EP2396521A1 - Verstelleinrichtung für nockenwellen von verbrennungsmotoren von fahrzeugen, wie kraftfahrzeuge, boote, schiffe oder dergleichen - Google Patents

Verstelleinrichtung für nockenwellen von verbrennungsmotoren von fahrzeugen, wie kraftfahrzeuge, boote, schiffe oder dergleichen

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Publication number
EP2396521A1
EP2396521A1 EP10700809A EP10700809A EP2396521A1 EP 2396521 A1 EP2396521 A1 EP 2396521A1 EP 10700809 A EP10700809 A EP 10700809A EP 10700809 A EP10700809 A EP 10700809A EP 2396521 A1 EP2396521 A1 EP 2396521A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adjusting device
gear
camshaft
sun gear
connecting element
Prior art date
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Granted
Application number
EP10700809A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2396521B1 (de
Inventor
Andreas Kaiser
Helmut Schön
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sbs-Feintechnik GmbH&Co KG
Original Assignee
Sbs-Feintechnik GmbH&Co KG
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Publication date
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Publication of EP2396521A1 publication Critical patent/EP2396521A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2396521B1 publication Critical patent/EP2396521B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear

Definitions

  • Adjustment device for camshafts of internal combustion engines of vehicles such as motor vehicles, boats, ships or the like
  • the invention relates to an adjusting device for camshafts of internal combustion engines of vehicles, such as motor vehicles, boats, ships and the like, according to the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to provide the generic adjustment so that it allows for simple and cost-effective production and assembly accurate adjustment of the relative angular position of the camshaft to the crankshaft.
  • the sun gear of the planetary gear surrounds the connecting element with which the phase adjuster of the adjusting device is connected to the camshaft.
  • the connecting element can also be part of the camshaft.
  • the camshaft consists of a tube to which the cams are applied as separate elements.
  • the tube may be the connecting element of the adjusting device according to the invention.
  • the connecting element is formed at least by a part of a planet carrier.
  • the connecting element is operatively connected to the camshaft via a screw.
  • the connecting element may be connected directly to the camshaft in a force-locking manner, preferably by means of a press connection, in particular a cylindrical press connection.
  • the sun gear is provided with a planetary gear projecting sun gear, which can be coupled to the actuator.
  • the sun gear is advantageously arranged within the planetary gear so that it surrounds the planet carrier.
  • a reliable and yet simple sealing of the planetary gear is achieved when the planet carrier extends so far in the direction of the sun gear, that the sealing of the planetary gear between the sun gear and the planet carrier is possible to the outside.
  • the planet carrier consists of the connecting element, which is essentially a prismatic tube, and a flange in which the axes of the planet wheels are fastened.
  • the prismatic tube can be made for example by centerless grinding.
  • the ring gear of the planetary gear part of a housing in which the planet gears and the sun gear are housed.
  • the sun gear protrudes from the housing. This makes it easily possible to connect the planetary gear containing phaser with the actuator.
  • the positive locking profiling is located advantageously on the outside of the sun gear shaft. This has the advantage that the sun gear can be easily pushed onto the closure element.
  • the phase divider In order to simply connect the phase divider with the actuator, it is provided with at least one coupling element, with which the actuator can be coupled to the phase divider. Since the actuator and the phase adjuster are two separate structural units, it is not necessary, for example, to replace the entire adjusting device if the actuator is damaged.
  • the coupling element of the actuator is advantageously formed sleeve-shaped and provided with a form-locking profiling. It is preferably located on the inside of the coupling element.
  • the coupling element is advantageously connected via a reduction gear to a motor, preferably an electric motor.
  • the high speed of this engine can thus be reduced via the reduction gear to the low speed of the coupling element.
  • the motor may be a brushless DC motor or a stepper motor.
  • the rotation of the motor shaft is advantageously detected by sensors.
  • the reduction gear is advantageous a worm gear, with which not only a high reduction is possible, but which is also self-locking in an advantageous manner.
  • the motor shaft is advantageously in a plane which is perpendicular to the camshaft or to the axis of the connecting element.
  • the adjusting device has only a small length in the axial direction of the camshaft.
  • the motor shaft can also lie in a plane which is rotated about the pitch angle of a worm gear from the perpendicular to the camshaft or to the axis of the connecting element.
  • the sun gear is preferably mounted on the connecting element.
  • the ring gear on a smaller diameter approach on which a deflection wheel is mounted for an endlessly rotating drive element.
  • the guide wheel can be designed with the drive element so that the guide wheel and the larger diameter portion of the ring gear have approximately the same diameter. Since the deflection wheel is mounted on the smaller diameter approach of the ring gear, the ring gear with guide wheel can have a relatively small diameter, which has an advantageous effect on the size of the phaser.
  • the deflection wheel is advantageously provided with radially inwardly projecting teeth which engage in apertures of the neck of the ring gear. In this way, a reliable positive connection in the direction of rotation between the guide wheel and the ring gear is achieved.
  • the deflection wheel is preferably arranged in half the length of the projection of the ring gear. This ensures optimum introduction of force from the deflection wheel to the ring gear.
  • the ring gear is advantageously rotatably mounted on the connecting element by means of at least one bearing, preferably a roller bearing.
  • at least one bearing preferably a roller bearing.
  • the bearing is advantageously arranged substantially in the plane of action of the deflection wheel.
  • the bearing is preferably housed in the approach of the ring gear.
  • the bearing is located near the camshaft-side end of the phaser and thereby supports the connection region between the connecting element and the camshaft, so that in this critical area no or at most only a very small deflection of the camshaft occurs.
  • the deflection wheel is advantageously made of metallic material.
  • the teeth of such a metallic deflecting on the outer ring of the bearing Due to this metal-metal contact results in a good heat dissipation and in particular a very high rigidity of the phaser in the region of the deflection wheel.
  • the guide wheel is expediently directly operatively connected to an outer ring of the bearing. This ensures optimal heat dissipation.
  • the gear parts of the planetary gear can be made of a plastic, which has a high strength and wear resistance.
  • at least one gear part, preferably the sun gear, made of a metallic material is about him then a good heat dissipation from the planetary gear is possible.
  • the ring gear is advantageously closed on one side by a lid, so that a lubricant which is located in the ring gear, can not escape to the outside.
  • lid and the ring gear are advantageously made of plastic, these two parts can be very easily welded together.
  • the weld formed thereby increases the strength of the phaser.
  • the motor shaft of the actuator rotates only if the phase is to be adjusted.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a camshaft drive with an adjusting device according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective and partially in section an adjusting device according to the invention
  • 3 is a phase divider of the adjusting device according to the invention in a perspective view
  • 4 shows in perspective and partially in section an actuator of the adjusting device according to the invention
  • FIG. 5 is a perspective and partially sectional view of the phaser of the adjusting device according to the invention.
  • Fig. 6 in perspective view of the actuator of the adjusting device according to the invention.
