DE19951392A1

DE19951392A1 - Automotive engine valve timing mechanism operated by pivoting spindle linked at both ends to coaxial housings

Info

Publication number: DE19951392A1
Application number: DE1999151392
Authority: DE
Inventors: Lothar Von Schimonsky
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-03

Abstract

An automotive timing mechanism adjusts the opening and closing times of valves which admit a mixture of fuel and air to a cylinder and release exhaust gases. The mechanism adjusts the position relative to each other of two coaxial housings (1,2) The unit has a power (7) operated threaded spindle (3). One spindle end (3a) pivots with respect to the second housing, and the second end (3b) pivots with respect to the first housing (1).

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drehfesten Kopplung und zur Verän derung der relativen Drehlage zweier koaxial um eine Drehachse drehbarer Gehäuse.The invention relates to a device for rotationally fixed coupling and Verän Change in the relative rotational position of two coaxially rotatable about an axis of rotation Casing.

Background of the Invention

Bei Brennkraftmaschinen ist es notwendig, zur Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen, beispielsweise einen Betrieb mit niedriger Drehzahl oder hoher Drehzahl, Ventilabstimmungen durchzuführen. Typischerweise umfaßt eine Vorrichtung zur Durchführung einer derartigen variablen Steuerung einen Mechanismus, durch den die gegenseitige Winkelstellung zwischen einer Kur belwelle und einer daran angeschlossenen Nockenwelle veränderbar ist.In internal combustion engines, it is necessary to adapt to various Operating conditions, for example operation at low speed or high speed, valve adjustments. Typically includes a device for performing such a variable control Mechanism by which the mutual angular position between a cure belwelle and a camshaft connected to it is changeable.

Aus der DE PS 32 43 682 ist eine Vorrichtung zur Veränderung der Ventilab stimmung einer Brennkraftmaschine mit zwei um eine Drehachse gemeinsam rotierenden Elementen, die beide jeweils mit einer Gleitbuchse verbunden sind, die gegeneinander drehbar ineinander geschoben sind und zumindest ein Paar einander kreuzende, längliche Schlitze aufweisen, die jeweils zwei sich gegen überliegende, den zueinander geneigten Mittellinien parallele innere Ränder besitzen und in die auf eine axial zur gemeinsamen Drehachse mittels einer Antriebsvorrichtung verschiebbaren Gleiteinheit angeordnete Wiederlagerele mente zur gegenseitigen Verdrehung der rotierenden Elemente eingreifen, wobei eine senkrecht zur gemeinsamen Drehachse in der Gleiteinheit ange ordnete Achse die Schlitze durchgreift und auf jedem einen Schlitz durchgrei fenden Achsabschnitt ein um die Achse drehbares, zum benachbarten Wie derlagerelement verdrehbares und im zugeordneten Schlitz frei bewegliches Wiederlagerelement trägt, bekannt, bei welcher als Antriebsvorrichtung für die verschiebbare Gleiteinheit ein Motor dient, dessen über seine rotierende Aus gangswelle abgegebene Antriebsenergie durch eine Vorrichtung zur Umwand lung von Rotationsenergie in Translationsenergie in eine Linearbewegung der Gleiteinheit längs der gemeinsamen Drehachse der rotierenden. Elemente um gesetzt wird.From DE PS 32 43 682 is a device for changing the Ventilab tuning an internal combustion engine with two around an axis of rotation together rotating elements, both of which are connected to a sliding bush, which are rotatably pushed into each other and at least one pair have intersecting, elongated slots, each two against each other overlying inner edges parallel to the inclined center lines own and in the axially to the common axis of rotation by means of a Drive device displaceable sliding unit arranged replacement bearing intervene to mutually rotate the rotating elements, being a perpendicular to the common axis of rotation in the sliding unit ordered axis passes through the slots and passes through one slot on each If the axis section is rotatable about the axis, to the neighboring how derlagerelement rotatable and freely movable in the associated slot Bearing element carries, known in which as a drive device for the Slidable sliding unit serves a motor, whose rotating off drive shaft output drive energy by a device for conversion development of rotational energy into translational energy in a linear movement of the Slide unit along the common axis of rotation of the rotating. Items around is set.

Aus der DE 40 40 486 A1 ist eine Vorrichtung zur Drehung der Nockenwelle relativ zu einem Nockenwellenantriebsrad bekannt, bei welcher ein mit einer Verzahnung versehenes Bauteil vorgesehen ist, das in eine Gegenverzahnung eingreift. Hierbei soll die Verzahnung als gewindeartiger Abschnitt und die Ge genverzahnung als gegengewindeartiger Abschnitt aufgebaut sein.DE 40 40 486 A1 describes a device for rotating the camshaft known relative to a camshaft drive wheel, in which one with a Gear provided component is provided, which in a counter-toothing intervenes. Here, the toothing as a thread-like section and the Ge be constructed as a counter-thread-like section.

