EP3859128A1 - Vorrichtung zur phasenverschiebung eines drehwinkels eines antriebsteils zu einem abtriebsteil - Google Patents

Vorrichtung zur phasenverschiebung eines drehwinkels eines antriebsteils zu einem abtriebsteil Download PDF

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EP3859128A1
EP3859128A1 EP21154669.2A EP21154669A EP3859128A1 EP 3859128 A1 EP3859128 A1 EP 3859128A1 EP 21154669 A EP21154669 A EP 21154669A EP 3859128 A1 EP3859128 A1 EP 3859128A1
Authority
EP
European Patent Office
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gear
eccentric
elastomer
double
double gear
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP21154669.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Nowak
Michael Breuer
Philipp HERTEN
Benjamin Simon
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.)
Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pierburg GmbH filed Critical Pierburg GmbH
Publication of EP3859128A1 publication Critical patent/EP3859128A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0476—Camshaft bearings
    • 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
    • F01L2250/00—Camshaft drives characterised by their transmission means
    • F01L2250/02—Camshaft drives characterised by their transmission means the camshaft being driven by chains
    • 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
    • F01L2301/00—Using particular materials

Definitions

  • the invention relates to a device for phase shifting an angle of rotation of a drive part to an output part, with a double gear, which has an externally toothed, first gear and an externally toothed, second gear, the two gears are non-rotatably connected to one another, an internally toothed, first ring gear, which with the drive part is rotatably connected and is operatively connected to the externally toothed, first gear, an internally toothed, second ring gear, which is rotatably connected to the output part and is operatively connected to the externally toothed, second gear, and an eccentric on which the double gear rotates via a bearing element is mounted, wherein at least one elastomer element is arranged radially between the double gear and the eccentric.
  • Such devices are known in particular for phase shifting between a crankshaft and a camshaft.
  • the phase shift is used to control the opening and closing times of the intake and exhaust valves of an internal combustion engine, which improves the gas exchange process.
  • eccentric gears are often used, which are usually designed with an eccentric. Two externally toothed gears that are firmly connected to one another are mounted on an eccentric, a first externally toothed gear with a drive ring gear and a second, externally toothed gear with a Output ring gear are in engagement.
  • the eccentric is driven by an actuator, the magnitude of the phase shift and the direction of the phase shift being set by the rotational speed of the eccentric.
  • a device for phase shifting an angle of rotation of a drive part with respect to an output part is disclosed, for example, in US Pat JP 2012-092720 .
  • the device has a driven drive part, a driven part and an eccentric gear.
  • the eccentric gear includes an eccentric, on the outer surface of which a double gear with two different external gears is rotatably mounted.
  • a first external toothing is operatively connected to a first, internally toothed ring gear and a second external toothing is operatively connected to a second, internally toothed ring gear.
  • the first ring gear is connected to the drive part and the second ring gear is firmly connected to the driven part.
  • an elastomer element is provided radially between the eccentric and the double gear.
  • the elastomer element is deformed and preloaded during the assembly process, so that the elastomer element radially preloads the double gearwheel in the assembled state.
  • the elastomer element has a hollow cylindrical shape and is held in its mounted position radially and axially by pressing between a bearing element and the eccentric or the double gear wheel.
  • a disadvantage of such a configuration of the device for phase shifting is that the elastomer element can move axially during operation of the device, since the compression of the elastomer element does not result in an axial displacement of the elastomer element can reliably prevent. If the elastomer element is displaced, there is a risk that the elastomer element and the entire device will be damaged.
  • the double gear wheel can tilt due to the axial displacement of the elastomer element and thereby cause the gear wheels to jam. Furthermore, due to the axial displacement of the elastomer element, the predefined radial tension between the external toothing of the double gear and the internal toothing of the ring gears cannot be guaranteed.
  • the invention is therefore based on the object of providing a device for phase shifting an angle of rotation of a drive part with respect to an output part, in which proper operation can be ensured over the entire service life and damage to the device can be reliably prevented.
