen wird.
Andererseits dreht sich dann, wenn ein Eingangsdrehmoment auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform in der Richtung des Uhrzeigersinns auf die Eingangswelle 12 aufgebracht wird, der Rollenhalteabschnitt 22 entgegen dem Uhrzeigersinn. Beim Drehen des Rollenhalteabschnitts 22 greift der Vorsprung 34 als Freigabeeinrichtung an dem Endabschnitt 33a der Schraubenfeder 33 an und spannt somit die Schraubenfeder 33 so vor, dass die Schraubenfeder 33 radial zusammengedrückt wird (siehe 9).
Folglich wird die Schraubenfeder 33 radial zusammengedrückt, und der von der Fixiereinrichtung bewirkte Fixierzustand der Ausgangswelle 13 mit dem Gehäuse 11 wird aufgehoben. Wenn sich die Eingangswelle 12 weiter im Uhrzeigersinn dreht und somit der Rollenhalteabschnitt 22 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, greift der Endabschnitt 33a der Schraubenfeder 33, der mit dem Vorsprung 34 in Zusammengriff steht, an der Endwand 35a der Nut an, so dass die Drehung der Eingangswelle 12 auf die Ausgangswelle 13 übertragen wird. Wenn das Eingangsdrehmoment in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn auf die Eingangswelle 12 aufgebracht wird, werden die jeweiligen Teile entgegen der vorgenannten Richtung bewegt, und die Ausgangswelle 13 dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn.
Somit wird bei dieser Ausführungsform das Eingangsdrehmoment in einer der beiden Drehrichtungen von der Eingangswelle über den Rollenhalteabschnitt 22 auf die Ausgangswelle 13 übertragen, und die Ausgangswelle 13 wird in der der Drehrichtung der Eingangswelle entgegengesetzten Richtung gedreht.
10 bis 12 zeigen den Drehzahlminderer nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Drehzahlminderer 10 der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform in der Struktur der Fixiereinrichtung, die zwischen der Ausgangswelle 13 und der Eingangswelle 12 vorgesehen ist zum Fixieren der Ausgangswelle 13 an dem Gehäuse 11, wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle 13 aufgebracht wird, und der Freigabeeinrichtung zum Freigeben des durch die Fixiereinrichtung bewirkten Fixierzustands, wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Eingangswelle 12 aufgebracht wird. Ansonsten ist diese Ausführungsform strukturell identisch mit der ersten Ausführungsform. Somit sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht mehr beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform, die in 10 gezeigt ist, sind der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a und der Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 getrennt voneinander ausgebildet, und sie stehen über Rippen miteinander in Zusammengriff, welche an der Außenperipherie des Abschnitts mit kleinem Durchmesser an dessen einem Ende und an der Innenperipherie des Abschnitts mit großem Durchmesser 13b ausgebildet sind, damit diese beiden Abschnitte gemeinsam drehbar sind.
Der Abschnitt mit großem Durchmesser 13b, der dazu vorgesehen ist, sich gemeinsam mit der Ausgangswelle 13 zu drehen, und der relativ zu der Ausgangswelle 13 axial bewegbar ist, dient als Nockenplatte 36. Die Nockenplatte 36 ist einem ringförmigen Drehteil 37 koaxial zugewandt, so dass diese beiden Teile koaxial zueinander angeordnet sind. Das ringförmige Drehteil 37 ist mit dem Rollenhalteabschnitt 22 verbunden, um gemeinsam mit dem Halteabschnitt 22 drehbar zu sein. Das ringförmige Drehteil 37 kann einstückig mit dem Rollenhalteabschnitt 22 ausgebildet sein.
Die Nockenplatte 36 ist von einem elastischen Teil 39, das zwischen der Innenfläche des Gehäuses 11 an dessen anderem Ende und der Nockenplatte 36 vorgesehen ist, in einer axialen Richtung vorgespannt. Die Nockenplatte 36 weist eine Pressfläche 36c an ihrer Außenperipherie auf, die der einen axialen Richtung zugewandt ist. Die Pressfläche 36c ist konisch ausgebildet, um sich radial in der anderen axialen Richtung zu dehnen. Die Pressfläche 36c ist einer konisch ausgebildeten Kontaktfläche 14b zugewandt, welche an dem anderen axialen Endabschnitt des Innenzahnrads 14 vorgesehen ist, um der anderen axialen Richtung zugewandt zu sein. Da die Nockenplatte 36 von dem elastischen Teil 39 vorgespannt ist, presst ihre Pressfläche 36c gegen die Kontaktfläche 14b des Innenzahnrads 14.
Das ringförmige Drehteil 37 wird über ein Lager 38 von dem Innenzahnrad 14 drehbar getragen, wobei das Lager zwischen dem Drehteil 37 und einem zylindrischen Abschnitt 14a des Innenzahnrads 14, der an dem anderen axialen Ende des Innenzahnrads 14 vorgesehen ist, angeordnet ist.
Wie in 11 gezeigt, sind mehrere am Umfang voneinander beabstandet angeordnete Nockennuten 40 so in jeder der einander gegenüberliegenden Flächen der Nockenplatte 36 und des ringförmigen Drehteils 37 ausgebildet, dass sie den jeweiligen Nockennuten der gegenüberliegenden anderen Fläche zugewandt sind. Jede Nockennut 40 ist schalenförmig ausgebildet, so dass ihre Tiefe in Richtung ihrer Umfangsenden abnimmt. Eine Kugel 41 ist zwischen jedem einander gegenüberliegenden Paar von Nockennuten 40 rollbar angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform umfasst die Fixiereinrichtung die Nockenplatte 36, das ringförmige Drehteil 37, das der Nockenplatte 36 zugewandt ist, die Nockennuten 40, die in den einander gegenüberliegenden Flächen der Nockenplatte 36 und des ringförmigen Drehteils 37 ausgebildet sind, und die Kugeln 41, die zwischen den Nockennuten 40 rollbar angeordnet sind, so dass zwischen der Nockenplatte 36 und dem ringförmigen Teil 37 an ihnen angegriffen werden kann.
Wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle 13 aufgebracht wird, wird die Fixiereinrichtung so betätigt, dass die Pressfläche 36c der Nockenplatte 36 gegen die Kontaktfläche 14b des Innenzahnrads 14 presst, da die Nockenplatte 36 von dem elastischen Teil 39 in die eine axiale Richtung gepresst wird.