  • Phase dividers are used for camshaft adjustments that change the angular position between a crankshaft and a camshaft during engine operation. Turning the camshaft shifts the opening and closing times of valves, which changes the filling processes in the cylinder of internal combustion engines.
  • Fig. 1 shows schematically a camshaft drive with two camshafts 1 and a crankshaft 2. Sitting on the camshaft and the crankshaft wheels 1 ', 2', preferably sprockets, over which an endlessly rotating drive element 3, preferably a chain, is guided.
  • the chain 3 is held by chain tensioner 4 in a known manner under tension.
  • the left in Fig. 1 chain tensioner 4 can be adjusted by means of a clamping device 5 in order to achieve the required chain tension.
  • This chain tensioner 4 is pivotable about an axis 6 lying parallel to the camshaft 1 or crankshaft 2.
  • the phaser has a cylindrical housing 7 (FIG. 5), which is provided at one end with a reduced diameter, axial approach 8 in diameter. It is advantageously integrally formed with the housing 7. At the other end, the housing 7 is covered by a lid 9 closed, which is mounted in the housing 7 after assembly of the transmission to be described later.
  • a drive wheel 10 in the embodiment, a sprocket, rotatably secured, over which the chain 3 is guided.
  • the sprocket 10 is spaced from a flat end face 11 of the housing 7 and from the free end 12 of the neck. 8
  • the outer ring 14 of a rolling bearing 13 On the inner wall of the projection 8, the outer ring 14 of a rolling bearing 13 is attached.
  • the outer ring 14 engages in an annular groove 15 in the inner wall of the neck 8 and is thereby secured axially.
  • the inner ring 16 of the rolling bearing 13 is non-rotatably mounted on a planet carrier 17 of a planetary gear 18th
  • the planet carrier 17 has a centrally projecting into the neck 8 sleeve 19, which extends to the free end 12 of the neck 8.
  • the sleeve 19 is advantageously formed by a centerless ground pipe. Approximately at the level of the end face 11, the sleeve 19 is adjoined by a radially outwardly extending flange 20, which is fastened on the sleeve 19 as a separate component. It is also possible, the sleeve 19 and the flange 20 integrally formed with each other.
  • the flange 20 extends within the housing 7 and has only a small distance from the end face 11 having the end wall 21 of the housing. 7
  • the sleeve 19 of the planet carrier 17 is seated on a screw 23, with which the phase divider is connected to the camshaft 1.
  • the screw 23 projects axially beyond the projection 8 and over the cover 9.
  • the protruding over the cover 9 end 24 of the screw 23 is formed as a positive-locking element, in the embodiment in the manner of a Allen screw.
  • the sleeve 19 of the planet carrier 17 is non-rotatably mounted on the screw 23 and extends up to a radial shoulder 25 at the transition from the screw end 24 in the slim screw part.
  • About the circumference of the flange 20 of the planet carrier 17 evenly distributed bolts 26 are provided which extend parallel to the screw axis and reach close to the lid 9.
  • planetary gears 27 which are each mounted with bearings 28, preferably roller bearings, rotatably mounted on the bolt 26.
  • the planetary gears 27 are in engagement with a sun gear 29.
  • a central opening 30 in the lid 9 projects outwardly a Clarradwelle 29 a, which may be fixedly connected to the sun gear 29 or formed integrally with her.
  • the planet gears 27 are also in engagement with a ring gear 31 which is formed by the housing 7 and the projection 8.
  • the housing 7 is provided on the inside with a toothing, in which the planet gears 27 engage.
  • the projecting over the lid 9 Claridwelle 29a sits on the protruding screw end 24. So that the sun gear 29 can be easily rotated, it is between two narrow sliding rings 52, 53. They are located on the two end faces of the sun gear 29 at.
  • the sliding ring 52 is advantageously located in an annular recess 54 on the inside of the lid 9.
  • the diameter of the recess 54 corresponds to the outer diameter of the sliding ring 52, which is thus positioned radially.
  • the sliding ring 53 rests with its inner edge on the sleeve 22.
  • the flange 20 of the planet carrier 17 bears with its underside facing the cover 9 against the sliding ring 53.
  • the sun gear 29 has on its outer side a circumferential collar 55, with which it engages over the edge of the opening 30 of the lid 9 on the inside. As a result, the sun gear 29 is housed axially secured in the housing 7 with the lid 9 attached.
  • the cover 9 is provided on its outer side at a distance from the sun gear 29a with a circumferential ridge 32 which encloses a receiving space 33 for a ring seal 34. It lies with a sealing lip 35- tend on the outside of the sun gear 29a and seals in this way the central opening 30 in the lid 9 from.
  • the sun gear 29 is provided within the housing 7 with an inner circumferential recess 36 into which a bearing 37, preferably a needle bearing, is inserted.
  • the sun gear shaft 29a is externally provided with a profiling 38 serving as positive locking, by means of which a rotationally fixed connection to a coupling element 39 (FIGS. 4 and 6) of an actuator 40 is produced. It is arranged torque-supported in the vehicle, preferably free of lateral forces.
  • the actuator 40 has a motor 41 with which a worm shaft 42 is rotatably driven. It is in engagement with a worm wheel 43 which is non-rotatably mounted on the coupling element 39.
  • the motor 41 may be, for example, a brushless DC motor or a stepping motor.
  • the worm wheel 43 and the sleeve-shaped coupling element 39 are housed in a housing 44. It is connected to a housing 45 of the motor 41.
  • the two housings 44, 45 each consist of two parts.
  • the parts of the housing 44, 45 are each advantageously formed integrally with each other. As a result, a simple assembly of the actuator 40 is ensured. It only needs the two housing parts are joined together, for example, welded or glued together. It is also possible that the housing 44, 45 of the motor 41 and the reduction gear 42, 43 and the ring gear 7, 8, 31 are integrally formed with each other.
  • the coupling element 39 is sleeve-shaped and has on its inside a profiling 38 of the sun gear 29a corresponding profiling 46. It extends only over part of the axial length on the inside of the coupling element 39.
  • the housing 44 has on both end faces in each case a central projection 47, 48.
  • the coupling element 39 protrudes with its two ends respectively into the lugs 47, 48.
  • the lug 47 is closed by a cover 49, which may be formed integrally with the housing 44. But it is also possible to attach the lid 49 at the neck 47 as a separate component. Then there is the possibility of still reaching the screw 23 when the actuator 40 is mounted.
  • the opposite approach 48 is open at the front.
  • the free end face of the coupling element 39 and the free end face of the projection 48 are advantageously in a common plane.
  • the profiling 38, 46 of the sun gear 29a and the coupling element 39 engage each other. In this way, a positive connection between the coupling element 39 and thus between the worm wheel 43 and the sun gear shaft 29a or the sun gear 29 is produced in the direction of rotation.
  • the profiles 38, 46 extend axially and are formed by at least in the circumferential direction one behind the other narrow webs.
  • a reduction gear forming worm gear is self-locking and advantageous in terms of its small dimensions.
  • the worm shaft 42 is advantageously catchy, but may also be designed to be more continuous.