  • the eccentric or the double gear wheel have a groove, the at least one elastomer element being arranged in the groove, the elastomer element is securely and reliably held in a predefined, axial position and tilting of the double gear wheel due to undesired displacement of the elastomer element is reliably prevented.
  • the elastomer element is axially fixed in a form-fitting manner on the eccentric or the double gear wheel, the elastomer element being pressed radially into the groove in its assembled state. In this way, the elastomer element is reliably prevented from sliding out of the groove. This ensures the preload between the double gear and the ring gears reliably over the entire service life and reliably prevents damage to the device due to displacement of the elastomer element.
  • the elastomer element is preferably arranged radially between the bearing element and the double gear, the groove being provided on an inner circumferential surface of the double gear facing the eccentric.
  • the elastomer element is arranged radially between the eccentric and the bearing element, the groove being provided on an outer circumferential surface of the eccentric facing the double gearwheel.
  • the eccentric has a sleeve which is arranged on the outer circumferential surface, the elastomer element being arranged radially between the outer circumferential surface and the sleeve.
  • the elastomer element can be positioned and fixed on the eccentric even before the final assembly of the device.
  • the outer circumferential surface of the sleeve also serves as the inner race of the bearing element designed as a roller bearing. As a result, the radial installation space of the device can be reduced.
  • the elastomer element is made of a fluorine rubber or a hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber, the hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber having a relatively high heat resistance, good mechanical properties and good aging resistance.
  • the elastomer element is an O-ring, whereby the assembly of the elastomer element can be simplified.
  • the elastomer element preferably has a first surface facing the double gearwheel and a second surface facing the eccentric, at least one of the two surfaces being embodied in a wave-like manner. In a preferred embodiment, both surfaces are designed to be wave-like. In the assembled state, the elastomer element rests with the deformed tips of the wave-like surface on the double gearwheel and / or the eccentric. In this way, the double gear wheel is evenly pretensioned over the circumference and overloading of the elastomer element is reliably prevented.
  • Two elastomer elements are preferably provided, which are arranged axially spaced from one another.
  • the relatively wide double gear can be radially evenly pretensioned and tilting of the double gear can be reliably prevented.
  • a rotation of the double gear about a vertical axis is reduced, the rotation resulting from the fact that different loads resulting from the toothing act on the first externally toothed gear and the second externally toothed gear.
  • the two elastomer elements can be made in one piece, the two elastomer elements being axially coupled to one another via a connecting element made in one piece with the elastomer elements.
  • the two elastomer elements are each arranged in a separate groove, whereby both elastomer elements can be held safely and reliably in a predefined, axial position.
  • a sheet-metal spring element is preferably arranged radially between the eccentric and the double gear wheel, the sheet-metal spring element loading the double gear wheel radially.
  • the sheet-metal spring element loads the double gear wheel radially in the same direction as the elastomer element and thus supports the elastomer element when the double gear wheel is radially pretensioned.
  • the section arranged axially between the two grooves preferably serves as a radial stop, the stop limiting compression of the elastomer elements and thereby reliably preventing overloading of the elastomer elements.
  • the sheet-metal spring element and the elastomer element together form a spring system for the radial preloading of the double gear wheel, the sheet-metal spring element having a spring characteristic such that the spring force of the sheet-metal spring element increases from a predefined spring travel, thereby preventing damage to the elastomer element.
  • the bearing element is a needle bearing, as a result of which the radial installation space of the device can be reduced.
  • the double gear is preferably made in one piece, the externally toothed first gear being made in one piece with the externally toothed second gear.
  • a device which reliably ensures the preload between the double gear and the ring gears over the entire service life in a simple and inexpensive manner, in that an undesired displacement of the elastomer element is reliably prevented by arranging the elastomer element in a groove.
  • the Figure 1 shows an embodiment according to the invention of a device for phase shifting a driven part to a drive part in a sectional view
  • the Figure 2 shows an elastomer element of the device according to the invention from Figure 1 .
  • the device shown comprises a drive part 2 and a driven part 4.