Folglich wird ein Drehwiderstand zwischen der Pressfläche 36c der Nockenplatte 36 und der Kontaktfläche 14b des Innenzahnrads 14 erzeugt, wodurch die Nockenplatte 36 an dem Innenzahnrad 14 fixiert wird. In diesem Fixierzustand, der in 12(a) gezeigt ist, befindet sich jede Kugel 41 zwischen den umfangsmäßig mittleren Abschnitten der jeweiligen Nockennuten 40 der Nockenplatte 36 und des ringförmigen Drehteils 37, wo die Nuten 40 in axialer Richtung am tiefsten sind. Somit befinden sich in diesem Zustand die Kugeln 41 nicht in Zusammengriff mit der Nockenplatte 36 und dem ringförmigen Drehteil 37.
In diesem Zustand dreht sich dann, wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Eingangswelle 12 aufgebracht wird und sich die Eingangswelle 12 in einer Richtung dreht, der Rollenhalteabschnitt 22 auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform.
Wenn sich der Rollenhalteabschnitt 22 dreht und sich somit das ringförmige Drehteil 37 dreht, rollt die zwischen dem einander gegenüberliegenden Paar von Nockennuten 40 angeordnete Kugel 41 am Umfang, bis sie sich an einem Umfangsende der Nockennut 40 der Nockenplatte 36 und am anderen Umfangsende der Nockennut 40 des ringförmigen Drehteils 37 befindet, wie in 12(b) gezeigt. Da die Nockennuten 40 in Richtung der Umfangsenden flacher werden, wird die Nockenplatte 36 gegen die Vorspannkraft des elastischen Teils 39 in die andere axiale Richtung bewegt (die Richtung von dem ringförmigen Drehteil 37 weg). Somit trennt sich die Pressfläche 36c der Nockenplatte 36 von der Kontaktfläche 14b des Innenzahnrads 14.
Dabei steht, wie in 12(b) gezeigt, jede Kugel 41 mit dem ringförmigen Drehteil 37 und der Nockenplatte 36 an dem anderen Umfangsende der Nockennut 40 des ringförmigen Drehteils 37 und an dem einen Umfangsende der Nockennut 40 der Nockenplatte 36 in Zusammengriff.
In diesem Zusammengreifzustand wird dann, wenn sich das ringförmige Drehteil 37 weiter in die andere Richtung dreht, die Nockenplatte 36 gedreht, so dass sich die Ausgangswelle 13 ebenfalls in die gleiche Richtung dreht.
Somit werden bei Aufbringen eines Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle 12 die Kugeln 41 mit der Nockenplatte 36 und dem ringförmigen Drehteil 37 in Zusammengriff gebracht, so dass sich die Nockenplatte 36 in die andere axiale Richtung bewegt und sich somit von der Kontaktfläche 14b des Innenzahnrads 14 trennt, und gleichzeitig dreht sich die Nockenplatte 36 zusammen mit dem ringförmigen Drehteil. Folglich wird der durch das umgekehrte Eingangsdrehmoment bewirkte Fixierzustand der Nockenplatte 36 mit dem Innenzahnrad 14 aufgehoben.
Solange ein Drehmoment von der Eingangswelle 12 auf die Ausgangswelle 13 übertragen werden kann, können das Gehäuse 11, die Eingangswelle 12, die Ausgangswelle 13 und/oder das Innenzahnrad 14 eine unterschiedliche Struktur aufweisen. Als Beispiel dafür zeigt 20 einen Drehzahlminderer der vierten Ausführungsform. Nachstehend werden nur die Abweichungen von der ersten Ausführungsform beschrieben, und entsprechende Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Bei dieser Ausführungsform, die in 20 gezeigt ist, weist das Gehäuse 11 einen zylindrischen Abschnitt an seinem anderen Ende auf, der in Form eines Ritzels 42 ausgebildet ist, welches sich zusammen mit dem zylindrischen Abschnitt an dem einen Ende dreht. Das Ritzel 42 weist an seiner einen Endfläche (der dem Gehäuse 11 näher gelegenen Endfläche) einen einstückig angeformten zylindrischen Abschnitt 42a auf, der koaxial mit der Ausgangswelle 13 angeordnet ist. Der zylindrische Abschnitt an dem einen Ende des Gehäuses 11 ist im Presssitz an der Außenperipherie des zylindrischen Abschnitts 42a des Ritzels 42 angebracht und befestigt. Die Ausgangswelle 13 weist einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a auf, der von der Innenperipherie des Ritzels 42 drehbar getragen wird.
Die Eingangswelle 12 weist einen Abschnitt mit großem Durchmesser 12a auf, der an seinem einen Ende von einem Lager 15 in dem Gehäuses 11 drehbar getragen wird. Ein exzentrischer Wellenabschnitt 17 ist einstückig an einem Abschnitt mit großem Durchmesser 12a der Eingangswelle 12 in seiner vorbestimmten axialen Position angeformt.
Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a und der Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 sind getrennt voneinander ausgebildet und greifen über Rippen aneinander an, die an der Außenperipherie des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 13a an dessen einem Endabschnitt und an der Innenperipherie des Abschnitts mit großem Durchmesser 13b vorgesehen sind, damit diese beiden Abschnitte gemeinsam drehbar sind.
Ein Schaltstift 20 ist in einem radialen Loch 13d angebracht, das in der Außenperipherie des Abschnitts mit großem Durchmesser 13b ausgebildet ist, so dass der Schaltstift von der Außenperipherie des Abschnitts mit großem Durchmesser 13b vorsteht und dadurch den Abschnitt mit großem Durchmesser 13b mit dem Angreifelement-Halteabschnitt 28 der einstückigen Haltevorrichtung 30 in Zusammengriff hält, so dass diese beiden Teile gemeinsam drehbar sind. Somit wird bei Aufbringen eines Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle 12 deren Drehung von der einstückigen Haltevorrichtung 30 über den Abschnitt mit großem Durchmesser 13b (Zwischenwelle) auf den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a übertragen. Nockenflächen 13c sind am Umfang in gleichen Abständen voneinander an der Außenperipherie des Abschnitts mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 ausgebildet und dem zylindrischen Abschnitt 42a des Ritzels 42 zugewandt.
Ein Lager 43 ist zwischen einem zylindrischen Abschnitt 14a des Innenzahnrads 14, der an dessen anderem axialen Ende ausgebildet ist, und dem Angreifelement-Halteabschnitt 28 vorgesehen. Ein an dem einen axialen Ende des Innenzahnrads 14 ausgebildeter Vorsprung 14c greift so in eine in dem Gehäuse 11 ausgebildete Eingreifausnehmung 11a ein, dass das Innenzahnrad 14 an dem Gehäuse 11 befestigt ist.