Schließlich ist aus der DE 197 16 203 A1 eine Vorrichtung zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile einer Brennkraftmaschine bekannt, welche aus einer über ein Zugmittel mit der Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebseinheit sowie einer mit einer Ein- oder Auslaßnockenwelle verbundenen Abtriebseinheit besteht. Zur Vermeidung der nach Start der Brennkraftmaschine auftretenden Geräuschemissionen, welche durch eine ungenügende hydraulische Einspannung eines Verstellkolbens zur Verstellung der relativen Drehlage der Nockenwelle mit der Kurbelwelle dient, ist innerhalb der Vorrichtung ein Koppelelement vorgesehen, mit welchem bei Unterschrei tung eines zur Verschiebung des Verstellkolbens notwendigen Druckes des hydraulischen Druckmittels eine verdrehsichere Kraftübertragungsverbindung zwischen der Antriebseinheit und der Abtriebseinheit herstellbar ist.Finally, DE 197 16 203 A1 describes a device for changing the Opening and closing times of the valves of an internal combustion engine are known, which consists of a drive connection with the crankshaft via a traction mechanism stationary drive unit and one with an intake or exhaust camshaft connected output unit. To avoid the after the start Internal combustion engine noise emissions caused by a insufficient hydraulic clamping of an adjustment piston for adjustment the relative rotational position of the camshaft with the crankshaft is inside the device a coupling element is provided, with which in the event of a scream tion of a pressure necessary to shift the adjusting piston hydraulic pressure medium a rotation-proof power transmission connection can be produced between the drive unit and the output unit.

Bei den Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik wird als nachteilig emp funden, daß sie relativ komplex bauen und daher aufwendig bezüglich Bereit stellung und Wartung sind.In the devices according to the prior art, emp is disadvantageous found that they build relatively complex and therefore complex in terms of ready position and maintenance.

Object of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, welche einfach, robust und zuverlässig baut und eine Veränderung der Steuerzeiten der Gaswechselventile in einfacher Weise gewährleistet.The invention has for its object a device for changing the Control times of gas exchange valves of an internal combustion engine are available to provide, which builds simple, robust and reliable and a change the control times of the gas exchange valves guaranteed in a simple manner.

Summary of the invention

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Pa tentanspruchs 1.This object is achieved by a device with the features of Pa claim 1.

Erfindungsgemäß ist nun ein einfacher Mechanismus einerseits zur drehfesten Kopplung, und andererseits zur Veränderung der relativen Drehlage zweier koaxial drehbarer Gehäuse zur Verfügung gestellt. Hierbei dient die Gewinde spindel in einem ersten, nicht betätigten Zustand zur drehfesten Kopplung des ersten und des zweiten Gehäuses. In einem zweiten, betätigtem Zustand der Gewindespindel bewirkt diese eine Änderung der relativen Drehlage des ersten und zweiten Gehäuses zueinander. Der zur Verfügung gestellte Mechanismus ist sehr einfach aufgebaut, baut sehr klein und erweist sich in der Praxis als robust und zuverlässig.According to the invention, a simple mechanism is now on the one hand for non-rotating Coupling, and on the other hand to change the relative rotational position of two provided coaxially rotatable housing. The thread is used here spindle in a first, non-actuated state for the rotationally fixed coupling of the first and second housing. In a second, actuated state of the This causes a change in the relative rotational position of the first threaded spindle and the second housing to each other. The mechanism provided is very simple, is very small and proves to be in practice robust and reliable.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegen stand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the device according to the invention are counter stood the subclaims.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Gewindespindel mittels eines an einem ihrer Enden vorgesehenen, mit dem zweiten Gehäuse bezüglich der Drehachse drehfest verbundenen Kegelrades betätigbar ist, welches seinerseits mit we nigstens einem antreibbaren Tellerrad in Wirkverbindung steht. Ein derartiger Mechanismus ist in einfacher Weise bereitstellbar und gewährleistet eine zu verlässige und genaue Betätigung der Gewindespindel. Bei Nichtbetätigung des Tellerrades sind das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse über das Kegelrad und die Gewindespindel drehfest miteinander gekoppelt.According to a first preferred embodiment of the invention Device is provided that the threaded spindle by means of a their ends provided, with the second housing with respect to the axis of rotation rotatably connected bevel gear can be actuated, which in turn with we is operatively connected to at least one drivable ring gear. Such one Mechanism is easy to provide and ensures a reliable and precise actuation of the threaded spindle. If not operated of the ring gear are the first housing and the second housing over the The bevel gear and the threaded spindle are non-rotatably coupled.

Zweckmäßigerweise sind zwei das Kegelrad von entgegengesetzten Seiten beaufschlagende, mit dem ersten Gehäuse rotativ bzw. drehfest koppelbare Tellerräder vorgesehen, welche jeweils mittels ihnen zugeordneter Indukti onsspulen beaufschlagbar sind, wobei die Tellerräder bei Beaufschlagung durch die ihnen jeweils zugeordnete Induktionsspule gegenüber der Drehung des zweiten Gehäuses um die Drehachse abbremsbar sind. Durch selektive Beaufschlagung einer der Induktionsspulen ist somit ein differentialartiger bzw. ausgleichsgetriebeartiger Mechanismus zur Verfügung gestellt, über den wahl weise eine Drehung des Kegelrades und damit der Gewindespindel in entge gengesetzten Richtungen möglich ist. Durch die jeweilige Drehrichtung der Gewindespindel ist die relative Drehlage des ersten und des zweiten Gehäuses zueinander in einfacher Weise variierbar. Der hiermit insgesamt bereitgestellte Getriebemechanismus insbesondere das Kegelgetriebe ist zweckmäßigerweise selbsthemmend ausgebildet. Durch diese Maßnahme sind eingestellte Positio nen in einfacher Weise aufrechterhaltbar.Advantageously, two are the bevel gear from opposite sides acting, which can be rotatably or non-rotatably coupled to the first housing Plate wheels are provided, which each by means of inductors assigned to them onsspulen can be acted upon, the ring gears when loaded by the induction coil assigned to them in relation to the rotation of the second housing can be braked about the axis of rotation. Through selective Applying one of the induction coils is therefore a differential type or differential mechanism provided through the choice as a rotation of the bevel gear and thus the threaded spindle in opposite opposite directions is possible. By the respective direction of rotation of the Threaded spindle is the relative rotational position of the first and the second housing mutually variable in a simple manner. The one provided as a whole Gear mechanism in particular the bevel gear is expedient trained self-locking. This measure means that the positions are set NEN maintainable in a simple manner.