  • the driven part 4 is connected in a rotationally fixed manner to a camshaft 6 via a screw 5, a screw shaft of the screw 5 extending through an opening 7 provided on the driven part 4 and being screwed into the camshaft 6 .
  • the drive part 2 has a sprocket 8 on an outer surface, which is produced in one piece with the drive part 2.
  • a chain drive (not shown) engages the chain wheel 8, which connects the chain wheel 8 to a crankshaft (also not shown) and transmits a rotational movement of the crankshaft to the drive part 2.
  • the eccentric gear 16 is arranged on the side of the drive part 2 radially facing away from the sprocket 8.
  • the eccentric gear 16 has a first gear pair 18 and a second gear pair 20.
  • the first gear pair 18 comprises an internally toothed, first ring gear 22 and an externally toothed, first gear 24.
  • the internally toothed, first ring gear 22 is on the side of the drive part facing away from the sprocket 8 2 and is made in one piece with the drive part 2.
  • the externally toothed first gear 24 forms, together with an externally toothed second gear 26, a double gear 25, the two externally toothed gears 24, 26 being non-rotatably connected to one another and rotating with one another.
  • the externally toothed, second gear 26 meshes with an internally toothed, second ring gear 28 which is connected to the output part 4 in a rotationally fixed manner and, together with the externally toothed second gear 26, forms the second gear pair 20.
  • the double gear 25 is designed in such a way that the externally toothed, first gear 24 has an axially extending stub 27 on which the externally toothed, second gear 26 is pushed.
  • the non-rotatable connection between the first and second externally toothed gear 24, 26 can be established, for example, via a toothing or a press fit.
  • the double gear 25 is rotatably mounted on an eccentric 32 driven by a drive unit.
  • the eccentric 32 is a one-piece internal eccentric which is rotatably mounted via a needle bearing 40 on an outer circumferential surface of a bearing stub 42 formed on the driven part 4.
  • the inner running surface 44 of the needle bearing 40 is formed by the outer circumferential surface of the bearing stub 42.
  • the outer running surface 46 of the needle bearing 40 forms the inner circumferential surface of the eccentric 32.
  • the rotatable mounting of the double gear 25 on the eccentric 32 takes place via a needle bearing 48 arranged radially between the double gear 25 and the eccentric 32, the outer running surface 50 being formed by the inner circumferential surface of the double gear 25.
  • the inner running surface 52 of the needle bearing 48 forms an outer circumferential surface a sleeve 54 which is arranged on an outer circumferential surface of the eccentric 32.
  • Two elastomer elements 60, 62 and a sheet-metal spring element 64 are provided radially between the sleeve 54 and the outer circumferential surface, the elastomer elements 60, 62 and the sheet-metal spring element 64 loading the double gear 25 radially.
  • the play between the two externally toothed gears 24, 26 and the corresponding internally toothed ring gears 22, 28 can be compensated for by the radial load.
  • the double gear 25 is damped radially by the elastomer elements 60, 62.
  • the sheet metal spring element 64 has a wave-like cross section and is arranged in a recess 66 provided on the outer circumferential surface of the eccentric 32.
  • the two elastomer elements 60, 62 are shown in FIG Figure 2 shown and are designed as O-rings.
  • the elastomer elements 60, 62 each have a surface 70 facing the eccentric 32 and a surface 68 facing the double gear 25. Both surfaces 68, 70 have a wave-like shape. Due to the wave-like shape of the surfaces 68, 70, the elastomer elements 60, 62 in the final assembled state rest with the corresponding tips of the wave-like surfaces 68, 70 on the sleeve 54 and the eccentric 32.
  • the elastomer elements 60, 62 are each arranged in a groove 72, 74 produced on the outer circumferential surface of the eccentric 32.
  • the two grooves 72, 74 are arranged axially spaced apart from one another and have an annular cross-section.
  • the recess 66 and the sheet-metal spring element 64 are arranged axially between the two spaced apart grooves 72, 74.
  • the grooves 72, 74 extend over the entire circumference of the outer peripheral surface of the eccentric 32, so that the ring-like elastomer elements 60, 62 are arranged over the entire circumference in the grooves 72, 74.