  • a multi-stage spur gear, a bevel gear or a planetary gear can be used as a reduction gear.
  • the motor shaft 42 is in a plane which is perpendicular to the camshaft 1 and to the axis of the screw 23. If the reduction gear, as in the preferred embodiment, a worm gear, then the motor shaft 42 is in a plane which is about the pitch angle of the chord gkenvertechnikung from the perpendicular to the camshaft 1 and the axis of the screw 23 is arranged rotated.
  • the shoulder 8 is distributed over its circumference with openings 50 (FIG. 5), in which the sprocket 10 engages with corresponding radial projections 51.
  • the radial inner projections 51 of the sprocket 10 are advantageously so long that they are in contact with the outer ring 14 of the rolling bearing 13.
  • a metallic connection between the bearing ring 14 and the sprocket 10 is achieved, which leads to a high rigidity.
  • the bearing 13 is located substantially in the plane of action of the sprocket 10. It is, based on the axial length of the bearing 13, arranged centrally to him. This ensures optimal force transmission.
  • the bearing 13 is provided in the projection 8 of the ring gear 7, 8, 31 and is therefore close to the camshaft end of the planet carrier 17. If the phase splitter by means of the screw 23 in a known manner with the camshaft 1, then results from this position of the bearing 13 with respect to the planet carrier 17, the advantage that the camshaft 1 and the connection region between it and the phaser undergoes only a small deflection, which does not adversely affect the function of the phaser.
  • the ring gear 7, 8, 31 and the sprocket 10 with the chain 3 have approximately the same diameter. In practice, this diameter is advantageously less than 100 mm.
  • the phaser requires only a small installation space due to these small dimensions.
  • the outer diameter of the phase adjuster is smaller than twice the pitch circle diameter of the crankshaft-side drive wheel 2 '.
  • the drive takes place in the phase divider via the sun gear 29. The output then takes place via the planet 17.
  • the stationary during operation sun gear 29 has the advantage that in case of failure of the actuator 40, the further function of the phaser is guaranteed.
  • the sun gear 29 is rotated only when the actuator 40 is operated to move the camshaft 1 relative to the crankshaft.
  • the camshaft 1 rotates at a stationary sun gear 29 at half the speed of the crankshaft speed.
  • the gear parts of the planetary gear advantageously made of plastic, such as POM or polyamide. At least one of the gear parts, preferably the sun gear 29, consists of metallic material. About such a transmission part, the resulting heat within the phaser during operation can be easily dissipated to the outside.
  • the ring gear 7, 8, 31 may also be formed as a sintered part, which is optionally encapsulated in plastic.
  • the gear parts themselves may be sintered parts.
  • the parts of the phaser can be made of any suitable material.
  • the cover 9 and the ring gear 7, 8, 31 are advantageously made of plastic. Appropriately, these two parts are welded together, so that a screw is not required. In the case of welding, a weld is formed between the cover 9 and the housing 7, which leads to an increased strength of the phaser.
  • the welding between the lid 9 and the housing 7 can take place axially or in the circumferential direction.
  • the chain 3 and the sprocket 10 form the primary ratio between the camshaft 1 and the crankshaft 2.
  • a secondary ratio is achieved by the planetary gear 18 described.
  • the planetary gear described In the drive connection between the crankshaft 2 and the camshaft 1 thus sits the planetary gear described as a phaser. With him is a very comfortable pakte training of the camshaft drive and the phaser itself possible.
  • the phase divider can thus also be installed where only small installation spaces are available in a vehicle.
  • a sensor e.g. a pulse generator, mounted, with which the exact rotational position of the worm shaft can be determined.
  • the actuator 40 may be provided (not shown) stop, whereby it is possible to bring the actuator 40 and its worm shaft 42 to a basic position. From this basic position then the count takes place by means of the pulse generator.
  • the crankshaft 2 drives the camshaft 1 via the chain 3. Since the chain 3 is guided over the sprocket 10 and this rotatably connected to the ring gear 7, 8, 31, this rotates about its axis. Since the planet gears 27 are in engagement with the internal teeth of the ring gear, they roll on the sun gear 29, which thus does not rotate about its axis. If the opening and closing times of the valves of the internal combustion engine are to be adjusted, the actuator 40 is actuated. About the reduction gear 42, 43, the coupling element 39 and thus the sun gear 29 is rotated about its axis.
  • the planetary wheel is formed by the preferably formed as a ground pipe sleeve 19 and the flange 20 in which the axes 26 of the planet gears 27 are fixed.
  • the sleeve 19 is operatively connected to the camshaft 1 via the screw 23.
  • the sleeve 19 as part of the planet carrier 17 of the plane tengetriebes 18 thus forms the connecting element with which the phaser is to be connected to the camshaft 1.
  • the sleeve 19 can also sit directly on the camshaft 1.
  • the sleeve 19 as a connecting element with the camshaft 1 by means of a press connection, preferably a cylindrical press connection, operatively connected.
  • the connecting element 19 is formed by a portion of the camshaft 1 itself. Then the flange 20 sits directly on the camshaft first.
  • the camshaft 1 is not made as a cast component, but consists of a preferably centerless ground pipe on which the cams are mounted. None changes in the mode of operation of the adjusting device and in particular of the phasing actuator.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Verstelleinrichtungen haben einen Aktuator, mit dem ein im Wesentlichen als vorzugsweise ebenes Planetengetriebe (18) ausgebildeter Phasensteiler betätigt werden kann. Der Phasensteller hat ein Sonnenrad (29), mit ihm kämmende Planetenräder (27) und ein Hohlrad (31), in dessen Innenverzahnung die Planetenräder (27) eingreifen. Damit bei einfacher und kostengünstiger Herstellung und Montage eine genaue Einstellung der relativen Winkellage der Nockenwelle zur Kurbelwelle ermöglicht wird, umgibt das Sonnenrad (29) des Planetengetriebes (18) ein Verbindungselement (19), mit dem der Phasensteller mit der Nockenwelle zu verbinden ist oder welches Teil der Nockenwelle ist. Die Verstelleinrichtung wird für Nockenwellenverstellungen eingesetzt, die während des Motorbetriebes die Winkellage zwischen der Kurbel- und der Nockenwelle verändern.

Description

Verstelleinrichtung für Nockenwellen von Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeuge, Boote, Schiffe oder dergleichen
Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für Nockenwellen von Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeuge, Boote, Schiffe und dergleichen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es sind Verstelleinrichtungen bekannt, bei denen ein Planetengetriebe als Drehzahlüberlagerungsgetriebe eingesetzt wird (DE 297 14 816).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Verstelleinrichtung so auszubilden, dass sie bei einfacher und kostengünstiger Herstellung und Montage eine genaue Einstellung der relativen Winkellage der Nockenwelle zur Kurbelwelle ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Verstelleinrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung umgibt das Sonnenrad des Planetengetriebes das Verbindungselement, mit dem der Phasensteller der Verstelleinrichtung mit der Nockenwelle verbunden wird. Das Verbindungselement kann aber auch Teil der Nockenwelle sein. Diese Lösung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Nockenwelle aus einem Rohr besteht, auf das die Nocken als getrennte Elemente aufgebracht sind. In einem solchen Fall kann das Rohr das Verbindungselement der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung sein. Mit der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung ist eine einfache Montage gewährleistet, da das Sonnenrad lediglich auf das Verbindungselement aufgesteckt bzw. aufgeschoben werden muss.