Bei dem Drehzahlminderer 10 dieser Ausführungsform ist, da nur ein exzentrischer Wellenabschnitt 17 vorgesehen ist und die Ausgangswelle 13 von dem Ritzel 42 getragen wird, dessen axiale Abmessung im Vergleich zu der ersten Ausführungsform klein.
21 zeigt den Drehzahlminderer nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Drehzahlminderer 10 der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von dem der zweiten Ausführungsform in der Struktur des Gehäuses 11, der Eingangswelle 12, der Ausgangswelle 13 und des Innenzahnrads 14. Ansonsten ist diese Ausführungsform strukturell identisch mit der zweiten Ausführungsform. Somit sind entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht mehr beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform bildet der zylindrische Abschnitt des Gehäuses 11, der an dessen anderem Ende angeordnet ist, ein Ritzel 42, das sich gemeinsam mit dem zylindrischen Abschnitt des Gehäuses 11, der an dessen einem Ende vorgesehen ist, dreht. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a der Ausgangswelle 13 wird von der Innenperipherie des Ritzels 42 drehbar getragen.
Die Eingangswelle 12 weist einen Abschnitt mit großem Durchmesser 12a auf, der an seinem einen Ende von einem Lager 15 in dem Gehäuse 11 drehbar getragen wird. Ein einzelner exzentrischer Wellenabschnitt 17 ist einstückig an einem Abschnitt mit großem Durchmesser 12a der Eingangswelle 12 an einer vorbestimmten axialen Position angeformt.
Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a und der Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 sind getrennt voneinander ausgebildet, und sie stehen über Rippen miteinander in Zusammengriff, welche an der Außenperipherie des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 13a an dessen einem Endabschnitt und an der Innenperipherie des Abschnitts mit großem Durchmesser 13b ausgebildet sind, damit diese beiden Abschnitte gemeinsam drehbar sind.
Eine Nut 35 ist in der Außenperipherie des Abschnitts mit großem Durchmesser ausgebildet. Wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Eingangswelle 12 aufgebracht wird, wird deren Drehung von einem Vorsprung 34 des Rollenhalteabschnitts 22 über den Abschnitt mit großem Durchmesser 13b (Zwischenwelle) auf den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a übertragen.
Ein Lager 43 ist zwischen einem zylindrischen Abschnitt 14a des Innenzahnrads 14, der an dessen anderem axialen Ende ausgebildet ist, und dem Angreifelement-Halteabschnitt 28 vorgesehen. Ein an dem einen axialen Ende des Innenzahnrads 14 ausgebildeter Vorsprung 14c greift so in eine in dem Gehäuse 11 ausgebildete Eingreifausnehmung 11a ein, dass das Innenzahnrad 14 an dem Gehäuse 11 befestigt ist.
Auch bei dem Drehzahlminderer 10 dieser Ausführungsform ist, da nur ein exzentrischer Wellenabschnitt 17 vorgesehen ist und die Ausgangswelle 13 von dem Ritzel 42 getragen wird, wie bei der vierten Ausführungsform, dessen axiale Abmessung im Vergleich zu der zweiten Ausführungsform klein.
22 zeigt einen Drehzahlminderer nach der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Drehzahlminderer 10 der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der dritten Ausführungsform in den Strukturen des Gehäuses 11, der Eingangswelle 12, der Ausgangswelle 13 und des Innenzahnrads 14. Ansonsten ist diese Ausführungsform strukturell identisch mit der dritten Ausführungsform. Somit sind entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht mehr beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform bildet der zylindrische Abschnitt des Gehäuses 11, der an dessen anderem Ende vorgesehen ist, ein Ritzel 42, das sich gemeinsam mit dem zylindrischen Abschnitt des Gehäuses 11, der an dessen einem Ende vorgesehen ist, dreht. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a der Ausgangswelle 13 wird von der Innenperipherie des Ritzels 42 drehbar getragen.
Die Eingangswelle 12 weist einen Abschnitt mit großem Durchmesser 12a auf, der an seinem einen Ende von einem Lager 15 in dem Gehäuse 11 drehbar getragen wird. Ein einzelner exzentrischer Wellenabschnitt 17 ist einstückig an einem Abschnitt mit großem Durchmesser 12a der Eingangswelle 12 an einer vorbestimmten axialen Position angeformt.
Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a und der Abschnitt mit großem Durchmesser 13b der Ausgangswelle 13 sind getrennt voneinander ausgebildet, und sie stehen über Rippen miteinander in Zusammengriff, welche an der Außenperipherie des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 13a an dessen einem Endabschnitt und an der Innenperipherie des Abschnitts mit großem Durchmesser 13b ausgebildet sind, damit diese beiden Abschnitte gemeinsam drehbar sind.
Der Abschnitt mit großem Durchmesser 13b ist eine Nockenplatte 36 mit einer Pressfläche 36c an ihrem radial äußeren Abschnitt, die der einen axialen Richtung zugewandt ist. Ein elastisches Teil 39 ist zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser 13b und dem Ritzel 42 angeordnet und spannt den Abschnitt mit großem Durchmesser 13b in der einen axialen Richtung vor. Somit wird bei Aufbringen eines Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle 12 deren Drehung von dem Rollenhalteabschnitt 22 über den Abschnitt mit großem Durchmesser 13b (Zwischenwelle), der als Nockenplatte 36 ausgebildet ist, welche mit dem ringförmigen Drehteil 37 in Nockenzusammengriff steht, auf den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 13a übertragen.
Ein Lager 43 ist zwischen einem zylindrischen Abschnitt des Innenzahnrads 14, der an dessen anderem axialen Ende ausgebildet ist, und dem Angreifelement-Halteabschnitt 28 vorgesehen. Ein an dem einen axialen Ende des Innenzahnrads 14 ausgebildeter Vorsprung 14c greift so in eine in dem Gehäuse 11 ausgebildete Eingreifausnehmung 11a ein, dass das Innenzahnrad 14 an dem Gehäuse 11 befestigt ist.
Bei dem Drehzahlminderer 10 dieser Ausführungsform ist, da nur ein exzentrischer Wellenabschnitt 17 vorgesehen ist und die Ausgangswelle 13 von dem Ritzel 42 getragen wird, wie bei der vierten Ausführungsform, dessen axiale Abmessung im Vergleich zu der dritten Ausführungsform klein.