  • the elastomer elements 60, 62 Due to the arrangement of the elastomer elements 60, 62 in the grooves 72, 74, the elastomer elements 60, 62 are reliably held axially in their predefined axial positions. This prevents undesired axial movement of the elastomer elements 60, 62.
  • eccentric 32 or the elastomer elements 60, 62 can be designed differently.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Phasenverschiebung eines Drehwinkels eines Antriebsteils (2) zu einem Abtriebsteil (4), mit einem Doppelzahnrad (25), welches ein außenverzahntes, erstes Zahnrad (24) und ein außenverzahntes, zweites Zahnrad (26) aufweist, wobei die beiden Zahnräder (24, 26) drehfest miteinander verbunden sind, einem innenverzahnten, ersten Hohlrad (22), welches mit dem Antriebsteil (2) drehfest verbunden ist und mit dem außenverzahnten, ersten Zahnrad (24) wirkverbunden ist, einem innenverzahnten, zweiten Hohlrad (28), welches mit dem Abtriebsteil (4) drehfest verbunden ist und mit dem außenverzahnten, zweiten Zahnrad (26) wirkverbunden ist, und einem Exzenter (32), auf welchem das Doppelzahnrad (25) über ein Lagerelement (48) drehbar gelagert sind, wobei radial zwischen dem Doppelzahnrad (25) und dem Exzenter (32) mindestens ein Elastomerelement (60, 62) angeordnet ist, wobei der Exzenter (32) oder das Doppelzahnrad (25) eine Nut (72, 74) aufweisen, wobei in der Nut (72, 74) das mindestens eine Elastomerelement (60, 62) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Phasenverschiebung eines Drehwinkels eines Antriebsteils zu einem Abtriebsteil, mit einem Doppelzahnrad, welches ein außenverzahntes, erstes Zahnrad und ein außenverzahntes, zweites Zahnrad aufweist, wobei die beiden Zahnräder drehfest miteinander verbunden sind, einem innenverzahnten, ersten Hohlrad, welches mit dem Antriebsteil drehfest verbunden ist und mit dem außenverzahnten, ersten Zahnrad wirkverbunden ist, einem innenverzahnten, zweiten Hohlrad, welches mit dem Abtriebsteil drehfest verbunden ist und mit dem außenverzahnten, zweiten Zahnrad wirkverbunden ist, und einem Exzenter, auf welchem das Doppelzahnrad über ein Lagerelement drehbar gelagert ist, wobei radial zwischen dem Doppelzahnrad und dem Exzenter mindestens ein Elastomerelement angeordnet ist.
  • Derartige Vorrichtungen sind insbesondere zur Phasenverschiebung zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle bekannt. Die Phasenverschiebung dient zur Steuerung der Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Einlass- und Auslassventile eines Verbrennungsmotors, wodurch der Ladungswechselprozess verbessert wird. Für die Phasenverschiebung zwischen der Kurbelwelle und Nockenwelle werden häufig Exzentergetriebe eingesetzt, welche üblicherweise mit einem Exzenter ausgeführt sind. Dabei werden zwei, fest miteinander verbundene, außenverzahnte Zahnräder auf einem Exzenter gelagert, wobei ein erstes, außenverzahntes Zahnrad mit einem Antriebshohlrad und ein zweites, außenverzahntes Zahnrad mit einem Abtriebshohlrad in Eingriff stehen. Zusätzlich wird der Exzenter über einen Aktor angetrieben, wobei durch die Exzenterdrehgeschwindigkeit die Höhe der Phasenverschiebung und die Richtung der Phasenverschiebung eingestellt werden.