Es erweist sich als zweckmäßig, zur Kopplung des Kegelrades und der Gewin destange ein Kugelgelenk zu verwenden. Mit dieser Maßnahme ist eine Schwenkbarkeit der Gewindespindel bezüglich des zweiten Gehäuses, an wel chem das Kegelrad befestigt ist, in einfacher Weise gewährleistet. Es erweist sich in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft, das Kegelrad auf dem Kugelgelenk gelagert auszubilden. Diese Variante erlaubt eine kleinere und besonders kostengünstige Konstruktion. It turns out to be useful for coupling the bevel gear and the thread to use a ball joint. With this measure is one Swiveling of the threaded spindle with respect to the second housing, on wel chem the bevel gear is attached, guaranteed in a simple manner. It turns out turns out to be particularly advantageous in this context, the bevel gear to train the ball joint. This variant allows a smaller one and particularly inexpensive construction.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der ertindungsgemäßen Vorrichtung ist die Gewindespindel mit einem Links-Rechts-Gewinde ausgebil det und weist in ihrem mittleren Bereich, d. h. zwischen den unterschiedlichen Gewindeabschnitten ein Zahn- bzw. Gewinderad auf, welches mittels wenig stens eines um die Drehachse drehbaren Schneckenrades betätigbar ist, wobei die Gewindespindel an ihrem zweiten Ende mit einer bezüglich des zweiten Gehäuses schwenkbaren weiteren Spindelmutter in Wirkverbindung steht. Es ist hier beispielsweise möglich, nur ein Schneckenrad vorzusehen, welches über einen Elektromotor in beide Drehrichtungen antreibbar ist, so daß ent sprechend der Drehrichtung des Elektromotors das Zahnrad und die mit die sem verbundene Gewindespindel zur Aufeinanderzu- oder Voneinanderweg bewegung der beiden Spindelmuttern betätigbar ist. Es ist ebenfalls denkbar, zwei Schneckenräder vorzusehen, welche jeweils separat zur Realisierung einer gewünschten Drehrichtung mit dem Zahnrad koppelbar sind. Die Kopp lung bzw. Entkopplung ist beispielsweise durch eine axiale Bewegung der je weiligen Schneckenräder bezüglich der Drehachse erzielbar. Die Ausfüh rungsform erweist sich ferner als besonders vorteilhaft, da durch die gleichzei tige Beaufschlagung zweier Spindelmuttern eine rasche Relativbewegung zwi schen erstem und zweitem Gehäuse realisierbar ist. Zweckmäßigerweise ist das erste Gehäuse drehfest mit einer Nockenwelle verbunden, und das zweite Gehäuse als von einer Kurbelwelle antreibbares Nockenwellen-Antriebsrad eines Verbrennungsmotors ausgebildet.According to a further preferred embodiment of the invention The threaded spindle is designed with a left-right thread det and points in its central area, d. H. between the different Thread sections on a toothed or threaded wheel, which means little at least one worm wheel rotatable about the axis of rotation can be actuated, wherein the lead screw at its second end with one relative to the second Housing swiveling further spindle nut is in operative connection. It it is possible here, for example, to provide only one worm wheel, which can be driven by an electric motor in both directions of rotation, so that ent speaking the direction of rotation of the electric motor, the gear and the connected threaded spindle for moving towards or away from each other Movement of the two spindle nuts can be actuated. It is also conceivable to provide two worm gears, each separately for implementation a desired direction of rotation can be coupled to the gear. The Kopp tion or decoupling is, for example, by an axial movement of each because worm wheels can be achieved with respect to the axis of rotation. The execution tion form also proves to be particularly advantageous because at the same time Acting on two spindle nuts causes a rapid relative movement between first and second housing is feasible. It is expedient the first housing rotatably connected to a camshaft, and the second Housing as a camshaft drive wheel which can be driven by a crankshaft an internal combustion engine.

Brief description of the drawings

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher er läutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen dabei:The invention is described in more detail below using exemplary embodiments purifies. The accompanying drawings show:

Fig. 1 eine schematische seitliche Ansicht einer ersten Ausführungs form der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Figure 1 is a schematic side view of a first embodiment of the device according to the invention.

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ent lang der Linie I-I; Fig. 2 is a sectional view of the device of Figure 1 ent along line II;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung; . Fig. 3 shows another embodiment of the present invention in a representation corresponding to FIG 1;

Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 3 in einer der Fig. 2 entspre chenden Darstellung, Fig. 4 shows the device of FIG. 3 in FIG. 2 entspre sponding representation,

Fig. 5 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsge mäßen Vorrichtung in einer der Fig. 1 entsprechenden Dar stellung; . Fig. 5 shows a further preferred embodiment of the device in a erfindungsge MAESSEN of Figure 1 corresponding Dar position;

Fig. 6 die Vorrichtung gemäß Fig. 5 in einer der Fig. 2 entspre chenden Darstellung; Fig. 6 shows the device of FIG 5 in one of FIG 2 corre sponding representation.