Vorteilhaft wird das Verbindungselement zumindest von einem Teil eines Planetenradträgers gebildet.
Es ist möglich, dass das Verbindungselement mit der Nockenwelle über eine Schraube wirkverbunden ist.
Bei einer anderen Ausgestaltung kann das Verbindungselement mit der Nockenwelle direkt kraftschlüssig verbunden sein, vorzugsweise mittels einer Pressverbindung, insbesondere einer zylindrischen Pressverbindung.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Sonnenrad mit einer aus dem Planetengetriebe vorstehenden Sonnenradwelle versehen, die mit dem Aktuator gekuppelt werden kann.
Das Sonnenrad ist vorteilhaft innerhalb des Planetengetriebes so angeordnet, dass es den Planetenradträger umgibt.
Eine zuverlässige und dennoch einfache Abdichtung des Planetengetriebes wird dann erreicht, wenn sich der Planetenradträger so weit in Richtung auf die Sonnenradwelle erstreckt, dass die Abdichtung des Planetengetriebes zwischen der Sonnenradwelle und dem Planetenradträger nach außen möglich ist.
Vorteilhaft besteht der Planetenradträger aus dem Verbindungselement, welches im Wesentlichen ein prismatisches Rohr ist, und einem Flansch, in dem die Achsen der Planetenräder befestigt sind. Das prismatische Rohr kann beispielsweise durch spitzenloses Schleifen hergestellt werden.
Vorteilhaft ist das Hohlrad des Planetengetriebes Teil eines Gehäuses, in dem die Planetenräder und das Sonnenrad untergebracht sind. Vorteilhaft ragt die Sonnenradwelle aus dem Gehäuse. Dadurch ist es problemlos möglich, den das Planetengetriebe enthaltenden Phasensteller mit dem Aktuator zu verbinden.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die aus dem Gehäuse ragende Sonnenradwelle mit einer Formschlussprofilierung versehen ist. Mit ihr ist eine einfache und dennoch zuverlässige drehfeste Verbindung mit dem Aktuator möglich.
Die Formschlussprofilierung befindet sich mit Vorteil an der Außenseite der Sonnenradwelle. Dies hat den Vorteil, dass die Sonnenradwelle problemlos auf das Verschlusselement geschoben werden kann.
Um den Phasensteiler einfach mit dem Aktuator zu verbinden, ist er mit wenigstens einem Kupplungselement versehen, mit dem der Aktuator an den Phasensteiler angekoppelt werden kann. Da der Aktuator und der Phasen- steller zwei getrennte Baueinheiten sind, muss beispielsweise bei einer Beschädigung des Aktuators nicht die gesamte Verstelleinrichtung ausgetauscht werden.
Das Kupplungselement des Aktuators ist vorteilhaft hülsenförmig ausgebildet und mit einer Formschlussprofilierung versehen. Sie befindet sich bevorzugt an der Innenseite des Kupplungselementes. Wenn das hülsenförmi- ge Kupplungselement auf das Sonnenrad des Phasenstellers geschoben wird, greifen die Formschlussprofilierungen der beiden Teile ineinander, so dass in einfacher Weise eine drehfeste Verbindung zwischen dem Kupplungselement und dem Sonnenrad hergestellt wird.
Das Kupplungselement ist in vorteilhafter Weise über ein Untersetzungsgetriebe mit einem Motor, vorzugsweise einem Elektromotor, verbunden. Die hohe Drehzahl dieses Motors kann somit über das Untersetzungsgetriebe auf die geringe Drehzahl des Kupplungselementes heruntergesetzt werden. - A -
Der Motor kann ein bürstenloser Gleichstrommotor oder ein Schrittmotor sein.
Um eine genaue Nockenwellenverstellung zu gewährleisten, wird die Drehung der Motorwelle vorteilhaft durch Sensoren erfasst.
Das Untersetzungsgetriebe ist vorteilhaft ein Schneckengetriebe, mit dem nicht nur eine hohe Untersetzung möglich ist, sondern das auch in vorteilhafter Weise selbsthemmend ist.
Die Motorwelle liegt vorteilhaft in einer Ebene, die senkrecht zur Nockenwelle bzw. zur Achse des Verbindungselementes liegt. Dadurch hat die Verstelleinrichtung in Achsrichtung der Nockenwelle nur eine geringe Länge.
Die Motorwelle kann aber auch in einer Ebene liegen, die etwa um den Steigungswinkel einer Schneckenverzahnung von der Senkrechten zur Nockenwelle bzw. zur Achse des Verbindungselementes gedreht ist.
Die Sonnenradwelle ist vorzugsweise auf dem Verbindungselement gelagert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Hohlrad einen im Durchmesser kleineren Ansatz auf, auf dem ein Umlenkrad für ein endlos umlaufendes Antriebselement befestigt ist. Aufgrund des im Durchmesser verringerten Ansatzes kann das Umlenkrad mit dem Antriebselement so gestaltet sein, dass das Umlenkrad und der im Durchmesser größere Teil des Hohlrades etwa gleichen Durchmesser haben. Da das Umlenkrad auf dem im Durchmesser kleineren Ansatz des Hohlrades befestigt ist, kann das Hohlrad mit Umlenkrad einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser haben, was sich vorteilhaft auf die Baugröße des Phasenstellers auswirkt. Das Umlenkrad ist in vorteilhafter weise mit radial nach innen ragenden Zähnen versehen, die in Durchbrüche des Ansatzes des Hohlrades eingreifen. Auf diese Weise wird ein zuverlässiger Formschluss in Drehrichtung zwischen dem Umlenkrad und dem Hohlrad erreicht.
Das Umlenkrad wird bevorzugt in halber Länge des Ansatzes des Hohlrades angeordnet. Dadurch ist eine optimale Krafteinleitung vom Umlenkrad auf das Hohlrad gewährleistet.
Das Hohlrad ist vorteilhaft mittels wenigstens eines Lagers, vorzugsweise eines Wälzlagers, auf dem Verbindungselement drehbar gelagert. Dadurch ist auch für das Hohlrad ein gesondertes Lagerelement nicht erforderlich, was zur kompakten Bauform und zur einfachen konstruktiven Gestaltung des Phasenstellers beiträgt.
Das Lager ist vorteilhaft im Wesentlichen in der Wirkebene des Umlenkrades angeordnet.
Das Lager ist bevorzugt im Ansatz des Hohlrades untergebracht. Damit befindet sich das Lager nahe dem nockenwellenseitigen Ende des Phasenstellers und stützt dadurch den Verbindungsbereich zwischen dem Verbindungselement und der Nockenwelle ab, so dass in diesem kritischen Bereich keine oder allenfalls nur eine sehr geringe Durchbiegung der Nockenwelle auftritt.