25 zeigt die erste Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung nach der vorliegenden Erfindung. Wie in 25 gezeigt, weist die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung dieser Ausführungsform eine Nockenwelle 44 zum Ansteuern mindestens entweder der Ansaugventile oder der Auslassventile eines nicht gezeigten Motors und ein Ritzel 42 als Antriebsdrehelement auf, auf das die Drehung von einer Antriebswelle des Motors übertragen wird. Die Nockenwelle 44 und das Ritzel 42 sind koaxial zueinander angeordnet, um relativ zueinander drehbar zu sein. Diese Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung weist ferner einen Drehzahlminderer auf, durch den die Drehung einer Ausgangswelle 46 eines Elektromotors 45, die koaxial mit der Nockenwelle 44 angeordnet ist, auf die Nockenwelle 44 überfragen wird, wodurch die Winkelposition der Nockenwelle 44 relativ zu dem Ritzel 42 und somit die Ventilöffnungs-/-schließzeitsteuerung verändert werden.
Als solcher Drehzahlminderer kann der Drehzahlminderer 10 der ersten Ausführungsform verwendet werden. In diesem Fall ist das Ritzel 42 als Antriebsdrehelement an der Außenperipherie des Gehäuses 11 des Drehzahlminderers 10 vorgesehen. Die Eingangswelle 12 des Drehzahlminderers 10 ist die Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45, und die Ausgangswelle 13 des Drehzahlminderers 10 ist die Nockenwelle 44. Somit sind die Fixiereinrichtung zum Blockieren eines umgekehrten Eingangsdrehmoments und die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 zwischen der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 und der Nockenwelle 44 angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform überträgt der Drehzahlminderer 10 die Drehung der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 (Eingangswelle 12) auf die Nockenwelle 44 (Ausgangswelle 13), so dass sich die Nockenwelle mit verringerter Drehzahl dreht.
Wenn ein umgekehrtes Drehmoment aufgebracht wird und sich die Nockenwelle 44 (Ausgangswelle 13) dreht, wird die Fixiereinrichtung des Drehzahlminderers 10 aktiviert, so dass die hintere Rolle (in Bezug auf die Drehrichtung) des Paars von Rollen 26 in jedem keilförmigen Raum 25 zwischen dem Gehäuse 11 und der Nockenwelle 44 eingekeilt ist, wodurch die Nockenwelle 44 an dem Gehäuse 11 fixiert wird. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass ein auf die Nockenwelle 44 aufgebrachtes umgekehrtes Drehmoment auf die Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 übertragen wird.
Wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 (Eingangswelle 12) aufgebracht wird, wird die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 aktiviert, so dass sich der Rollenhalteabschnitt 22 und der Angreifelement-Halteabschnitt 28 der einstückigen Haltevorrichtung 30 gemeinsam drehen. Der Angreifelement-Halteabschnitt 28 presst somit die hintere Rolle (in Bezug auf die Drehrichtung) des Paars von Rollen 26 in jedem keilförmigen Raum 25 in Richtung des breiteren Abschnitts des keilförmigen Raums, wodurch sich die Rollen 26 aus dem Zusammengriff lösen.
26 zeigt die zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung nach der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung der zweiten Ausführungsform weist den Drehzahlminderer 10 der zweiten Ausführungsform auf. Ansonsten ist diese Vorrichtung strukturell identisch mit der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung der ersten Ausführungsform. Somit sind Elemente, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht mehr beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform wird dann, wenn die Nockenwelle 44 (Ausgangswelle 13) dazu neigt, unter dem auf sie aufgebrachten umgekehrten Eingangsdrehmoment gedreht zu werden, die Fixiereinrichtung des Drehzahlminderers 10 der zweiten Ausführungsform aktiviert, so dass die Schraubenfeder 33 von der Nockenwelle 44 vorgespannt und radial auseinandergezogen wird, da die Endabschnitte 33a und 33b der Schraubenfeder 33 mit der Nockenwelle 44 in Zusammengriff stehen. Somit wird aufgrund des Reibwiderstands zwischen der Schraubenfeder 33, die radial auseinandergezogen ist, und der Innenperipherie des Gehäuses 11 die Nockenwelle 44 an der Innenperipherie des Gehäuses 11 fixiert. Dadurch wird ein von dem auf die Nockenwelle aufgebrachten umgekehrten Eingangsdrehmoment bewirktes Drehen der Nockenwelle 44 verhindert.
Wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 (Eingangswelle 12) aufgebracht wird, wird die Freigabeeinrichtung aktiviert, so dass sich der Rollenhalteabschnitt 22 dreht, so dass sein Vorsprung 34 gegen die Endabschnitte 33a (33b) der Schraubenfeder 33 drückt, wodurch die Schraubenfeder 33 radial zusammengedrückt wird. Dadurch löst sich die Nockenwelle 44 von der Innenperipherie des Gehäuses 11.
27 zeigt die dritte Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung nach der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung der dritten Ausführungsform weist den Drehzahlminderer 10 der dritten Ausführungsform auf. Ansonsten ist diese Vorrichtung strukturell identisch mit der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung der ersten Ausführungsform. Somit sind Elemente, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht mehr beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform wird dann, wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Nockenwelle 44 aufgebracht wird, die Fixiereinrichtung des Drehzahlminderers 10 der dritten Ausführungsform aktiviert, so dass die Nockenplatte 36 von dem elastischen Teil 39 in die eine axiale Richtung gedrückt wird und gegen die Kontaktfläche 14b des Innenzahnrads 14 gepresst wird. Somit wird aufgrund des Reibwiderstands zwischen der Nockenplatte 36 und der Kontaktfläche 14b die Nockenplatte 36 an dem Innenzahnrad 14 fixiert. Dadurch wird ein von dem auf die Nockenwelle aufgebrachten umgekehrten Eingangsdrehmoment bewirktes Drehen der Nockenwelle 44 verhindert.
Wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 (Eingangswelle 12) aufgebracht wird, wird die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 der dritten Ausführungsform aktiviert, so dass die Kugeln 41 mit dem ringförmigen Drehteil 37 und der Nockenplatte 36 in Zusammengriff gebracht werden, so dass sich die Nockenplatte 36 in die andere axiale Richtung bewegt und sich von der Kontaktfläche 14b des Innenzahnrads 14 trennt. Dadurch wird bewirkt, dass sich das ringförmige Drehteil 37 und die Nockenplatte 36 gemeinsam drehen, so dass die Drehung der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 auf die Nockenwelle 44 überfragen wird.