Fig. 7 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsge mäßen Vorrichtung in einer der Fig. 1 entsprechenden Dar stellung; . Fig. 7 shows a further preferred embodiment of the device in a erfindungsge MAESSEN of Figure 1 corresponding Dar position;

Fig. 8 die Vorrichtung gemäß Fig. 7 in einer der Fig. 2 entspre chenden Darstellung; und Fig. 8 shows the device according to Fig 7 in one of Figures 2 entspre sponding representation..; and

Fig. 9 eine seitliche schematische Ansicht eines im Rahmen der Ausführungsform gemäß Fig. 7 und 8 verwendeten Schnec kenprofils. Fig. 9 is a side schematic view of a frame in the embodiment of FIGS. 7 and 8 SNAILS used kenprofils.

Detailed description of the drawings

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die Vorrichtung dient als Nockenwel len-Verstelleinrichtung, mit welcher die Öffnungs- und Schließzeiten von Gas wechselventilen einer Brennkraftmaschine variiert werden können. Zu diesem Zwecke ist ein mit 1 bezeichnetes erstes Gehäuse drehfest mit einer nicht im einzelnen dargestellten Nockenwelle verbunden. Die Nockenwelle und somit das Gehäuse 1 drehen sich hierbei um eine mit 10 bezeichnete Drehachse. Ein zweites Gehäuse 2, welches das erste Gehäuse 1 konzentrisch umgibt und an diesem gelagert ist, wird von einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle über ein Zwi schenglied, beispielsweise eine ebenfalls nicht dargestellte Kette, betätigt. Mit der Kette zusammenwirkende Verzahnungen des zweiten Gehäuses sind mit 11 bezeichnet.In Figs. 1 and 2, a first preferred embodiment of the device OF INVENTION to the invention is shown. The device serves as a camshaft adjusting device with which the opening and closing times of gas exchange valves of an internal combustion engine can be varied. For this purpose, a first housing, designated 1, is connected in a rotationally fixed manner to a camshaft, not shown in detail. The camshaft and thus the housing 1 rotate about an axis of rotation designated 10. A second housing 2 , which surrounds the first housing 1 concentrically and is supported thereon, is actuated by a crankshaft (not shown) via an intermediate link, for example a chain, also not shown. Interlocking teeth of the second housing are designated by 11.

Das erste Gehäuse 1 ebenfalls konzentrisch umgebend sind zwei Tellerräder 12, 13 vorgesehen. Das Tellerrad 12 ist hierbei mittels einer Induktionskupp lung 7, das Tellerrad 13 mittels einer Induktionskupplung 8 beaufschlagbar. Die Tellerräder 12, 13 sind stirnseitig mit einem Kegelrad 15 im Eingriff. Das Kegel rad 15 ist seinerseits drehfest bezüglich der Drehachse 10 mit dem antreibba ren zweiten Gehäuse 2 verbunden. Über einen Fortsatz 15a ist das Kegelrad 15 mit einer Gewindestange bzw. -spindel 3 schwenkbar gekoppelt. Ein zylin derförmiges Ende 15b des Fortsatzes 15a ist hierbei in einer an einem ersten Ende der Gewindespindel 3 befestigten Aufnahme 5 mittels einer Spielpassung verschwenkbar gelagert. Die Gewindespindel 3 wirkt ihrerseits an ihrem zwei ten Ende mit einer ersten Spindelmutter 4, welche auf dem ersten Gehäuse 1 vorgesehen ist, gewindeartig zusammen. Die Spindelmutter 4 ist hierbei be züglich des ersten Gehäuses verschwenkbar gelagert. Die Gewindespindel 3 dient zur Momentübertragung von Gehäuse 2 auf Gehäuse 1. Hierbei wird die Drehbewegung des Gehäuses 2 über das Kegelrad 4 und die mit der Spindel mutter 4 zusammenwirkende Gewindespindel 3 auf das erste Gehäuse 1 über tragen. Im stromlosen Zustand der Induktionskupplungen 7, 8 drehen sich die Tellerräder 12, 13 ebenfalls drehfest mit dem ersten und zweiten Gehäuse, d. h. mit der Nockenwellendrehzahl. Es findet in diesem Zustand keine Verstel lung der relativen Drehlage des ersten Gehäuses 1 bezüglich des zweiten Ge häuses 2 statt.Two ring gears 12 , 13 are also provided concentrically surrounding the first housing 1 . The ring gear 12 can be acted upon by an induction clutch 7 , the ring gear 13 by means of an induction clutch 8 . The ring gears 12 , 13 are engaged on the end face with a bevel gear 15 . The cone wheel 15 is in turn rotatably connected with respect to the axis of rotation 10 with the second housing 2 antreibba ren. The bevel gear 15 is pivotally coupled to a threaded rod or spindle 3 via an extension 15 a. A cylin-shaped end 15 b of the extension 15 a is pivotally mounted in a receptacle 5 attached to a first end of the threaded spindle 3 by means of a clearance fit. The threaded spindle 3 in turn interacts at its two end with a first spindle nut 4 , which is provided on the first housing 1 , thread-like together. The spindle nut 4 is pivotally mounted with respect to the first housing. The threaded spindle 3 is used to transmit torque from housing 2 to housing 1 . Here, the rotational movement of the housing 2 via the bevel gear 4 and the nut 4 cooperating with the spindle nut 3 on the first housing 1 carry over. In the de-energized state of the induction clutches 7 , 8 , the ring gears 12 , 13 also rotate in a rotationally fixed manner with the first and second housings, ie with the camshaft speed. In this state there is no adjustment of the relative rotational position of the first housing 1 with respect to the second housing 2 Ge.