Das Umlenkrad besteht vorteilhaft aus metallischem Werkstoff. In vorteilhafter Weise liegen die Zähne eines solchen metallischen Umlenkrades am Außenring des Lagers an. Aufgrund dieser Metall-Metall-Berührung ergibt sich eine gute Wärmeabfuhr sowie insbesondere eine sehr hohe Steifigkeit des Phasenstellers im Bereich des Umlenkrades.
Das Umlenkrad ist zweckmäßig mit einem Außenring des Lagers direkt wirkverbunden. Dadurch wird eine optimale Wärmeabfuhr gewährleistet. Die Getriebeteile des Planetengetriebes können aus einem Kunststoff bestehen, der eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit hat. Vorteilhaft besteht wenigstens ein Getriebeteil, vorzugsweise das Sonnenrad, aus einem metallischen Werkstoff. Über ihn ist dann eine gute Wärmeabführung aus dem Planetengetriebe möglich.
Das Hohlrad ist vorteilhaft an einer Seite durch einen Deckel geschlossen, so dass ein Schmiermittel, das sich im Hohlrad befindet, nicht nach außen treten kann.
Wenn der Deckel und das Hohlrad vorteilhaft aus Kunststoff bestehen, lassen sich diese beiden Teile sehr einfach miteinander verschweißen. Die dadurch gebildete Schweißnaht erhöht die Festigkeit des Phasenstellers.
Wenn die Verstelleinrichtung so ausgebildet ist, dass die Nockenwelle bei stillstehendem Sonnenrad mit der halben Drehzahl der Kurbelwellendrehzahl dreht, dreht die Motorwelle des Aktuators nur dann, wenn die Phase verstellt werden soll.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Nockenwellenantrieb mit einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung,
Fig. 2 in perspektivischer und teilweise in geschnittener Darstellung eine erfindungsgemäße Verstelleinrichtung,
Fig. 3 einen Phasensteiler der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung in perspektivischer Darstellung, Fig. 4 in perspektivischer und teilweise in geschnittener Darstellung einen Aktuator der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung,
Fig. 5 in perspektivischer und teilweise geschnittener Darstellung den Phasensteller der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung,
Fig. 6 in perspektivischer Darstellung den Aktuator der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung.
Phasensteiler werden für Nockenwellenverstellungen eingesetzt, die während des Motorbetriebes die Winkellage zwischen einer Kurbel- und einer Nockenwelle verändern. Durch Verdrehen der Nockenwelle werden die Öff- nungs- und Schließzeitpunkte von Ventilen verschoben, wodurch sich die Füllungsvorgänge im Zylinder von Verbrennungsmotoren ändern.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Nockenwellenantrieb mit zwei Nockenwellen 1 und einer Kurbelwelle 2. Auf den Nockenwellen und der Kurbelwelle sitzen Räder 1 ', 2', vorzugsweise Kettenräder, über die ein endlos umlaufendes Antriebselement 3, vorzugsweise eine Kette, geführt ist. Die Kette 3 wird durch Kettenspanner 4 in bekannter Weise unter Spannung gehalten. Der in Fig. 1 linke Kettenspanner 4 lässt sich mittels einer Spanneinrichtung 5 verstellen, um die erforderliche Kettenspannung zu erzielen. Dieser Kettenspanner 4 ist um eine parallel zur Nockenwelle 1 bzw. Kurbelwelle 2 liegende Achse 6 schwenkbar.
Anstelle einer Kette können auch andere Antriebselemente eingesetzt werden, wie zum Beispiel Zahnriemen.
Der Phasensteller hat ein zylindrisches Gehäuse 7 (Fig. 5), das an einer Stirnseite mit einem im Durchmesser verringerten axialen, mittig liegenden Ansatz 8 versehen ist. Er ist vorteilhaft einstückig mit dem Gehäuse 7 ausgebildet. An der anderen Stirnseite wird das Gehäuse 7 durch einen Deckel 9 geschlossen, der nach der Montage des noch zu beschreibenden Getriebes im Gehäuse 7 angebracht wird. Auf der Außenseite des hohlen Ansatzes 8 ist ein Antriebsrad 10, im Ausführungsbeispiel ein Kettenrad, drehfest befestigt, über das die Kette 3 geführt ist. Das Kettenrad 10 hat Abstand von einer ebenen Stirnseite 11 des Gehäuses 7 sowie vom freien Ende 12 des Ansatzes 8.
An der Innenwand des Ansatzes 8 ist der Außenring 14 eines Wälzlagers 13 befestigt. Der Außenring 14 greift in eine Ringnut 15 in der Innenwand des Ansatzes 8 ein und ist dadurch axial gesichert. Der Innenring 16 des Wälzlagers 13 sitzt drehfest auf einem Planetenradträger 17 eines Planetengetriebes 18.
Der Planetenradträger 17 hat eine zentral in den Ansatz 8 ragende Hülse 19, die sich bis zum freien Ende 12 des Ansatzes 8 erstreckt. Die Hülse 19 wird vorteilhaft durch ein spitzenlos geschliffenes Rohr gebildet. Etwa in Höhe der Stirnseite 11 schließt an die Hülse 19 ein radial nach außen sich erstreckender Flansch 20 an, der als gesondertes Bauteil auf der Hülse 19 befestigt ist. Es ist auch möglich, die Hülse 19 und den Flansch 20 einstückig miteinander auszubilden. Der Flansch 20 erstreckt sich innerhalb des Gehäuses 7 und hat nur geringen Abstand von der die Stirnseite 11 aufweisenden Abschlusswand 21 des Gehäuses 7.
Die Hülse 19 des Planetenradträgers 17 sitzt auf einer Schraube 23, mit der der Phasensteiler mit der Nockenwelle 1 verbunden wird. Die Schraube 23 steht axial über den Ansatz 8 sowie über den Deckel 9 vor. Das über den Deckel 9 ragende Ende 24 der Schraube 23 ist als Formschlusselement ausgebildet, im Ausführungsbeispiel nach Art einer Inbusschraube. Die Hülse 19 des Planetenradträgers 17 sitzt drehfest auf der Schraube 23 und erstreckt sich bis zu einem radialen Absatz 25 am Übergang vom Schraubenende 24 in den schlanken Schraubenteil. Über den Umfang des Flansches 20 des Planetenradträgers 17 gleichmäßig verteilt sind Bolzen 26 vorgesehen, die sich parallel zur Schraubenachse erstrecken und bis nahe an den Deckel 9 reichen. Auf den Bolzen 26 sitzen Planetenräder 27, die jeweils mit Lagern 28, vorzugsweise Wälzlagern, drehbar auf den Bolzen 26 gelagert sind. Die Planetenräder 27 sind in Eingriff mit einem Sonnenrad 29. Durch eine zentrale Öffnung 30 im Deckel 9 ragt nach außen eine Sonnenradwelle 29a, die fest mit dem Sonnenrad 29 verbunden oder einstückig mit ihr ausgebildet sein kann.