28 zeigt die vierte Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung nach der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung der vierten Ausführungsform weist den Drehzahlminderer 10 der vierten Ausführungsform auf. Die Eingangswelle 12 des Drehzahlminderers 10 ist die Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45, und die Ausgangswelle 13 des Drehzahlminderers 10 ist die Nockenwelle 44. Ansonsten ist diese Vorrichtung strukturell identisch mit der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung der ersten Ausführungsform. Somit sind Elemente, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht mehr beschrieben.
Bei dieser Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung überträgt der Drehzahlminderer 10 die Drehung der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 auf die Nockenwelle 44 (Ausgangswelle 13), so dass sich die Nockenwelle mit verringerter Drehzahl dreht. Die Fixiereinrichtung zum Blockieren eines umgekehrten Eingangsdrehmoments und die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 sind zwischen der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 und der Nockenwelle 44 angeordnet.
Der Drehzahlminderer 10 der vierten Ausführungsform, der in der oben beschriebenen Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung verwendet wird, unterscheidet sich von dem Drehzahlminderer 10 der ersten Ausführungsform in der Struktur z. B. des Gehäuses 11. Somit sind die Fixiereinrichtung und die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 dieser Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung die gleichen wie bei dem Drehzahlminderer 10 der ersten Ausführungsform. Somit arbeitet die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung dieser Ausführungsform auf die gleiche Weise wie die der ersten Ausführungsform.
Insbesondere wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment aufgebracht wird und sich die Nockenwelle 44 (Ausgangswelle 13) dreht, wird die Fixiereinrichtung aktiviert, so dass die hintere Rolle (in Bezug auf die Drehrichtung) des Paars von Rollen 26 in jedem keilförmigen Raum 25 zwischen dem Gehäuse 11 und der Nockenwelle 44 eingekeilt ist, wodurch die Nockenwelle 44 an dem Gehäuse 11 fixiert wird. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass ein auf die Nockenwelle 44 aufgebrachtes umgekehrtes Drehmoment auf die Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 übertragen wird.
Wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 (Eingangswelle 12) aufgebracht wird, wird die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 aktiviert, so dass sich der Rollenhalteabschnitt 22 und der Angreifelement-Halteabschnitt 28 der einstückigen Haltevorrichtung 30 gemeinsam drehen. Der Angreifelement-Halteabschnitt 28 presst somit die hintere Rolle (in Bezug auf die Drehrichtung) des Paars von Rollen 26 in jedem keilförmigen Raum in Richtung des breiteren Abschnitts des keilförmigen Raums 25, wodurch sich die Rollen 26 aus dem Zusammengriff lösen.
29 zeigt die fünfte Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung nach der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung der fünften Ausführungsform weist den Drehzahlminderer 10 der fünften Ausführungsform auf. Die Eingangswelle 12 des Drehzahlminderers 10 ist die Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45, und die Ausgangswelle 13 des Drehzahlminderers 10 ist die Nockenwelle 44.
Bei dieser Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung überträgt der Drehzahlminderer 10 die Drehung der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 auf die Nockenwelle 44 (Ausgangswelle 13), so dass sich die Nockenwelle mit verringerter Drehzahl dreht. Die Fixiereinrichtung zum Blockieren eines umgekehrten Eingangsdrehmoments und die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 sind zwischen der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 und der Nockenwelle 44 angeordnet.
Der Drehzahlminderer 10 der fünften Ausführungsform, der in der oben beschriebenen Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung verwendet wird, unterscheidet sich von dem Drehzahlminderer 10 der zweiten Ausführungsform in der Struktur z. B. des Gehäuses 11. Somit sind die Fixiereinrichtung und die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 dieser Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung die gleichen wie bei dem Drehzahlminderer 10 der ersten Ausführungsform. Somit arbeitet die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung dieser Ausführungsform auf die gleiche Weise wie die der zweiten Ausführungsform.
Insbesondere wenn die Nockenwelle 44 (Ausgangswelle 13) dazu neigt, unter dem auf sie aufgebrachten umgekehrten Eingangsdrehmoment gedreht zu werden, wird die Fixiereinrichtung aktiviert, so dass die Schraubenfeder 33 von der Nockenwelle 44 vorgespannt und radial auseinandergezogen wird, da die Endabschnitte 33a und 33b der Schraubenfeder 33 mit der Nockenwelle 44 in Zusammengriff stehen. Somit wird aufgrund des Reibwiderstands zwischen der Schraubenfeder 33, die radial auseinandergezogen ist, und der Innenperipherie des Gehäuses 11 die Nockenwelle 44 an der Innenperipherie des Gehäuses 11 fixiert. Dadurch wird ein von dem auf die Nockenwelle aufgebrachten umgekehrten Eingangsdrehmoment bewirktes Drehen der Nockenwelle 44 verhindert.
Wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle 46 des Elektromotors (Eingangswelle 12) aufgebracht wird, wird die Freigabeeinrichtung aktiviert, so dass sich der Rollenhalteabschnitt 22 dreht, so dass sein Vorsprung 34 gegen den Endabschnitt 33a (33b) der Schraubenfeder 33 drückt, wodurch die Schraubenfeder 33 radial zusammengedrückt wird. Dadurch löst sich die Nockenwelle 44 von der Innenperipherie des Gehäuses 11.
30 zeigt die sechste Ausführungsform der Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung nach der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung der sechsten Ausführungsform weist den Drehzahlminderer 10 der sechsten Ausführungsform auf. Die Eingangswelle 12 des Drehzahlminderers 10 ist die Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45, und die Ausgangswelle 13 des Drehzahlminderers 10 ist die Nockenwelle 44.
Bei dieser Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung überträgt der Drehzahlminderer 10 die Drehung der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 auf die Nockenwelle 44 (Ausgangswelle 13), so dass sich die Nockenwelle mit verringerter Drehzahl dreht. Die Fixiereinrichtung zum Blockieren eines umgekehrten Eingangsdrehmoments und die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 sind zwischen der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 und der Nockenwelle 44 angeordnet.
Der Drehzahlminderer 10 der sechsten Ausführungsform, der in der oben beschriebenen Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung verwendet wird, unterscheidet sich von dem Drehzahlminderer 10 der dritten Ausführungsform in der Struktur z. B. des Gehäuses 11. Somit sind die Fixiereinrichtung und die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 dieser Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung die gleichen wie bei dem Drehzahlminderer 10 der dritten Ausführungsform. Somit arbeitet die Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung dieser Ausführungsform auf die gleiche Weise wie die der dritten Ausführungsform.