  • Eine Vorrichtung zur Phasenverschiebung eines Drehwinkels eines Antriebsteils zu einem Abtriebsteil offenbart beispielsweise die JP 2012-092720 . Die Vorrichtung weist ein angetriebenes Antriebsteil, ein Abtriebsteil und ein Exzentergetriebe auf. Das Exzentergetriebe umfasst einen Exzenter, auf dessen Außenfläche ein Doppelzahnrad mit zwei unterschiedlichen Außenverzahnungen drehbar gelagert ist. Eine erste Außenverzahnung ist mit einem ersten, innenverzahnten Hohlrad wirkverbunden und eine zweite Außenverzahnung ist mit einem zweiten, innenverzahnten Hohlrad wirkverbunden. Das erste Hohlrad ist mit dem Antriebsteil und das zweite Hohlrad ist mit dem Abtriebsteil fest verbunden.
  • Zum radialen Vorspannen des Doppelzahnrades gegen die Hohlräder ist radial zwischen dem Exzenter und dem Doppelzahnrad ein Elastomerelement vorgesehen. Das Elastomerelement wird beim Montagevorgang verformt und vorgespannt, so dass das Elastomerelement im montierten Zustand das Doppelzahnrad radial vorspannt. Das Elastomerelement weist eine hohlzylindrische Form auf und wird über eine Verpressung zwischen einem Lagerelement und dem Exzenter oder dem Doppelzahnrad radial und axial in seiner montierten Lage gehalten.
  • Nachteilig an einer derartigen Ausgestaltung der Vorrichtung zur Phasenverschiebung ist, dass das Elastomerelement sich im Betrieb der Vorrichtung axial verschieben kann, da die Verpressung des Elastomerelements ein axiales Verschieben des Elastomerelements nicht zuverlässig verhindern kann. Bei einer Verschiebung des Elastomerelements besteht die Gefahr, dass das Elastomerelement und die gesamte Vorrichtung beschädigt werden. Dabei kann das Doppelzahnrad durch die axiale Verlagerung des Elastomerelements verkippen und dadurch ein Verklemmen der Zahnräder verursachen. Des Weiteren kann durch die axiale Verlagerung des Elastomerelements die vordefinierte radiale Verspannung zwischen den Außenverzahnungen des Doppelzahnrades und den Innenverzahnungen der Hohlräder nicht gewährleistet werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Phasenverschiebung eines Drehwinkels eines Antriebsteils zu einem Abtriebsteils bereitzustellen, bei welcher über die gesamte Lebensdauer der ordnungsgemäße Betrieb gewährleistet werden kann und eine Beschädigung der Vorrichtung zuverlässig verhindert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
  • Dadurch, dass der Exzenter oder das Doppelzahnrad eine Nut aufweisen, wobei in der Nut das mindestens eine Elastomerelement angeordnet ist, wird das Elastomerelement sicher und zuverlässig in einer vordefinierten, axialen Lage gehalten und ein Verkippen des Doppelzahnrads aufgrund eines unerwünschten Verschiebens des Elastomerelements zuverlässig verhindert. Durch die Anordnung des Elastomerelements in der Nut wird das Elastomerelement formschlüssig an dem Exzenter oder dem Doppelzahnrad axial fixiert, wobei das Elastomerelement in ihrem montierten Zustand radial in die Nut gepresst wird. Auf diese Weise wird ein Herausgleiten des Elastomerelements aus der Nut zuverlässig verhindert. Damit wird die Vorspannung zwischen dem Doppelzahnrad und den Hohlrädern zuverlässig über die gesamte Lebensdauer gewährleistet und eine Beschädigung der Vorrichtung aufgrund einer Verschiebung des Elastomerelements zuverlässig verhindert.
  • Vorzugsweise ist das Elastomerelement radial zwischen dem Lagerelement und dem Doppelzahnrad angeordnet, wobei die Nut an einer dem Exzenter zugewandten Innenumfangsfläche des Doppelzahnrades vorgesehen ist. Alternativ ist das Elastomerelement radial zwischen dem Exzenter und dem Lagerelement angeordnet, wobei die Nut an einer dem Doppelzahnrad zugewandten Außenumfangsfläche des Exzenters vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das Elastomerelement einfach und zuverlässig montiert werden, wobei im Montagevorgang der Vorrichtung das Elastomerelement gemeinsam mit dem Lageelement und dem Exzenter oder dem Doppelzahnrad zu einer Vormontagebaugruppe vormontiert werden kann und anschließend mit den anderen Komponenten der Vorrichtung endmontiert werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Exzenter eine Hülse auf, welche an der Außenumfangsfläche angeordnet ist, wobei das Elastomerelement radial zwischen der Außenumfangsfläche und der Hülse angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Elastomerelement bereits vor der Endmontage der Vorrichtung an dem Exzenter positioniert und fixiert werden. Die Hülse dient außerdem mit ihrer Außenumfangsfläche als Innenlaufring des als Wälzläger ausgeführten Lagerelements. Dadurch kann der radiale Bauraum der Vorrichtung reduziert werden.