Die Planetenräder 27 sind außerdem in Eingriff mit einem Hohlrad 31 , das durch das Gehäuse 7 und den Ansatz 8 gebildet wird. Das Gehäuse 7 ist innenseitig mit einer Verzahnung versehen, in die die Planetenräder 27 eingreifen.
Die über den Deckel 9 vorstehende Sonnenradwelle 29a sitzt auf dem überstehenden Schraubenende 24. Damit das Sonnenrad 29 problemlos gedreht werden kann, liegt es zwischen zwei schmalen Gleitringen 52, 53. Sie liegen an den beiden Stirnseiten des Sonnenrades 29 an. Der Gleitring 52 liegt vorteilhaft in einer ringförmigen Vertiefung 54 an der Innenseite des Deckels 9. Der Durchmesser der Vertiefung 54 entspricht dem Außendurchmesser des Gleitringes 52, der somit radial positioniert wird. Der Gleitring 53 liegt mit seinem inneren Rand auf der Hülse 22 auf. Wie Fig. 5 zeigt, liegt der Flansch 20 des Planetenradträgers 17 mit seiner dem Deckel 9 zugewandten Unterseite am Gleitring 53 an.
Das Sonnenrad 29 hat an seiner Außenseite einen umlaufenden Bund 55, mit dem er innenseitig den Rand der Öffnung 30 des Deckels 9 übergreift. Dadurch ist das Sonnenrad 29 bei aufgesetztem Deckel 9 axial gesichert im Gehäuse 7 untergebracht.
Der Deckel 9 ist an seiner Außenseite mit Abstand von der Sonnenradwelle 29a mit einem umlaufenden Steg 32 versehen, der einen Aufnahmeraum 33 für eine Ringdichtung 34 umschließt. Sie liegt mit einer Dichtlippe 35 dich- tend an der Außenseite der Sonnenradwelle 29a an und dichtet auf diese Weise die zentrale Öffnung 30 im Deckel 9 ab.
Das Sonnenrad 29 ist innerhalb des Gehäuses 7 mit einer innenseitigen umlaufenden Vertiefung 36 versehen, in die ein Lager 37, vorzugsweise ein Nadellager, eingesetzt ist.
Die Sonnenradwelle 29a ist außenseitig mit einer als Formschluss dienenden Profilierung 38 versehen, mittels der eine drehfeste Verbindung zu einem Kupplungselement 39 (Fig. 4 und 6) eines Aktuators 40 hergestellt wird. Er ist drehmomentabgestützt im Fahrzeug angeordnet, vorzugsweise querkraftfrei. Der Aktuator 40 hat einen Motor 41 , mit dem eine Schneckenwelle 42 drehbar angetrieben wird. Sie ist in Eingriff mit einem Schneckenrad 43, das drehfest auf dem Kupplungselement 39 sitzt. Der Motor 41 kann beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor oder ein Schrittmotor sein.
Das Schneckenrad 43 und das hülsenförmige Kupplungselement 39 sind in einem Gehäuse 44 untergebracht. Es ist mit einem Gehäuse 45 des Motors 41 verbunden. Die beiden Gehäuse 44, 45 bestehen jeweils aus zwei Teilen. Dabei sind die Teile der Gehäuse 44, 45 jeweils vorteilhaft einstückig miteinander ausgebildet. Dadurch ist eine einfache Montage des Aktuators 40 gewährleistet. Es müssen lediglich die beiden Gehäuseteile zusammengefügt werden, beispielsweise miteinander verschweißt oder verklebt werden. Es ist auch möglich, dass das Gehäuse 44, 45 des Motors 41 und des Untersetzungsgetriebes 42, 43 und das Hohlrad 7, 8, 31 einstückig miteinander ausgebildet sind.
Das Kupplungselement 39 ist hülsenförmig ausgebildet und weist an seiner Innenseite eine der Profilierung 38 der Sonnenradwelle 29a entsprechende Profilierung 46 auf. Sie erstreckt sich nur über einen Teil der axialen Länge an der Innenseite des Kupplungselementes 39. Das Gehäuse 44 weist an beiden Stirnseiten jeweils einen zentralen Ansatz 47, 48 auf. Das Kupplungselement 39 ragt mit seinen beiden Enden jeweils in die Ansätze 47, 48. Der Ansatz 47 ist durch einen Deckel 49 geschlossen, der einstückig mit dem Gehäuse 44 ausgebildet sein kann. Es ist aber auch möglich, den Deckel 49 am Ansatz 47 als gesondertes Bauteil zu befestigen. Dann besteht die Möglichkeit, bei montiertem Aktuator 40 noch an die Schraube 23 zu gelangen.
Der gegenüberliegende Ansatz 48 ist stirnseitig offen. Die freie Stirnseite des Kupplungselementes 39 sowie die freie Stirnseite des Ansatzes 48 liegen vorteilhaft in einer gemeinsamen Ebene.
Bei der Montage des Phasenstellers wird der Aktuator 40 mit dem Kupplungselement 30 auf die Sonnenradwelle 29a aufgesetzt. Dabei kommen die Profilierungen 38, 46 der Sonnenradwelle 29a und des Kupplungselementes 39 miteinander in Eingriff. Auf diese Weise wird in Drehrichtung ein Form- schluss zwischen dem Kupplungselement 39 und damit zwischen dem Schneckenrad 43 und der Sonnenradwelle 29a bzw. dem Sonnenrad 29 hergestellt. Die Profilierungen 38, 46 erstrecken sich axial und sind durch mit Abstand in Umfangsrichtung hintereinander liegende schmale Stege gebildet.
Das beschriebene, ein Untersetzungsgetriebe bildende Schneckengetriebe ist selbsthemmend und vorteilhaft hinsichtlich seiner geringen Abmessungen. Die Schneckenwelle 42 ist vorteilhaft eingängig, kann jedoch auch mehrgängig ausgebildet sein. Anstelle des Schneckengetriebes kann auch ein mehrstufiges Stirnradgetriebe, ein Kegelradgetriebe oder auch ein Planetengetriebe als Untersetzungsgetriebe eingesetzt werden.
Die Motorwelle 42 liegt in einer Ebene, die senkrecht zur Nockenwelle 1 bzw. zur Achse der Schraube 23. Ist das Untersetzungsgetriebe, wie im bevorzugten Ausführungsbeispiel, ein Schneckengetriebe, dann liegt die Motorwelle 42 in einer Ebene, die etwa um den Steigungswinkel der Sehne- ckenverzahnung von der Senkrechten zur Nockenwelle 1 bzw. zur Achse der Schraube 23 gedreht angeordnet ist.