Insbesondere wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Nockenwelle 44 aufgebracht wird, wird die Fixiereinrichtung aktiviert, so dass die Nockenplatte 36 von dem elastischen Teil 39 in die eine axiale Richtung gedrückt wird und gegen die Kontaktfläche 14b des Innenzahnrads 14 gepresst wird. Somit wird aufgrund des Reibwiderstands zwischen der Nockenplatte 36 und der Kontaktfläche 14b die Nockenplatte 36 an dem Innenzahnrad 14 fixiert. Dadurch wird ein von dem auf die Nockenwelle aufgebrachten umgekehrten Eingangsdrehmoment bewirktes Drehen der Nockenwelle 44 verhindert.
Wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle 46 des Elektromotors (Eingangswelle 12) aufgebracht wird, wird die Freigabeeinrichtung des Drehzahlminderers 10 der dritten Ausführungsform aktiviert, so dass die Kugeln 41 mit dem ringförmigen Drehteil 37 und der Nockenplatte 36 in Zusammengriff gebracht werden, so dass sich die Nockenplatte 36 in die andere axiale Richtung bewegt und sich von der Kontaktfläche 14b des Innenzahnrads 14 trennt. Dadurch wird bewirkt, dass sich das ringförmige Drehteil 37 und die Nockenplatte 36 gemeinsam drehen, so dass die Drehung der Ausgangswelle 46 des Elektromotors 45 auf die Nockenwelle 44 übertragen wird.
Bezugszeichenliste

10: Drehzahlminderer
11: Gehäuse
11a: Eingreifausnehmung
12: Eingangswelle
12a: Abschnitt mit großem Durchmesser
13: Ausgangswelle
13a: Abschnitt mit kleinem Durchmesser
13b: Abschnitt mit großem Durchmesser
13c: Nockenfläche
13d: Loch
14: Innenzahnrad
14a: Zylindrischer Abschnitt
14b: Kontaktfläche
14c: Vorsprung
15, 16, 24, 38, 43: Lager
15a: Außenring
15b: Innenring
15c: Kontaktdichtung
17: Exzentrischer Wellenabschnitt
18: Rillenkugellager
19: Zahn
20: Schaltstift
21, 26: Rolle
22: Rollenhalteabschnitt
23, 29: Tasche
25: Keilförmiger Raum
27: Blattfeder
28: Angreifelement-Halteabschnitt
30: Einstückige Haltevorrichtung
31: Flansch
32: Einschnittnut
33: Schraubenfeder
33a, 33b: Endabschnitt
34: Vorsprung
35: Nut
35a, 35b: Endwand
36: Nockenplatte
36c: Pressfläche
37: Ringförmiges Drehteil
39: Elastisches Teil
40: Nockennut
41: Kugel
42: Ritzel
42a: Zylindrischer Abschnitt
44: Nockenwelle
45: Elektromotor
46: Ausgangswelle
50: Innenring
51: Außenring
52: Kugel
53: Haltevorrichtung
54: Ringförmige Halteplatte
55, 59: Innenfläche
55a: Innerer Bodenflächenabschnitt
55b: Innerer Seitenflächenabschnitt
56, 60: Ausnehmung
57, 61: Tasche
58: Reibarmer Film
62: Vorsprung
63, 64: Durchgangsloch

Zusammenfassung
Drehzahlminderer und Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung unter Verwendung des Drehzahlminderers
Es liegt das Ziel zugrunde zu verhindern, dass ein auf eine Ausgangswelle eines Drehzahlminderers aufgebrachtes umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Eingangswelle übertragen wird. Der Drehzahlminderer weist auf: ein Gehäuse (11), eine Eingangswelle (12) und eine Ausgangswelle (13), die von dem Gehäuse (11) drehbar getragen werden, und ein an dem Gehäuse (11) befestigtes Innenzahnrad (14). Die Eingangswelle (12), die Ausgangswelle (13) und das Innenzahnrad (14) sind koaxial zueinander angeordnet. Rollen (21) werden von einem Rollenhalteabschnitt (22) zwischen einem an der Eingangswelle (12) vorgesehenen exzentrischen Wellenabschnitt (17) und dem Innenzahnrad (14) rollbar gehalten. Der Drehzahlminderer umfasst ferner eine Fixiereinrichtung zum Halten von Paaren von Angreifelementen (26) in jeweiligen keilförmigen Räumen (25), die zwischen dem Gehäuse (11) und der Ausgangswelle (13) ausgebildet sind, mittels eines Angreifelement-Halteabschnitts (28), damit diese mit dem Gehäuse (11) und der Ausgangswelle (13) zusammengreifen und sich von diesen lösen. Der Angreifelement-Halteabschnitt (28) ist mit dem Rollenhalteabschnitt (22) verbunden, um gemeinsam mit dem Rollenhalteabschnitt drehbar zu sein. Der Drehzahlminderer weist ferner eine Freigabeeinrichtung auf, die so ausgebildet ist, dass bei Aufbringen eines Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle (12) der Angreifelement-Halteabschnitt (28) ein Element jedes Paars von Angreifelementen (26) in Richtung des breiten Abschnitts des keilförmigen Raums (25) drückt, wodurch der Zusammengriff zwischen dem Gehäuse (11) und der Ausgangswelle (13) aufgehoben wird. Die Fixiereinrichtung und die Freigabeeinrichtung sind zwischen der Eingangswelle (12) und der Ausgangswelle (13) vorgesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 62-93565 A [0009]

Claims

Drehzahlminderer, der umfasst: ein Gehäuse (11), eine Eingangswelle (12) und eine Ausgangswelle (13), die von dem Gehäuse (11) drehbar getragen werden, ein an dem Gehäuse (11) befestigtes Innenzahnrad (14), wobei die Eingangswelle (12), die Ausgangswelle (13) und das Innenzahnrad (14) koaxial zueinander angeordnet sind, einen an der Eingangswelle (12) vorgesehenen exzentrischen Wellenabschnitt (17), ein an der Außenperipherie des exzentrischen Wellenabschnitts (17) angebrachtes Kugellager (18), zwischen dem Kugellager (18) und dem Innenzahnrad (14) angeordnete Rollen (21) und einen Rollenhalteabschnitt (22), der die Rollen (21) rollbar hält und der dazu vorgesehen ist, sich gemeinsam mit der Ausgangswelle (13) zu drehen, wodurch die Drehung der Eingangswelle (12) auf die Ausgangswelle (13) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlminderer zwischen der Eingangswelle (12) und der Ausgangswelle (13) eine Fixiereinrichtung, die die Ausgangswelle (13) an dem Gehäuse (11) fixiert, wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle (13) aufgebracht wird, und eine Freigabeeinrichtung, die den durch die Fixiereinrichtung bewirkten Fixierzustand aufhebt, wenn ein Eingangsdrehmoment auf die Eingangswelle (12) aufgebracht wird, aufweist.