Bei einer Bestromung beispielsweise der Induktionsspule 7 erfährt das Teller rad 12 bezüglich der Drehung des zweiten Gehäuses 2 eine Abbremsung, wäh rend das Tellerrad 13 unvermindert mit der Nockenwellendrehzahl weiterrotiert. Dies führt zu einer Betätigung des Kegelrades 15, welches wiederum zu einer Betätigung der Gewindespindel 3 führt. Je nach Gewinderichtung des Gewin des der Gewindespindel 3 kommt es zu einer Annäherung bzw. einer Ausein anderbewegung der Spindelmutter 4 bezüglich der Aufnahme 5 bzw. dem er sten Ende der Gewindespindel, wobei die Aufnahme 5 und die Spindelmutter 4 bezüglich des zweiten bzw. ersten Gehäuses verschwenkt werden. Diese Be wegung entspricht einer Relativdrehung der Gehäuse 1 und 2 zueinander. Über diese Relativbewegung ist eine Phasenverstellung der Öffnungs- und Schließzeiten nicht dargestellter, von der Nockenwelle beaufschlagbarer Ven tile möglich. Die beschriebene Verstellung mittels einer Betätigung der Indukti onskupplung 7 und des Tellerrades 12 ist durch eine entsprechende Betäti gung der Induktionskupplung 8 und dem von dieser beaufschlagten Tellerrad 13 umkehrbar. Es sei angemerkt, daß sowohl bei dieser als auch bei den wei teren Ausführungsformen die Momentenübertragung zwischen Kegelrad und Tellerrädern sowohl durch entsprechend ausgebildete Verzahnungen als auch reibschlüssig erfolgen kann.When energizing, for example, the induction coil 7 , the plate wheel 12 experiences a deceleration with respect to the rotation of the second housing 2 , while the ring gear 13 continues to rotate with the camshaft speed. This leads to an actuation of the bevel gear 15 , which in turn leads to an actuation of the threaded spindle 3 . Depending on the thread direction of the thread of the threaded spindle 3 there is an approximation or a different movement of the spindle nut 4 with respect to the receptacle 5 or the most end of the threaded spindle, the receptacle 5 and the spindle nut 4 with respect to the second or first housing be pivoted. This movement corresponds to a relative rotation of the housing 1 and 2 to each other. About this relative movement is a phase adjustment of the opening and closing times, not shown, can be acted upon by the camshaft Ven tile. The adjustment described by actuating the induction clutch 7 and the ring gear 12 is reversible by a corresponding actuation of the induction clutch 8 and the ring gear 13 acted upon by it. It should be noted that in this as well as in the further embodiments, the torque transmission between the bevel gear and ring gears can take place both by appropriately trained toothing and frictionally.

Als besonders vorteilhaft bei dieser Ausführungsform erweist sich, daß die Be aufschlagung der Tellerräder 12, 13 berührungslos erfolgt.It proves to be particularly advantageous in this embodiment that the loading of the ring gears 12 , 13 takes place without contact.

Eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Gleiche, bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 erläuterte Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und müssen an dieser Stelle nicht noch einmal beschrieben werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Kopplung zwischen dem Fortsatz 15a des Kegelrades 15 und der Gewindespindel 3 mittels eines Kugelgelenks 20 verwirklicht. Diese Ausführungsform gestattet eine Drehbewegung des Kegelrades 15 zum Antrieb der Gewindespindel 3 und ermöglicht gleichzeitig in einfacher Weise eine Schwenkbewegung der Gewindespindel 3 bezüglich des Kegelrades 15 wäh rend der Drehung, d. h. während der Phasenverstellung bzw. der Verstellung der relativen Drehlage des ersten und zweiten Gehäuses. Bei dieser Lösung wird eine Spielpassung, wie sie gemäß der ersten dargestellten Ausführungs form vorgesehen war, eingespart. Die ein Kugelgelenk 20 verwendende Lö sung erweist sich als sehr klein bauend und kostengünstig bei der Herstellung. A modification of the embodiment according to FIGS. 1 and 2 is shown in FIGS. 3 and 4. The same components that have already been explained in connection with FIGS. 1 and 2 are provided with the same reference numerals and need not be described again at this point. In this embodiment, the coupling between the extension 15 a of the bevel gear 15 and the threaded spindle 3 is realized by means of a ball joint 20 . This embodiment allows a rotational movement of the bevel gear 15 for driving the threaded spindle 3 and at the same time allows a simple pivoting movement of the threaded spindle 3 with respect to the bevel gear 15 during rotation, ie during the phase adjustment or the adjustment of the relative rotational position of the first and second housings. With this solution, a clearance fit, as was provided according to the first embodiment shown, is saved. The solution using a ball joint 20 proves to be very small and inexpensive to manufacture.