Um eine zuverlässige Drehmomentübertragung zwischen dem Kettenrad 10 und dem Hohlrad 7, 8, 31 sicherzustellen, ist der Ansatz 8 über seinen Umfang verteilt mit Durchbrüchen 50 (Fig. 5) versehen, in die das Kettenrad 10 mit entsprechenden radialen Vorsprüngen 51 eingreift. Dadurch wird eine Formschlussverbindung zwischen dem Kettenrad 10 und dem Hohlrad 7, 8, 31 erreicht. Die radialen inneren Vorsprünge 51 des Kettenrades 10 sind vorteilhaft so lang, dass sie in Kontakt mit dem Außenring 14 des Wälzlagers 13 sind. Dadurch wird eine metallische Verbindung zwischen dem Lagerring 14 und dem Kettenrad 10 erreicht, die zu einer hohen Steifigkeit führt. Vorteilhaft liegt das Lager 13 im Wesentlichen in der Wirkebene des Kettenrades 10. Es ist, bezogen auf die axiale Länge des Lagers 13, mittig zu ihm angeordnet. Dadurch wird eine optimale Krafteinleitung sichergestellt.
Das Lager 13 ist im Ansatz 8 des Hohlrades 7, 8, 31 vorgesehen und liegt darum nahe dem nockenwellenseitigen Ende des Planetenradträgers 17. Ist der Phasensteiler mittels der Schraube 23 in bekannter Weise mit der Nockenwelle 1 verbunden, dann ergibt sich durch diese Lage des Lagers 13 bezüglich des Planetenradträgers 17 der Vorteil, dass die Nockenwelle 1 und der Verbindungsbereich zwischen ihr und dem Phasensteller nur eine geringe Durchbiegung erfährt, die sich nicht nachteilig auf die Funktion des Phasenstellers auswirkt.
Wie die Fig. 2, 3, 5 zeigen, haben das Hohlrad 7, 8, 31 und das Kettenrad 10 mit der Kette 3 etwa gleichen Durchmesser. In der Praxis beträgt dieser Durchmesser vorteilhaft weniger als 100 mm. Der Phasensteller benötigt aufgrund dieser geringen Abmessungen nur einen kleinen Einbauraum. Vorteilhaft ist der Außendurchmesser des Phasenstellers kleiner als der doppelte Teilkreisdurchmesser des kurbelwellenseitigen Antriebsrades 2'. Vorteilhaft erfolgt der Eintrieb in den Phasensteiler über das Sonnenrad 29. Der Abtrieb erfolgt dann über den Planetenradträger 17.
Das im Betrieb stillstehende Sonnenrad 29 hat den Vorteil, dass bei einem Ausfall des Aktuators 40 die weitere Funktion des Phasenstellers gewährleistet ist. Das Sonnenrad 29 wird nur dann gedreht, wenn der Aktuator 40 betätigt wird, um die Nockenwelle 1 relativ zur Kurbelwelle zu verstellen. Die Nockenwelle 1 dreht bei stillstehendem Sonnenrad 29 mit der halben Drehzahl der Kurbelwellendrehzahl.
Die Getriebeteile des Planetengetriebes bestehen vorteilhaft aus Kunststoff, wie etwa POM oder Polyamid. Wenigstens eines der Getriebeteile, vorzugsweise das Sonnenrad 29, besteht aus metallischem Werkstoff. Über einen solchen Getriebeteil kann die innerhalb des Phasenstellers entstehende Wärme während des Betriebes problemlos nach außen abgeführt werden. Das Hohlrad 7, 8, 31 kann auch als Sinterteil ausgebildet sein, das gegebenenfalls mit Kunststoff umspritzt wird. Auch die Getriebeteile selbst können Sinterteile sein. Grundsätzlich können die Teile des Phasenstellers aus jedem geeigneten Material bestehen.
Der Deckel 9 und das Hohlrad 7, 8, 31 bestehen vorteilhaft aus Kunststoff. Zweckmäßig werden diese beiden Teile miteinander verschweißt, so dass eine Verschraubung nicht erforderlich ist. Im Falle der Verschweißung wird zwischen dem Deckel 9 und dem Gehäuse 7 eine Schweißnaht gebildet, die zu einer erhöhten Festigkeit des Phasenstellers führt. Die Verschweißung zwischen dem Deckel 9 und dem Gehäuse 7 kann axial oder auch in Um- fangsrichtung erfolgen.
Die Kette 3 und das Kettenrad 10 bilden die Primärübersetzung zwischen der Nockenwelle 1 und der Kurbelwelle 2. Eine Sekundärübersetzung wird durch das beschriebene Planetengetriebe 18 erreicht. In der Antriebsverbindung zwischen der Kurbelwelle 2 und der Nockenwelle 1 sitzt somit das beschriebene Planetengetriebe als Phasensteller. Mit ihm ist eine sehr kom- pakte Ausbildung des Nockenwellenantriebes und des Phasenstellers selbst möglich. Der Phasensteiler lässt sich somit auch dort einbauen, wo nur kleine Einbauräume in einem Fahrzeug zur Verfügung stehen.
Auf der Schneckenwelle 42 kann ein Sensor, z.B. ein Impulsgeber, montiert sein, mit dem die genaue Drehlage der Schneckenwelle bestimmt werden kann. Im Aktuator 40 kann ein (nicht dargestellter) Anschlag vorgesehen sein, wodurch es möglich ist, den Aktuator 40 bzw. seine Schneckenwelle 42 auf eine Grundstellung zu bringen. Ab dieser Grundstellung erfolgt dann die Zählung mittels des Impulsgebers.
Solange die Nockenwelle 1 nicht gegenüber der Kurbelwelle 2 verstellt werden muss, treibt die Kurbelwelle 2 über die Kette 3 die Nockenwelle 1 an. Da die Kette 3 über das Kettenrad 10 geführt und dieses drehfest mit dem Hohlrad 7, 8, 31 verbunden ist, dreht dieses um seine Achse. Da die Planetenräder 27 in Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrades sind, wälzen sie sich am Sonnenrad 29 ab, das somit nicht um seine Achse dreht. Sollen die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Ventile des Verbrennungsmotors verstellt werden, wird der Aktuator 40 betätigt. Über das Untersetzungsgetriebe 42, 43 wird das Kupplungselement 39 und damit das Sonnenrad 29 um seine Achse gedreht. Über die Planetenräder 27 wird der Planentenrad- träger 17 um seine Achse relativ zum Hohlrad 7, 8, 31 gedreht. Da der PIa- netenradträger 17 drehfest auf der Schraube 23 sitzt, wird somit die Nockenwelle 1 entsprechend um ihre Achse gedreht. Der Motor 41 des Aktua- tors 40 ist so ausgebildet, dass die Schneckenwelle 42 in beiden Richtungen gedreht werden kann, so dass die Nockenwelle 1 im erforderlichen Maße in beide Richtungen gedreht werden kann.
Im beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Planeten- radträger durch die vorzugsweise als geschliffenes Rohr ausgebildete Hülse 19 und den Flansch 20 gebildet, in dem die Achsen 26 der Planetenräder 27 befestigt sind. Die Hülse 19 ist mit der Nockenwelle 1 über die Schraube 23 wirkverbunden. Die Hülse 19 als Teil des Planetenradträgers 17 des Plane- tengetriebes 18 bildet somit das Verbindungselement, mit dem der Phasen- steller mit der Nockenwelle 1 zu verbinden ist.
