DE4110195A1 - Verstellvorrichtung fuer eine nockenwelle - Google Patents

Verstellvorrichtung fuer eine nockenwelle

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DE4110195A1 DE19914110195 DE4110195A DE4110195A1 DE 4110195 A1 DE4110195 A1 DE 4110195A1 DE 19914110195 DE19914110195 DE 19914110195 DE 4110195 A DE4110195 A DE 4110195A DE 4110195 A1 DE4110195 A1 DE 4110195A1
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    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
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Description

Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für zwei in drehender Antriebsverbindung stehende Baugruppen, ins­ besondere zur Relativverstellung einer Nockenwelle, zu dem sie antreibenden Antriebsrad, mit einem zwischen beiden angeordneten Stellgetriebe, welches über einen Elektromo­ tor zur Verstellung antreibbar ist.
Die optimale Ausnutzung einer Brennkraftmaschine ist unter anderem dadurch zu verbessern, daß eine von der jeweiligen Drehzahl und der Last der Brennkraftmaschine abhängige Relativverstellung zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle vorgenommen wird. Hierbei besteht die Möglich­ keit, einerseits die Leistungsfähigkeit der Brennkraftma­ schine zu erhöhen und andererseits den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Der Antrieb der Nockenwelle erfolgt hierbei über eine erste Baugruppe mit einem Antriebsrad, welches von der Kurbelwelle über einen Zahn-, Riemen-, oder Kettenantrieb beaufschlagt wird. Eine Verstellvorrichtung befindet sich häufig zwischen dieser ersten Baugruppe und einer zweiten Baugruppe, die kraft- oder formschlüssig mit der Nockenwelle in Verbindung steht. Die Verstellvorrich­ tung besteht beispielsweise aus einem mechanischen Stell­ element zur Verbindung der Nockenwellenbaugruppe und der Antriebsbaugruppe, welches zum Beispiel mit einer Keilver­ zahnung an beiden Baugruppen angreift oder eine Gleit­ buchsenführung mit sich überdeckenden und kreuzenden Schlitzen aufweist, die in die Widerlagerelemente eingrei­ fen. Die Widerlagerelemente sind mit dem Stellelement und die Gleitbuchsen sind mit der Antriebsbaugruppe bzw. der Nockenwellenbaugruppe drehfest verbunden. Das mechanische Stellelement kann beispielsweise durch eine öldruckge­ steuerte oder elektromotorisch betätigte Vorrichtung ange­ trieben werden.
Eine derartige Ausführung ist beispielsweise aus der EP 02 54 058 mit einer Verstelleinrichtung zur Veränderung der Ventilabstimmung einer Brennkraftmaschine bekannt, die mit einem Umlaufrädergetriebe und einem Elektromotor zusammen­ arbeitet. Die Steuernocken der Nockenwelle für die Ventile sind mit einer Innen- bzw. einer Außenwelle verbunden. Die Innenwelle ist drehfest mit dem Sonnenrad und die Außen­ welle mittelbar über eine Scheibe drehfest mit dem Hohlrad verbunden. Der Antrieb der Verstellvorrichtung erfolgt über den Planetenradträger, wobei das Umlaufrädergetriebe und der Elektromotor sowie die Nockenwelle eine gemeinsame Rotationsachse aufweisen und wobei eine Spannungsbeauf­ schlagung des Elektromotors eine Relativverdrehung zwi­ schen Hohlrad und Sonnenrad über die Planetenräder be­ wirkt. Die Stellgenauigkeit der Verstelleinrichtung ist aufgrund der direkten Übersetzung und des unmittelbaren Eingriffs des Elektromotors auf die Innenwelle von der Stellgenauigkeit des Elektromotors abhängig. Ferner ist bei dieser Verstelleinrichtung eine Zuführung der Versor­ gungsspannung für den Elektromotor über Schleifringe not­ wendig, weil der gesamte Elektromotor rotiert, so daß die Herstellungskosten erheblich verteuert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vers­ tellvorrichtung zur Relativverstellung zweier in drehender Antriebsverbindung stehender Baugruppen zu schaffen, die eine leichtgängige und äußert genaue Einstellung ermög­ licht.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Stator des Elek­ tromotors ortsfest angeordnet ist und daß das Stellge­ triebe zusammen mit dem Rotor des Elektromotors auf einem Wellenstück relativ drehbar zur Nockenwelle gelagert ist.