Eine Variation des Kugelgelenkmechanismus, wie er unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 beschrieben wurde, ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Gleiche Bauteile, wie sie unter Bezug auf die Fig. 1 bis 4 bereits beschrie ben wurden, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und ebenfalls nicht noch einmal im einzelnen erläutert. Gemäß der in den Fig. 5 und 6 darge stellten Ausführungsform ist das Kegelrad 15 auf dem Kugelgelenk 20 gelagert. Ferner wird die Gewindespindel 3 mittels der Kugel des Kugelgelenks 20 an getrieben. Auch diese Ausführungsform erlaubt eine klein bauende und ko stengünstige Konstruktion.A variation of the ball joint mechanism as described with reference to FIGS. 3 and 4 is shown in FIGS. 5 and 6. The same components as they have already been described with reference to FIGS. 1 to 4 are provided with the same reference numerals and also not explained again in detail. According to the in Figs. 5 and 6 presented Darge embodiment is mounted, the bevel gear 15 on the ball joint 20. Furthermore, the threaded spindle 3 is driven by means of the ball of the ball joint 20 . This embodiment also allows a small-sized and inexpensive construction.

Es sei angemerkt, daß beispielsweise bei der unter Bezug auf die Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform eine Übersetzung zunächst ins Schnelle und anschließend wieder ins Langsame erfolgt. Dies ist für die Funktion einer Wirbelstrom- bzw. Induktionskupplung von Vorteil, da bei dieser Kupplungsart das übertragbare Drehmoment mit der Schlupffrequenz größer wird. Eine In duktionskupplung hat sehr gute Drehzahlregeleigenschaften, womit eine ge naue Phasenregelung in einfacher Weise ermöglicht ist.It should be noted that, for example, in the embodiment shown with reference to FIGS. 3 and 4, a translation takes place first in the fast and then again in the slow. This is advantageous for the function of an eddy current or induction clutch, since with this type of clutch the transmittable torque increases with the slip frequency. An induction coupling has very good speed control properties, which enables precise phase control in a simple manner.

In den bisher dargestellten Ausführungsformen erfolgte die Beaufschlagung der Tellerräder 12, 13 berührungslos. Eine derart berührungslose Kraftübertra gung führt zu einer besonders niedrigen mechanischen Abnutzung. Es sind jedoch auch reibschlüssige oder hydraulische Kraftübertragungen denkbar, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 7, 8 und 9 nun dargestellt wird, in welchen eine Ausführungsform der Erfindung mit einer getriebeartigen Kraftübertragung realisiert ist. Auch hier sind gleiche oder gleichartige Bauteile, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 6 auftraten, mit gleichen Bezugszei chen versehen und nicht noch einmal im einzelnen erläutert.In the embodiments shown so far, the loading of the ring gears 12 , 13 was carried out without contact. Such a contactless power transmission leads to particularly low mechanical wear. However, frictional or hydraulic power transmissions are also conceivable, as will now be illustrated with reference to FIGS. 7, 8 and 9, in which an embodiment of the invention is implemented with a gear-type power transmission. Here too, the same or similar components, as already occurred in connection with FIGS. 1 to 6, are provided with the same reference characters and are not explained again in detail.

In den Fig. 7 und 8 erkennt man, daß das erste Gehäuse 1 und das zweite Gehäuse 2 wiederum mittels einer Gewindespindel 3' miteinander gekoppelt sind. Es sei angemerkt, daß sowohl bei dieser Ausführungsform, als auch bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen, mehrere derartiger Gewinde spindeln vorgesehen sein können. Bei Verwendung mehrerer Gewindespindeln erweist es sich als vorteilhaft, daß die Kräfte auf die einzelnen Gewindespin deln kleiner sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei einer symmetri schen Verteilung der Gewindestangen eine Unwucht auf die Nockenwelle ent fällt.In Figs. 7 and 8 it can be seen that the first housing 1 and the second housing 2 are in turn coupled by means of a threaded spindle 3 'with each other. It should be noted that in this embodiment, as well as in the embodiments already described, several such threads can be provided. When using several threaded spindles, it proves advantageous that the forces on the individual threaded spindles are smaller. Another advantage is that an unbalance on the camshaft ent falls with a symmetrical distribution of the threaded rods.