Bei einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform kann die Hülse 19 auch unmittelbar auf der Nockenwelle 1 sitzen. Beispielsweise kann die Hülse 19 als Verbindungselement mit der Nockenwelle 1 mittels einer Pressverbindung, vorzugsweise einer zylindrischen Pressverbindung, wirkverbunden sein.
Es ist ferner möglich, dass das Verbindungselement 19 durch einen Abschnitt der Nockenwelle 1 selbst gebildet wird. Dann sitzt der Flansch 20 unmittelbar auf der Nockenwelle 1 . Eine solche konstruktiv sehr einfache Ausbildung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Nockenwelle 1 nicht als gegossenes Bauteil hergestellt ist, sondern aus einem vorzugsweise spitzenlos geschliffenen Rohr besteht, auf dem die Nocken befestigt sind. An der Wirkungsweise der Verstelleinrichtung und insbesondere des Phasen- stellers ändert sich nichts.

Claims

Ansprüche
1. Verstelleinrichtung für Nockenwellen von Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeuge, Boote, Schiffe und dergleichen, mit einem Aktuator, mit dem ein im Wesentlichen als vorzugsweise ebenes Planetengetriebe ausgebildeter Phasensteiler betätigbar ist, der ein Sonnenrad, mit ihm kämmende Planetenräder und ein Hohlrad aufweist, in dessen Innenverzahnung die Planetenräder eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (29) des Planetengetriebes (18) ein Verbindungselement (19) umgibt, mit dem der Phasen- steller mit der Nockenwelle (1 ) zu verbinden ist oder welches Teil der Nockenwelle (1 ) ist.
2. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (19) zumindest von einem Teil eines Planetenradträgers des Planetengetriebes (18) gebildet ist.
3. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (19) mit der Nockenwelle (1 ) über eine Schraube (23) wirkverbunden ist.
4. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (19) mit der Nockenwelle (1 ) mittels einer vorzugsweise zylindrischen Pressverbindung wirkverbunden ist.
5. Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (29) eine aus dem Planetengetriebe (18) vorstehende Sonnenradwelle (29a) aufweist, die mit dem Aktuator (40) kuppelbar ist.
6. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (29) innerhalb des Planetengetriebes (18) den Planetenradträger (17) umgibt.
7. Verstelleinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (17) sich so weit in Richtung auf die Sonnenradwelle (29a) erstreckt, dass eine Abdichtung des Planetengetriebes (18) zwischen der Sonnenradwelle (29a) und dem Planetenradträger (17) nach außen möglich ist.
8. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (17) aus dem Verbindungselement (19), welches im Wesentlichen ein prismatisches Rohr ist, und einem Flansch (20) besteht, in dem die Achsen (26) der Planetenräder (27) befestigt sind.
9. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (7, 8, 31 ) Teil eines Gehäuses (7) ist, in dem die Planetenräder (27) und das Sonnenrad (29) untergebracht sind.
10. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Gehäuse (7) ragende Sonnenradwelle (29a) mit einer Formschlussprofilierung (38) versehen ist.
1 1. Verstelleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussprofilierung (38) an der Außenseite der Sonnenradwelle (29a) vorgesehen ist.
12. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (40) mit wenigstens einem Kupplungselement (39) versehen ist, mit dem er an den Phasensteiler ankoppelbar ist.
13. Verstelleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (39) hülsenför- mig ausgebildet ist.
14. Verstelleinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (39) eine Formschlussprofilierung (46) aufweist.
15. Verstelleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussprofilierung (46) an der Innenseite des Kupplungselementes (39) vorgesehen ist.
16. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (39) über ein Untersetzungsgetriebe (42, 43) mit einem Motor (41 ) verbunden ist.
17. Verstelleinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (41 ) ein bürstenloser Gleichstrommotor oder ein Schrittmotor ist.
18. Verstelleinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren die Drehung der Motorwelle (42) erfassen.
19. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (42, 43) ein Schneckengetriebe ist.
20. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (42, 43) selbsthemmend ist.
21 . Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (42) in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Nockenwelle (1 ) bzw. zur Achse des Verbindungselementes (19) liegt.
22. Verstelleinrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (42) in einer Ebene liegt, die etwa um den Steigungswinkel einer Schneckenverzahnung von der Senkrechten zur Nockenwelle (1 ) bzw. zur Achse des Verbindungselementes (19) gedreht ist.
23. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenradwelle (29a) drehbar auf dem Verbindungselement (19) gelagert ist.
24. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (7, 8, 31 ) einen im Durchmesser kleineren Ansatz (8) aufweist, auf dem ein Umlenkrad (10) für ein endloses Antriebselement (3) befestigt ist.
25. Verstelleinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkrad (10) nach innen ragende Zähne (51 ) aufweist, die in Durchbrüche (50) des Ansatzes (8) des Hohlrades (7, 8, 31 ) eingreifen.
26. Verstelleinrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser des Hohlrades (7, 8, 31 ) und des Umlenkrades (10) etwa gleich groß sind.
27. Verstelleinrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkrad (10) in halber Länge des Ansatzes (8) des Hohlrades (7, 8, 31 ) angeordnet ist.
28. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (7, 8, 31 ) mittels wenigstens eines Lagers (13), vorzugsweise eines Wälzlagers, auf dem Verbindungselement (19) drehbar gelagert ist.
29. Verstelleinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (13) im Wesentlichen in der Wirkebene des Umlenkrades (10) angeordnet ist.
30. Verstelleinrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (13) im Ansatz (8) des Hohlrades (7, 8, 31 ) untergebracht ist.
31. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkrad (10) aus metallischem Werkstoff besteht.
32. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (51 ) des Umlenkrades (10) an einem Außenring (14) des Lagers (13) anliegen.
33. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkrad (10) mit einem Außenring (14) des Lagers (13) direkt wirkverbunden ist.
34. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Getriebeteile (7, 8, 31 ; 17, 27, 29) des Planetengetriebes (18) aus Kunststoff besteht.
35. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (7, 8, 31 ) an einer Seite durch einen Deckel (9) geschlossen ist.
36. Verstelleinrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (9) aus Kunststoff besteht.
37. Verstelleinrichtung nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (9) und das Hohlrad (7, 8, 31 ) miteinander verschweißt sind.
38. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (41 ) und das Untersetzungsgetriebe (42, 43) ein gemeinsames Gehäuse (44, 45) aufweisen.
39. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (41 ), das Untersetzungsgetriebe (42, 43) und das Hohlrad (7, 8, 31 ) ein gemeinsames Gehäuse (44, 45) aufweisen.
40. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (1 ) bei stillstehendem Sonnenrad (29) mit der halben Drehzahl der Kurbelwellendrehzahl dreht.
41. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Phasenstel- lers kleiner ist als der doppelte Teilkreisdurchmesser des kurbelwel- lenseitigen Antriebsrades (2').
42. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass der Phasensteller einen Außendurchmesser kleiner etwa 100 mm aufweist.
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