Durch die Verwendung eines Stellgetriebes in Verbindung mit einem Zusatzantrieb durch einen Elektromotor besteht die Möglichkeit, eine äußerst exakte und feinfühlige Ein­ stellung der Relativverstellung der beiden in drehender Antriebsverbindung stehenden Baugruppen zu ermöglichen. Durch die ortsfeste Anordnung des Stators im Gehäuse ist eine Spannungszuführung ohne Schleifringe möglich. Durch eine Lagerung des Rotors und Teilen des Stellgetriebes auf einem Wellenstück, daß mit der Nockenwelle verbunden ist, können die Reibungsverluste im Normalbetrieb klein gehal­ ten werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Wellenstück drehfest mit der Nockenwelle oder dem Gehäuse verbunden ist.
In einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Stellgetriebe ein Umlaufrädergetriebe mit zwei Hohlrädern und zwei miteinander verbundenen Planetenrädern ist und die Verstellung durch ein drittes Getriebeteil erfolgt, wobei das erste Hohlrad drehfest mit dem Antriebsbauteil und das zweite Hohlrad drehfest mit dem Abtriebsbauteil verbunden ist und das dritte Getriebeteil mit dem Rotor des Elektromotors drehfest verbunden ist, welcher bei konstanter Phasenlage der beiden Bauteile gleichschnell mitdreht.
Durch die Verwendung eines Umlaufrädergetriebes mit zwei Hohlrädern und zwei miteinander verbundenen Planetenrädern wird die Genauigkeit der Einstellung wesentlich ver­ bessert, weil mehrere Umdrehungen des Elektromotors erfor­ derlich sind, um eine Relativverstellung zwischen den beiden Hohlrädern durchzuführen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das dritte Getriebeteil der Planetenradträger ist und daß das Antriebsrad als Antriebsbauteil und die Nockenwelle als Abtriebsbauteil vorgesehen ist.
Die Verzahnungen der Planetenräder stehen hierbei jeweils mit einer korrespondierenden Verzahnung der Hohlräder in Eingriff. Ein weiterer Vorteil dieser Getriebeeinheit besteht in der Möglichkeit einer äußerst dünnwandigen Ausführung der Hohlräder und Planetenräder, wodurch eine Gewichtseinsparung und deutliche Verringerung der An­ triebsenergie erzielt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Planetenräder oder die Hohlräder jeweils geringfü­ gig unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen.
Um die Genauigkeit der Einstellung weiterhin zu verbessern, können aber auch die Planetenräder und die Hohlräder je­ weils geringfügig unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen.
Durch die jeweils geringfügig unterschiedlich ausgelegte Zähnezahl der Hohlräder oder Planeten, wird die Standüber­ setzung ungleich 1, liegt aber sehr nahe bei 1.
In besonderer Ausgestaltung der ersten Ausführungsvariante der Verstellvorrichtung ist vorgesehen, daß die beiden Planetenräder ein gemeinsames Lager mit einem Innenring aufweisen, der eine zur Laufbahnfläche exzentrische Boh­ rung mit dem Maß des Achsabstandes des Planetengetriebes aufweist und der Innenring auf einem zentrisch zur Mittel­ linie der Nockenwelle liegenden Absatz des Planetenrad­ trägers sitzt.
Hierdurch wird eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Verstellvorrichtung erzielt.
Damit auch im Störungsfall der Verstellvorrichtung die Motorfunktion aufrechterhalten werden kann, ist vorge­ sehen, daß die Relativverstellung auf einen maximalen Verstellwinkel begrenzt ist.
Umlaufrädergetriebe der oben beschriebenen Bauart haben die für diese Anwendung vorteilhafte Eigenschaft der Selbsthemmung, d. h. ohne aktives Drehmoment am Planeten­ radträger läßt sich diese Getriebe nicht verstellen, unab­ hängig davon, wie hoch die Hohlraddrehmomente sind. In Betriebszuständen ohne Verstellung dreht das Getriebe als Block um, ohne daß der Elektromotor ein Drehmoment über­ trägt. Durch den Einsatz von Reibelementen zwischen den beiden Hohlrädern oder anderen Getriebeteilen kann die Selbsthemmung noch vergrößert werden.