Die Gewindespindel 3' ist gemäß der Ausführungsform der Fig. 7 bis 9 mit einem Links-Rechts-Gewinde ausgebildet. In ihrem mittleren Bereich ist die Gewindespindel mit einem Zahnrad 14 ausgebildet. Das Zahnrad 14 ist mittels zweier Schneckenräder, welche mit 12', 13' bezeichnet sind, beaufschlagbar. Die Schneckenräder 12', 13' weisen an ihrer mit dem Zahnrad 14 zusammen wirkenden Seite jeweils Schneckenprofile auf, wie sie in Fig. 9 dargestellt und mit 16 bezeichnet sind. Die Gewindespindel beaufschlagt mit einem ersten Ende eine erste Spindelmutter 4, welche mit einem beispielsweise dem Rechtsgewinde zugeordneten Innengewinde ausgebildet ist. Die erste Spin delmutter 4 ist auf dem Gehäuse 1 vorgesehen. Mit ihrem zweiten Ende wirkt die Gewindespindel 3 mit einer zweiten Spindelmutter 17 zusammen, welche mit einem beispielsweise dem Linksgewinde zugeordneten Innengewinde aus gebildet ist. Die zweite Spindelmutter 17 ist auf dem zweiten Gehäuse 2 vorge sehen. Die erste Spindelmutter 4 ist bezüglich des ersten Gehäuses 1, und die zweite Spindelmutter 17 bezüglich des zweiten Gehäuses 2 schwenkbar gela gert. Bei Betätigung beispielsweise des Schneckenrades 12 wirkt das Schnec kenprofil 16 mit dem Zahnrad 14 zur Drehung der Gewindespindel 3 zusam men. Es kommt, je nach Drehrichtung des Zahnrades 14, zu einer Relativbe wegung der Spindelmuttern 4, 17 aufeinander zu oder voneinander weg. Diese Relativbewegung der Spindelmuttern 4, 17 führt, wie bereits im Zusammen hang mit den Fig. 1 und 2 ausführlich erläutert wurde, zu einer Verschie bung der relativen Drehlage der Gehäuse 1 und 2 zueinander. Durch die gleichzeitige Beaufschlagung zweier Spindelmuttern 4, 17 ist eine besonders schnelle Anpassung der relativen Drehlage der Gehäuse 1, 2 möglich.The threaded spindle 3 'is designed according to the embodiment of FIGS. 7 to 9 with a left-right thread. The threaded spindle is formed with a gear 14 in its central region. The gearwheel 14 can be acted upon by means of two worm gears, which are denoted by 12 ', 13'. The worm wheels 12 ', 13 ' each have on their side cooperating with the gear 14 worm profiles, as shown in Fig. 9 and designated 16. The threaded spindle acts on a first end of a first spindle nut 4 , which is formed with an internal thread assigned to the right-hand thread, for example. The first spin delmutter 4 is provided on the housing 1 . With its second end, the threaded spindle 3 interacts with a second spindle nut 17 , which is formed with an internal thread assigned to the left-hand thread, for example. The second spindle nut 17 is easily seen on the second housing 2 . The first spindle nut 4 is pivotally gela with respect to the first housing 1 , and the second spindle nut 17 with respect to the second housing 2 . When actuating the worm wheel 12, the Schnec kenprofil 16 acts with the gear 14 for rotating the threaded spindle 3 together. It comes, depending on the direction of rotation of the gear 14 , to a Relativbe movement of the spindle nuts 4 , 17 towards or away from each other. This relative movement of the spindle nuts 4 , 17 leads, as has already been explained in detail in connection with FIGS. 1 and 2, to a displacement of the relative rotational position of the housing 1 and 2 to one another. The simultaneous application of two spindle nuts 4 , 17 enables a particularly rapid adjustment of the relative rotational position of the housings 1 , 2 .

Die gemäß den Fig. 7 und 8 dargestellte Ausführungsform ist mit 2 Schneckenrädern 12, 13 ausgebildet. Diese Schneckenräder können jeweils zur Drehung des Zahnrades 14 in unterschiedlichen Richtungen ausgebildet sein (durch Ausbildung entsprechender Schneckenprofile 16). Es ist ebenfalls möglich, nur ein Tellerrad bzw. Schneckenrad vorzusehen, welches beispiels weise über einen Motor wahlweise in beide Richtungen angetrieben werden kann, so daß mit nur einem Tellerrad eine Spät- oder Frühverstellung der mit tels der Nockenwelle beaufschlagten Ventile durchführbar ist.The embodiment shown in FIGS. 7 and 8 is formed with 2 worm wheels 12 , 13 . These worm gears can each be designed to rotate the gear wheel 14 in different directions (by forming corresponding worm profiles 16 ). It is also possible to provide only one ring gear or worm wheel, which can be driven, for example, by a motor in both directions, so that with only one ring gear a late or early adjustment of the valves acted on by means of the camshaft can be carried out.

Bei der Ausführungsform der Fig. 7 und 8 ist darauf zu achten, daß jeweils nur eines der Schneckenräder 12, 13 gleichzeitig mit dem Zahnrad 14 im Ein griff ist. Zweckmäßigerweise sind die Schneckenräder 12 und/oder 13 bezüg lich des ersten Gehäuses drehgelagert und gegen den Zylinderkopf verdreh gesichert und bezüglich der Drehachse 10 axial verstellbar. Die Axialverstel lung der Tellerräder kann beispielsweise über einen (nicht dargestellten) Ma gneten erzielt werden.In the embodiment of FIGS. 7 and 8, care must be taken that only one of the worm wheels 12 , 13 is simultaneously engaged with the gear 14 . Advantageously, the worm wheels 12 and / or 13 bezüg Lich the first housing rotatably and secured against rotation against the cylinder head and axially adjustable with respect to the axis of rotation 10 . The axial adjustment of the ring gears can be achieved, for example, via a magnet (not shown).

Als besonders vorteilhaft bei dieser Ausführungsform erweist sich, daß auf grund der höheren Lage der Gewindespindel 3' bezüglich des Nockenwellen mittelpunkts geringere Kräfte auf die Gewindespindel 3' wirken. Die höhere Lage bewirkt auch, daß Spiele in den Anlenkpunkten geringer sind und somit kleinere Verdrehspiele auftreten. Hierdurch wird die Gefahr des Auftretens von Klappergeräuschen vermindert. Ein Kugelgelenk, wie es oben beispielsweise unter Bezugnahme auf Fig. 3 oder 4 beschrieben wurde, ist hierbei nicht not wendig.As particularly advantageous in this embodiment turns out that 'of the camshaft with respect to the center point lower forces on the threaded spindle 3' effect due to the higher position of the threaded spindle. 3 The higher position also means that games are less in the articulation points and thus smaller twisting games occur. This reduces the risk of rattling noises. A ball joint, as described above, for example with reference to FIG. 3 or 4, is not necessary.