Drehzahlminderer nach Anspruch 1, bei dem die Fixiereinrichtung so ausgebildet ist, dass mehrere keilförmige Räume (25) zwischen dem Gehäuse (11) und der Ausgangswelle (13) vorgesehen sind, wobei sich jeder keilförmige Raum in Richtung der beiden Umfangsenden des Raums verjüngt, und ein Paar von Angreifelementen (26) in jedem keilförmigen Raum aufgenommen ist und von einem Angreifelement-Halteabschnitt (28) gehalten wird, um an dem Gehäuse (11) und an der Ausgangswelle (13) anzugreifen und sich von diesen zu lösen; bei dem der Angreifelement-Halteabschnitt (28) mit dem Rollenhalteabschnitt (22) verbunden ist, um gemeinsam mit dem Rollenhalteabschnitt (22) drehbar zu sein; und bei dem die Freigabeeinrichtung ist so ausgebildet, dass bei Aufbringen eines Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle (12) der Angreifelement-Halteabschnitt (28) ein Element jedes Paars von Angreifelementen (26) in Richtung des breiten Abschnitts des keilförmigen Raums (25) drückt, wodurch sich die Ausgangswelle (13) von dem Gehäuse (11) löst.
Drehzahlminderer nach Anspruch 2, bei dem der Angreifelement-Halteabschnitt (28) einstückig mit dem Rollenhalteabschnitt (22) ausgebildet ist.
Drehzahlminderer nach Anspruch 2 oder 3, bei dem ein elastisches Teil (27) zwischen jedem Paar von Angreifelementen (26) angeordnet ist, wobei das elastische Teil (27) das Paar von Angreifelementen (26) jeweils in Richtung der schmalen Enden des keilförmigen Raums vorspannt, damit diese an dem Gehäuse (11) und der Ausgangswelle (13) angreifen.
Drehzahlminderer nach Anspruch 1, bei dem eine Schraubenfeder (33) so an der Innenperipherie des Gehäuses (11) angebracht, dass sie der Außenperipherie der Ausgangswelle (13) zugewandt ist, und die Ausgangswelle (13) einen Angreifabschnitt (35) aufweist, der an beiden Endabschnitten der Schraubenfeder (33) angreift; bei dem die Fixiereinrichtung so ausgebildet, dass dann, wenn ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment auf die Ausgangswelle aufgebracht wird, der Angreifabschnitt (35) der Ausgangswelle (13) an einem der Endabschnitte der Schraubenfeder (33) angreift, wodurch die Schraubenfeder (33) radial auseinandergezogen wird; bei dem der Rollenhalteabschnitt (22) einen axial verlaufenden Vorsprung (34) aufweist und bei dem die Freigabeeinrichtung so ausgebildet, dass bei Aufbringen eines Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle (12) der Vorsprung (34) gegen einen der Endabschnitte der Schraubenfeder (33) drückt, wodurch die Schraubenfeder (33) radial zusammengedrückt wird.
Drehzahlminderer nach Anspruch 5, bei dem jeder der Endabschnitte der Schraubenfeder (33), die so ausgebildet sind, dass der Vorsprung (34) des Rollenhalteabschnitts (22) gegen diese drückt, mit dem Angreifabschnitt (35) der Ausgangswelle (13) zusammengreift, wodurch der Vorsprung (34) dazu vorgesehen ist, über die Endabschnitte der Schraubenfeder (33) gegen den Angreifabschnitt (35) der Ausgangswelle (13) zu drücken.
Drehzahlminderer nach Anspruch 1, bei dem die Fixiereinrichtung umfasst: eine Nockenplatte (36), die sich gemeinsam mit der Ausgangswelle (13) dreht und relativ zu der Ausgangswelle (13) axial bewegbar ist, ein ringförmiges Drehteil (37), das koaxial mit dem Rollenhalteabschnitt (22) angeordnet ist und gemeinsam mit diesem drehbar ist und der Nockenplatte (36) zugewandt ist, am Umfang voneinander beabstandet angeordnete Nockennuten (40), die in einander gegenüberliegenden Flächen der Nockenplatte (36) und des ringförmigen Drehteils (37) ausgebildet sind, und Kugeln (41), die zwischen den jeweiligen Paaren von Nockennuten (40) rollbar angeordnet sind, um mit der Nockenplatte (36) und dem ringförmigen Drehteil (37) zusammenzugreifen und sich von diesen zu lösen, wobei die Fixiereinrichtung so ausgebildet ist, dass bei Aufbringen eines umgekehrten Eingangsdrehmoments auf die Ausgangswelle (13) ein elastisches Teil (39) die Nockenplatte (36) gegen eine Kontaktfläche drückt, die an dem Innenzahnrad (14) vorgesehen ist und in die andere axiale Richtung weist, wobei die Freigabeeinrichtung so ausgebildet ist, dass bei Aufbringen eines Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle (12) die Kugeln (41) an der Nockenplatte (36) und an dem ringförmigen Drehteil (37) angreifen, wodurch die Nockenplatte (36) in die andere axiale Richtung bewegt wird, um sich von der Kontaktfläche des Innenzahnrads zu trennen, wodurch sich die Nockenplatte (36) und das ringförmige Drehteil (37) gemeinsam drehen.
Drehzahlminderer nach Anspruch 7, bei dem die Kontaktfläche eine konische Fläche ist, die an dem anderen axialen Ende des Innenzahnrads (14) ausgebildet ist; und bei dem die Nockenplatte (36) eine konische Pressfläche aufweist, die der Kontaktfläche zugewandt ist und entlang dieser verläuft.
Drehzahlminderer nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das ringförmige Drehteil (37) einstückig mit dem Rollenhalteabschnitt (22) ausgebildet ist.
Drehzahlminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Innenzahnrad (14) auf der radial inneren Fläche eines zylindrischen Abschnitts des Gehäuses (11) ausgebildet ist und mehrere mit konstanter Teilung am Umfang angeordnete Nockenerhebungen (19) aufweist, wobei das Innenzahnrad (14) dem exzentrischen Wellenabschnitt (17) zugewandt ist; bei dem die Ausgangswelle (13) den Rollenhalteabschnitt (22) aufweist, der die mehreren Rollen (21) hält, welche mit der radial äußeren Fläche des exzentrischen Wellenabschnitts (17) und dem Innenzahnrad (14) in Rollkontakt stehen; bei dem der Rollenhalteabschnitt (22) jeweils an sämtlichen oder an Teilen von am Umfang in gleichem Abstand voneinander beabstandeten Stellen an dem Rollenhalteabschnitt (22) ausgebildete Taschen (23) aufweist, wobei die Rollen (21) jeweils in einer Tasche (23) aufgenommen sind; bei dem die Anzahl von am Umfang in gleichem Abstand voneinander beabstandeten Stellen an dem Rollenhalteabschnitt (22) um eins größer oder kleiner ist als die Anzahl von Nockenerhebungen (19); bei dem die Form jeder Nockenerhebung (19) für eine Teilung mit der radial äußeren Hülle des geometrischen Orts der entsprechenden, in den Taschen (23) gehaltenen Rollen (21) übereinstimmt, wenn die Eingangswelle (21) gedreht wird und somit die Rollen (21) um die Achse der Eingangswelle und entlang der Außenperipherie des exzentrischen Wellenabschnitts (17) rotieren, wodurch die Rotation der Rollen (21) um die Eingangswelle über die Zwischenwelle auf die Ausgangswelle (13) übertragen wird; und bei dem der Drehzahlminderer ferner eine Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs aufweist.
Drehzahlminderer nach Anspruch 10, bei dem die Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs einen negativen Spalt in einem Wälzlager (15), welches die Eingangswelle (12) hält, zum Aufbringen eines Drehwiderstands auf das Wälzlager (15) umfasst.
Drehzahlminderer nach Anspruch 10, bei dem die Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs eine Kontaktdichtung an einem Wälzlager (15), welches die Eingangswelle (12) hält, zum Aufbringen eines Drehwiderstands auf das Wälzlager (15) umfasst.
Drehzahlminderer nach Anspruch 10, bei dem als Einrichtung zum Unterdrücken eines umgekehrten Eingangs die Taschen (23) des Rollenhalteabschnitts (22) eine Breite aufweisen, die dem Durchmesser der Rollen (21) gleich ist oder die größer als dieser ist, wodurch ein Drehwiderstand auf die Rollen (21) aufgebracht wird.
Drehzahlminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Kugellager (18) an der Außenperipherie des exzentrischen Wellenabschnitts (17) umfasst: eine Haltevorrichtung (53) mit zwei ringförmigen Halteplatten (54), von denen jede mit am Umfang in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet angeordneten Ausnehmungen (56) ausgebildet ist, wobei die Öffnungen der Ausnehmungen (56) jeder ringförmigen Platte (54) gegenüber den Öffnungen der Ausnehmungen (56) der anderen ringförmigen Platten (54) angeordnet sind, wobei jede der Ausnehmungen (56) eine Innenfläche (55) aufweist, die mehrere ebene Flächenabschnitte umfasst, wodurch jedes einander gegenüberliegende Paar von Ausnehmungen (56) der zwei ringförmigen Platten (54) eine Tasche (57) mit einem mehreckigen Querschnitt bildet und Kugeln (52) in jeweils einer der Taschen (57) aufgenommen sind.
Drehzahlminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Kugellager (18) an der Außenperipherie des exzentrischen Wellenabschnitts (17) umfasst: eine Haltevorrichtung (53) mit zwei ringförmigen Halteplatten (54), von denen jede mit am Umfang in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet angeordneten Ausnehmungen (60) ausgebildet ist, wobei die Öffnungen der Ausnehmungen (60) jeder ringförmigen Platte (54) gegenüber den Öffnungen der Ausnehmungen (60) der anderen ringförmigen Platten (54) angeordnet sind und jede der Ausnehmungen (60) eine kugelförmige Innenfläche (59) aufweist, wodurch jedes einander gegenüberliegende Paar von Ausnehmungen (60) der zwei ringförmigen Platten (54) eine Tasche (61) bildet und Kugeln (52) in jeweils einer der Taschen (61) aufgenommen sind; bei dem Vorsprünge (62) auf der Innenfläche (59) jeder Ausnehmung (60) vorgesehen sind, die so ausgebildet sind, dass sie die Kugel (52) berühren.
Drehzahlminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Kugellager (18) an der Außenperipherie des exzentrischen Wellenabschnitts (17) umfasst: eine Haltevorrichtung (53) mit zwei ringförmigen Halteplatten (54), die jeweils mit am Umfang in vorbestimmten Abständen voneinander beabstandet angeordneten Ausnehmungen (60) ausgebildet sind, wobei die Öffnungen der Ausnehmungen (60) jeder ringförmigen Platte (54) gegenüber den Öffnungen der Ausnehmungen (60) der anderen ringförmigen Platten (54) angeordnet sind und jede der Ausnehmungen (60) eine kugelförmige Innenfläche (59) aufweist, wodurch jedes einander gegenüberliegende Paar von Ausnehmungen (60) der zwei ringförmigen Platten (54) eine Tasche (61) bildet und Kugeln (52) in jeweils einer der Taschen (61) aufgenommen sind; bei dem Durchgangslöcher (63) in der Innenfläche (59) jeder Ausnehmung (60) ausgebildet sind, wobei jedes Loch (63) an einem Abschnitt der Innenfläche (59) angeordnet ist, mit dem die Kugel (52) nicht in Berührung steht und der von demjenigen Abschnitt der Innenfläche (59) versetzt ist, mit dem die Kugel (52) in Berührung steht, wenn sich die Kugel (52) in eine Richtung bewegt, und zwar in die der einen Richtung entgegengesetzte Richtung.
Drehzahlminderer nach Anspruch 16, bei dem zwei der Durchgangslöcher (63) vor und hinter einer Bewegungsrichtung der Kugel (52) angeordnet sind, damit sie symmetrisch zueinander sind.
Vorrichtung zur variablen Ventilzeitsteuerung, die umfasst: eine Nockenwelle (44) zum Ansteuern von mindestens Ansaugventilen oder Auslassventilen eines Motors, ein angetriebenes Drehteil (42), auf das die Drehung einer Motorantriebswelle übertragen wird, wobei das angetriebene Drehteil (42) koaxial mit der Nockenwelle (44) angeordnet ist, eine Ausgangswelle (46) eines Elektromotors (45), die koaxial mit der Nockenwelle (44) angeordnet ist, und einen Drehzahlminderer zum Übertragen der Drehung der Ausgangswelle (46) des Elektromotors (45) auf die Nockenwelle (44), dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlminderer der Drehzahlminderer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ist; und bei der die Ausgangswelle (46) des Elektromotors (45) und die Nockenwelle (44) die Eingangswelle (12) bzw. die Ausgangswelle (13) des Drehzahlminderers (10) sind.