In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß das Stellgetriebe eine Gewindespindel mit einem ersten und zweiten Gewindeabschnitt umfaßt, wobei ein axial bewegliches Stellelement in Form einer Hülse zur Relativverstellung nach dem Prinzip der schiefen Ebene koaxial zwischen dem An- und Abtriebsbauteil angeordnet und drehfest mit einem der Gewindeabschnitte verbunden ist und daß der zweite Gewindeabschnitt durch den Elektromotor antreibbar ist.
Durch die Verwendung einer Gewindespindel mit einem Innen- und Außengewindeabschnitt besteht ebenfalls die Möglichkeit eine feinfühlige und exakte Einstellung der beiden in drehender Antriebsverbindung stehenden Bauteile vorzunehmen. Einer der beiden Gewindeabschnitte ist hier­ bei unmittelbar durch den Elektromotor antreibbar, während der zweite Gewindeabschnitt mit dem Stellelement verbunden ist, welches zur Relativverstellung nach dem Prinzip der schiefen Ebene koaxial zwischen den beiden Bauteilen ange­ ordnet ist. Durch die Stellhülse wird der Herstellungsauf­ wand erheblich reduziert, so daß beispielsweise die Ver­ stellung einer Nockenwelle gegenüber dem sie antreibenden Antriebsrad mit großer Genauigkeit vorgenommen werden kann. Ebenso wie bei dem erstgenannten Ausführungsbeispiel weist der Elektromotor und die sich drehenden Bauteile eine gemeinsame Rotationsachse auf, wobei der Stator des Elektromotors ortsfest gehalten ist. Hierdurch ist es möglich, ebenso wie bei dem erstgenannten Ausführungsbei­ spiel, eine Zuführung der Spannungsversorgung unmittelbar zum Stator vorzunehmen. Schleifringe oder dgl. werden nicht benötigt. Die Lagerung des Stellgetriebes und des Rotors kann wie bei der ersten Ausführungsvariante erfol­ gen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der zweite Gewindeabschnitt Bestandteil des axial festen, aber drehbar gelagerten Rotors ist und daß das Stellelement unmittelbar mit einem ersten Gewindeabschnitt auf dem zweiten Gewindeabschnitt axial beweglich gelagert ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Stellelement eine Innen- und eine Außenkeilver­ zahnung aufweist, von denen eine in Eingriff mit dem An­ triebsrad und eine in Verbindung mit dem Innenteil steht, welches drehfest mit dem Nockenendstück verbunden ist und mindestens eine der Keilverzahnungen als Schrägverzahnun­ gen ausgebildet sind.
Das Stellelement weist eine Innen- und Außenkeilverzahnung auf, mit dem es in die korrespondierende Verzahnung des Antriebsrades und der Nockenwelle eingreift. Mindestens eine der beiden Verzahnungen ist hierbei als Schrägver­ zahnung ausgebildet, so daß bei einer Axialbewegung des Stellelementes eine exakte und genaue Relativverstellung der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle erfolgen kann, wobei der Platzbedarf äußerst gering ist.
Desweiteren ist es denkbar, daß mehrere Stellelemente mit Verstellvorrichtungen ausgestattet sind, die beispiels­ weise mit ineinandergeschobenen Nockenwellen zusammenar­ beiten und entsprechende Ausnehmungen für die Hocken einer Nockenbaugruppe aufweisen, wobei eine Relativverstellung gegeneinander und/oder zur Kurbelwelle möglich ist.
Um eine sichere Mitnahme der Nockenwelle und der Getriebe­ einheit durch das Antriebsrad zu gewährleisten, ist vorge­ sehen, daß das Gewinde der ersten und zweiten Gewindeab­ schnitte ein leichtgängiges, aber im selbsthemmenden Be­ reich arbeitendes Gewinde ist.
Zur Reduzierung des Herstellungsaufwandes ist weiterhin vorgesehen, daß der Elektromotor ein Hohlwellenmotor ist und daß der Rotor koaxial inner- oder außerhalb des Sta­ tors angeordnet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Rotor des Elektromotors aus einem dauermagneti­ schen Werkstoff besteht, damit Zuleitungen für den Rotor entfallen können und die Herstellung des Elektromotors wesentlich verbilligt wird.