Die hier vorgestellte mechanische Kopplung zwischen erstem und zweitem Gehäuse erweist sich insbesondere verglichen mit herkömmlichen, öldruckge regelten Kopplungs- bzw. Verstellmechanismen als sehr günstig. Bei her kömmlichen Öldruckregelungen wird im Schnitt ein Ampere benötigt, um eine bestimmte Winkellage zwischen einem ersten und einem zweiten Gehäuse im Rahmen einer Nockenwellen-Verstelleinrichtung zu halten. Dies bedeutet eine Leistung von 12 W, welche während des Betriebes konstant benötigt wird.The mechanical coupling between the first and second presented here Housing proves particularly compared to conventional, oil pressure regulated coupling and adjustment mechanisms as very cheap. At her Conventional oil pressure regulations require an average of one ampere certain angular position between a first and a second housing in To hold frame of a camshaft adjustment device. This means one Power of 12 W, which is constantly required during operation.

Darüber hinaus muß ein Ölbedarf für den Versteller vorgehalten werden, wobei hierdurch eine bestimmte Leistung, welche der Verbrennungsmotor aufbringen muß, benötigt wird. Es erweist sich, daß gemäß der hier vorgestellten Lösun gen auftretende Reibungseffekte nicht signifikant über denjenigen bei her kömmlichen, über Öldruck gesteuerten Lösungen liegen. In addition, an oil requirement for the adjuster must be maintained, whereby this results in a certain power which the internal combustion engine exerts must, is needed. It turns out that according to the solution presented here friction effects not significantly above those in her conventional, oil pressure controlled solutions.

Reference list

11

erstes Gehäuse
first housing

22nd

zweites Gehäuse
second housing

33rd

, ,

33rd

' Gewindespindel
'' Lead screw

44th

Spindelmutter
Spindle nut

55

Aufnahme
admission

66

nicht vergeben
not forgiven

77

Induktionskupplung
Induction coupling

88th

Induktionskupplung
Induction coupling

99

nicht vergeben
not forgiven

1010th

Drehachse
Axis of rotation

1111

Verzahnung
Gearing

1212th

Tellerrad
Ring gear

1212th

' Schneckenrad
'' Worm wheel

1313

Tellerrad
Ring gear

1313

' Schneckenrad
'' Worm wheel

1414

Zahnrad
gear

1515

Kegelrad
Bevel gear

1515

a Fortsatz des Kegelrads
a extension of the bevel gear

1515

b zylinderförmiges Ende des Fortsatzes b cylindrical end of the extension

1515

a
a

1616

Schneckenprofil
Screw profile

1717th

zweite Spindelmutter
second spindle nut

Claims

1. Device for rotationally fixed coupling and for changing the relative rotational position of two coaxially about an axis of rotation ( 10 ) and rotatable relative to each other housing ( 1 , 2 ), characterized by at least one via drive means ( 7 , 8 , 12 , 13 , 15 , 15th ') actuated threaded spindle ( 3 , 3 ') which is pivotally mounted on a first end ( 3 a) with respect to the second housing ( 2 ), and at a second end ( 3 b) with respect to the first housing ( 1 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the threaded spindle ( 3 ) at its second end ( 3 b) with an on the first housing ( 1 ) pivotally mounted, formed with a corresponding internal thread th spindle nut ( 4 ) is in operative connection .

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the threaded spindle ( 3 ) by means of a at its first end ( 3 a) provided with the two th housing ( 2 ) with respect to the axis of rotation ( 10 ) rotationally fixed bevel gear ( 15 , 15 ' ) can be actuated, which in turn is operatively connected to at least one drivable ring gear ( 12 , 13 ).

4. The device according to claim 3, characterized by two the bevel gear ( 15 , 15 ') acting from opposite sides, with the second housing ( 2 ) rotatably coupled ring gears ( 12 , 13 ), each by means of an induction coil ( 7 , 8 ) assigned to them ) can be acted upon, wherein they can be braked when subjected to a rotation of the second housing ( 2 ) by the induction coil ( 7 , 8 ) respectively assigned to them.

5. The device according to claim 3, characterized by a ball joint ( 20 , 20 ') for coupling the bevel gear ( 15 , 15 ') and the threaded rod ( 3 ).

6. The device according to claim 4, characterized in that the bevel gear ( 15 ') on the ball joint ( 20 ') is formed.

7. The device according to claim 1, characterized in that the threaded spindle ( 3 ') is formed with a left-right thread and in its central region a gear ( 15 ) which by means of at least one about the axis of rotation ( 10 ) Rotatable plate or worm wheel ( 12 ', 13 ') can be actuated, the threaded spindle ( 3 ') being operatively connected at its first end ( 3 a) to a spindle nut ( 17 ) pivotably mounted on the second housing ( 2 ).

8. The device according to claim 1, characterized in that the first Ge housing ( 1 ) is rotatably connected to a camshaft, and the second hous se ( 2 ) is a camshaft drive wheel driven by a crankshaft.