Bei beiden Ausführungsvarianten der Verstellvorrichtung ist vorgesehen, daß die Relativverstellung durch ein kurz­ zeitiges Schneller- oder Langsamerlaufen des Elektromo­ tors gegenüber den beiden Bauteilen erfolgt.
Die Erfindung wird anhand von mehreren Ausführungsbei­ spielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Verstellvorrichtung mit einem Umlaufräderge­ triebe und einem Elektromotor als Verstellan­ trieb,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Verstellvor­ richtung gemäß Figur l,
Fig. 3 eine Verstellvorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer Gewindespindel und einem Elektromotor, welcher auf einem mit dem Gehäuse drehfest verbundenen Wellenstück gelagert ist und
Fig. 4 eine Verstellvorrichtung gemäß Fig. 3 mit einem mit der Nockenwelle drehfest verbunde­ nen Wellenstück.
Fig. 1 bis 4 zeigen in einer geschnittenen Darstellung das Ende einer Nockenwelle 1, welche mit einer Verstell­ vorrichtung 2 eine Relativverstellung der Nockenwelle 1 gegenüber der Kurbelwelle ermöglicht. Die Nockenwelle 1 besteht aus einem Wellenkörper 3 und einem Nockenendstück 4. Ein Antriebsrad 5 ist über einen Zahn-, Zahnriemen- oder Kettentrieb mit der Kurbelwelle und mit einer radial erweiterten Verlängerung 6 verbunden.
Die Verlängerung 6 des Antriebsrades 5 ist nach Fig. 1, 2 mit einer innenliegenden Verzahnung 7 für das zweite Hohl­ rad 8 ausgestattet, während eine direkte drehfeste Verbin­ dung mit dem ersten Hohlrad 9 besteht. Die Verzahnung 7 ist in diesem Fall als formschlüssige Verdrehbegrenzung ausgebildet, d. h. es ist eine Nut über einen größeren Umfangsabschnitt ausgebildet, in dem ein oder mehrere korrespondierende Zähne 10 des zweiten Hohlrades 8 in einem bestimmten winkelbereich relativ verdrehbar angeord­ net sind. Die Nut und der Zahn 10 bestimmen hierbei den maximalen Verdrehwinkel der Verstellvorrichtung 2. Erfolgt eine Anlage des Zahnes 10 an eine der Seitenflanken der Nut, wird das zweite Hohlrad 8 in der einen oder anderen Richtung mitgeschleppt. Die beiden Hohlräder 8, 9 sind jeweils mit einer Innenverzahnung 11, 12 ausgestattet, welche in Eingriff mit den jeweiligen Außenver­ zahnungen 13, 14 der Planetenräder 15, 16 stehen. Die beiden Planetenräder 15, 16 weisen vorzugsweise Außenverzahnungen 13, 14 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zähnen der auf. Beispielsweise kann das erste Planetenrad 15 mit 27 Zähnen und das zweite Planetenrad 16 mit 28 Zähnen ausge­ stattet sein. Dann können die korrespondierenden Innenver­ zahnungen 11, 12 der Hohlräder 8, 9 unterschiedlich mit z. B. 30 bzw. 29 Zähnen ausgestattet sein. Es ist aber auch denkbar, daß die Verzahnungen der Planetenräder 15, 16 gleiche Zähnezahlen aufweisen und daß über Profilver­ schiebungen der dann unterschiedlichen Hohlräder 8, 9 eine geeignete Getriebeübersetzung erzielt wird.
Die beiden Planetenräder 15, 16 sind bei den Ausführungen gemäß den Fig. 1 und 2 exzentrisch über das Lager 37 auf dem Planetenradträger 17 gelagert. Der Planetenradträger 17 ist selbst wiederum über ein erstes Lager 18 auf dem zum Innenteil 35 gehörenden Wellenstück 19 und über ein zweites Lager 36 in der Bohrung 38 des zweiten Hohlrades 8 gelagert. Das zweite Hohlrad 8 und das Wellenstück 19 sind Bestandteil des Innenteiles 35, welches zur Festlegung des zweiten Hohlrades 8 auf dem Nockenendstück 4 über eine Schraube 20 dient. Das Wellenstück 19 kann aber auch vom Innenteil 35 gemäß der Ausführung nach Fig. 3 getrennt sein. Dann dient das Innenteil 35 nur als Träger des zwei­ ten Hohlrades 8 und zur Festlegung desselben am Nockenend­ stück 4. Ferner sind die beiden Planetenräder 15, 16 dreh­ fest miteinander verbunden und auf einer Hülse 48 aufge­ nommen, die als Außenring des Lagers 37 dient.
In Fig. 2 ist ebenfalls eine exzentrische Lagerung der beiden Planetenräder 15,16 dargestellt. Die beiden Plane­ tenräder 15, 16 weisen hierbei ein gemeinsames Lager 37 mit einem Innenring 39 und einer Hülse 48 als Außenring der drehfest miteinander verbundenen Planetenräder 15,16 auf, wobei der Innenring 39 eine zur Laufbahnfläche 40 exzentrische Bohrung 41 mit dem Maß des Achsabstandes des Planetenradgetriebes aufweist. Der Innenring 39 sitzt auf einem zentrisch zur Mittellinie X der Nockenwelle 1 lie­ genden Absatz 42 des Planetenradträgers 17.
Das erste Hohlrad 9 ist in beiden Ausführungsbeispielen über ein Sicherungsmittel 43 axial fest in der Verlänge­ rung 6 des Antriebsrades 5 gehalten, wobei das Sicherungs­ mittel 43 in einer äußeren Nut 44 des ersten Hohlrades 9 einliegt.
Der Planetenradträger 17 ist ferner mit dem Rotor 21 des Elektromotors 23 drehfest verbunden, während der Stator 22 des Elektromotors 23 ortsfest im Gehäuse 34 der Verstell­ vorrichtung 2 angeordnet ist. Bei einem Antrieb der Nockenwelle 1 über das Antriebsrad 5 erfolgt eine Mitnahme des Wellenkörpers 3 über ein Stellgetriebe 24, welches als Umlaufrädergetriebe ausgebildet ist. Die Zähnezahlen der Verzahnungen 11, 12 bzw. 13, 14 der Hohlräder 8, 9 und der Planetenräder 15, 16 ergeben eine solche Getriebeüberset­ zung, daß die Verstellvorrichtung 2 selbsthemmend arbei­ tet. Im Falle einer Rotation ohne Beaufschlagung des Elek­ tromotors 23 dreht sich somit das Antriebsrad 5, der Wellenkörper 3 und der Rotor 21 des Elektromotors 23 gleichschnell. Bei einer Beaufschlagung des Elektromotors 23 erfolgt ein kurzzeitiges Schneller- oder Langsamer­ laufen des Rotors 21 gegenüber der Nockenwelle 1 und dem Antriebsrad 5. Aufgrund der Getriebeübersetzung erfolgt eine langsame und stetig zunehmende Relativverdrehung der beiden Hohlräder 8, 9 zueinander. Hierbei ist die Ver­ stellung durch mehrere Umdrehungen des Elektromotors 23 notwendig, so daß die Stellgenauigkeit besonders fein­ fühlig und exakt vorgenommen werden kann.
In Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die ebenfalls mit einem Elektromo­ tor 23 eine Relativverstellung ermöglicht. Zu diesem Zweck ist die Verlängerung 6 des Antriebsrades 5 mit einer innenliegenden Keilverzahnung 25 ausgestattet. Das Innen­ teil 35 weist eine außenliegende Keilverzahnung 26 auf und ist mittels einer Befestigungsschraube 20 mit dem Nocken­ endstück 4 der Nockenwelle 1 drehfest verbunden, wobei die Nockenwelle 1 koaxial zum Antriebsrad 5 gelagert ist. Die Keilverzahnung 25 der Verlängerung 6 und die Keilverzahnung 26 des Innenteiles 35 greifen nicht unmittelbar ineinander, sondern sind mittelbar über ein Stellelement 27 mit einer Außenkeilverzahnung 28 und einer Innenkeilverzahnung 29 zur Drehmomentübertragung verbunden. Das Stellelement 27 ist axial verschieblich gelagert und wird durch die Verstellvorrichtung 2 axial bewegt. Zur Relativverstellung der Nockenwelle 1 gegenüber dem Antriebsrad 5 sind die Außenkeilverzahnung 28 und/oder die Innenkeilverzahnung 29 als Schrägverzahnung ausgebildet, so daß nach dem Prinzip der schiefen Ebene bei einer axialen Verlagerung des Stellelementes 27 eine Relativverdrehung des Antriebsrades 5 gegenüber der Nockenwelle 1 erzielt wird. Das Stellelement 27 weist an dem der Verzahnung gegenüberliegenden Ende einen Ansatz 30 auf, der über einen ersten Gewindeabschnitt 31 auf dem zweiten Gewindeabschnitt 32 aufgenommen ist. Der erste und zweite Gewindeabschnitt 31, 32 stellen die Teile des Stellgetriebes 24 dar. Der zweite Gewindeabschnitt 32 ist hierbei unmittelbar an den Rotor 21 des Elektromotors 23 drehfest angebracht. Gemäß der Lösung nach Fig. 3 ist der Rotor 21 auf einem Wellenstück 33 drehbar gelagert, welches vom Innenteil 35 separiert ist und mit dem Gehäuse 34 drehfest verbunden ist.
Der Rotor 21 ist gemäß Fig. 4 auf dem Innenteil 35, bzw. einer als Wellenstück 19 gestalteten Verlängerung des Innenteils 35 gelagert.
Auf dem Wellenstück 19 ist die Hülse 45 über Kugellager 46, 47 drehbar gelagert. Die Hülse 45 weist auf ihrem Außenumfang den zweiten Gewindeabschnitt 32 auf und ist mit dem Rotor 21 des Elektromotors 23 drehfest verbunden.
Der Stator 22 des Elektromotors 23 ist, wie bei den beiden erstgenannten Ausführungsbeispielen ebenfalls im Gehäuse 34 ortsfest gehalten, so daß für die Spannungsbeaufschla­ gung des Elektromotors 23 keine Schleifringe erforderlich sind. Eine Mitnahme der Nockenwelle 1 durch das Antriebs­ rad 5 erfolgt über die Keilverzahnungen 25, 26 und 28, 29 der Verlängerung 6 des Antriebsrades, des Innenteiles 35 bzw. des Stellelementes 27. Die Gewindeabschnitte 31, 32 sind so ausgelegt, daß sie im selbsthemmenden Bereich arbeiten. Im Falle einer Spannungsbeaufschlagung des Elektromotors 23 erfolgt, wie bei den erstgenannten Aus­ führungsbeispielen ein kurzzeitiges Schneller- oder Lang­ samerlaufen des Elektromotors 23, so daß die Nockenwelle 1 durch axiale Verschiebung des Stellelementes 27 gegenüber dem Antriebsrad 5 relativ verdreht wird.
Bezugszeichenliste
 1 Nockenwelle
 2 Verstellvorrichtung
 3 Wellenkörper
 4 Nockenendstück
 5 Antriebsrad
 6 Verlängerung
 7 Verzahnung
 8 zweites Hohlrad
 9 erstes Hohlrad
10 Zahn
11, 12 Innenverzahnung der Hohlräder
13, 14 Außenverzahnung der Planeten
15, 16 Planetenrad
17 Planetenradträger
18 Lager
19 Wellenstück
20 Befestigungsschraube
21 Rotor
22 Stator
23 Elektromotor
24 Stellgetriebe
25 Keilverzahnung der Verlängerung
26 Keilverzahnung des Innenteils
27 Stellelement
28 Außenkeilverzahnung des Stellelementes
29 Innenkeilverzahnung des Stellelementes
30 Ansatz
31 erster Gewindeabschnitt
32 zweiter Gewindeabschnitt
33 Wellenstück
34 Gehäuse
35 Innenteil
36 Lager
37 Lager
38 Bohrung des zweiten Hohlrades
39 Innenring
40 Laufbahnfläche
41 Bohrung
42 Absatz des Planetenradträgers
43 Sicherungsmittel
44 Nut
45 Hülse
46 Lager
47 Lager
48 Hülse

Claims (17)

1. Verstellvorrichtung (2) für zwei in drehender An­ triebsverbindung stehende Baugruppen, insbesondere zur Relativverstellung einer Nockenwelle (1), zu dem sie antreibenden Antriebsrad (5), mit einem zwischen bei­ den angeordneten Stellgetriebe (24), welches über einen Elektromotor (23) zur Verstellung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (22) des Elektromotors (23) ortsfest angeordnet ist und daß das Stellgetriebe (24) zusammen mit dem Rotor (21) des Elektromotors (23) auf einem Wellenstück (19,33) relativ drehbar zur Nockenwelle (1) gelagert ist.
2. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenstück (19) drehfest mit der Nockenwelle (1) verbunden ist.
3. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenstück (33) drehfest mit dem Gehäuse (34) verbunden ist.
4. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellgetriebe (24) ein Umlaufrädergetriebe mit zwei Hohlrädern (8, 9) und zwei miteinander verbundenen Planetenrädern (15, 16) ist und die Verstellung durch ein drittes Getriebeteil erfolgt, wobei das erste Hohlrad (9) drehfest mit dem Antriebsbauteil und das zweite Hohlrad (8) drehfest mit dem Abtriebsbauteil verbunden ist und das dritte Getriebeteil mit dem Rotor (21) des Elektromotors (23) drehfest verbunden ist, welcher bei konstanter Phasenlage der beiden Bauteile gleichschnell mitdreht.
5. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellgetriebe (24) eine Gewindespindel mit einem ersten (31) und zweiten Gewindeabschnitt (32) umfaßt, wobei ein axial bewegliches Stellelement (27) in Form einer Hülse zur Relativverstellung nach dem Prinzip der schiefen Ebene koaxial zwischen dem An- und Antriebsbauteil angeordnet und drehfest mit einem der Gewindeabschnitte (31, 32) verbunden ist und daß der zweite Gewindeabschnitt (32) durch den Elek­ tromotor (23) antreibbar ist.
6. Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Getriebeteil der Planetenradträger (17) ist.
7. Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (5) als Antriebsbauteil und die Nockenwelle (1) als Abtriebsbauteil vorgesehen ist.
8. Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen (13, 14) der Planetenräder (15, 16) mit jeweils einer korrespondierenden Verzahnung (11, 12) der Hohlräder (8, 9) in Eingriff stehen.
9. Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder (15, 16) und/oder die Hohlräder (8, 9) jeweils geringfügig unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen.
10. Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Planetenräder (15, 16) ein gemeinsames Lager mit einem Innenring (39) aufweisen, der eine zur Laufbahnfläche (40) exzentrische Bohrung (41) mit dem Maß des Achsabstandes des Planetenradgetriebes auf­ weist und der Innenring (39) auf einem zentrisch zur Mittellinie der Nockenwelle (1) liegenden Absatz (42) des Planetenradträgers (17) sitzt.
11. Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativverstellung auf einen maximalen Ver­ stellwinkel begrenzt ist.
12. Verstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gewindeabschnitt (32) Bestandteil des axial festen, aber drehbar gelagerten Rotors (21) ist und daß das Stellelement (27) unmittelbar mit dem ersten Gewindeabschnitt (31) auf dem zweiten Gewinde­ abschnitt (32) axial beweglich gelagert ist.
13. Verstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (27) eine Innen- (29) und eine Außenkeilverzahnung (28) aufweist, von denen eine in Eingriff mit dem Antriebsrad (5) und eine in Verbin­ dung mit dem Innenteil (35) steht, welches drehfest mit dem Nockenendstück (4) verbunden ist und mindes­ tens eine der Keilverzahnungen (28, 29) als Schrägver­ zahnungen ausgebildet sind.
14. Verstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde der ersten (31) und zweiten Gewindeab­ schnitte (32) ein leichtgängiges, aber im selbst­ hemmenden Bereich arbeitendes Gewinde ist.
15. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (23) ein Hohlwellenmotor ist und daß der Rotor (21) koaxial inner- oder außerhalb des Stators (22) angeordnet ist.
16. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (21) des Elektromotors (23) aus einem dauermagnetischen Werkstoff besteht.
17. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativverstellung durch ein kurzzeitiges Schneller- oder Langsamerlaufen des Elektromotors (23) gegenüber den beiden Bauteilen erfolgt.
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