  • Vorzugsweise ist das Elastomerelement aus einem Fluorkautschuk oder einem hydrierten Acrylnitrilbutadien-Kautschuk hergestellt, wobei der hydrierte Acrylnitrilbutadien-Kautschuk eine relativ hohe Wärmebeständigkeit, gute mechanische Eigenschaften und eine gute Alterungsbeständigkeit aufweist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Elastomerelement ein O-Ring, wodurch die Montage des Elastomerelements vereinfacht werden kann.
  • Vorzugsweise weist das Elastomerelement eine zum Doppelzahnrad zugewandte, erste Oberfläche und eine zum Exzenter zugewandte, zweite Oberfläche auf, wobei zumindest einer der beiden Oberflächen wellenartig ausgeführt ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind beiden Oberflächen wellenartig ausgeführt. Das Elastomerelement liegt im montierten Zustand mit den verformten Spitzen der wellenartigen Oberfläche an dem Doppelzahnrad und/oder dem Exzenter an. Auf diese Weise wird das Doppelzahnrad über den Umfang gleichmäßig vorgespannt und eine Überbelastung des Elastomerelements wird zuverlässig verhindert.
  • Vorzugsweise sind zwei Elastomerelemente vorgesehen, welche axial voneinander beabstandet angeordnet sind. Dadurch kann das relativ breite Doppelzahnrad radial gleichmäßig vorgespannt werden und ein Verkippen des Doppelzahnrades zuverlässig verhindert werden. Weiterhin wird eine Verdrehung des Doppelzahnrads um eine Vertikalachse reduziert, wobei sich die Verdrehung daraus gibt, dass unterschiedliche, aus der Verzahnung resultierende Belastungen auf das erste außenverzahnte Zahnrad und das zweite außenverzahnte Zahnrad wirken.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung können die beiden Elastomerelemente einstückig ausgeführt sein, wobei die beiden Elastomerelemente über ein einstückig mit den Elastomerelementen ausgeführtes Verbindungselement miteinander axial gekoppelt sind.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Elastomerelemente in jeweils einer separaten Nut angeordnet, wodurch beide Elastomerelemente sicher und zuverlässig in einer vordefinierten, axialen Lage gehalten werden können.
  • Vorzugsweise ist radial zwischen dem Exzenter und dem Doppelzahnrad ein Blechfederelement angeordnet, wobei das Blechfederelement das Doppelzahnrad radial belastet. Das Blechfederelement belastet das Doppelzahnrad radial in die gleiche Richtung wie das Elastomerelement und unterstützt damit das Elastomerelement beim radialen Vorspannen des Doppelzahnrads. Vorzugsweise dient der axial zwischen den beiden Nuten angeordnete Abschnitt als radialer Anschlag, wobei der Anschlag eine Kompression der Elastomerelemente begrenzt und dadurch eine Überlastung der Elastomerelemente zuverlässig verhindert wird.
  • Das Blechfederelement und das Elastomerelement bilden gemeinsam ein Federsystem zum radialen Vorspannen des Doppelzahnrads, wobei das Blechfederelement eine derartige Federkennlinie aufweist, dass die Federkraft des Blechfederelements ab einem vordefinierten Federweg ansteigt und dadurch eine Beschädigung des Elastomerelements verhindert wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Lagerelement ein Nadellager, wodurch der radiale Bauraum der Vorrichtung reduziert werden kann.
  • Vorzugsweise ist das Doppelzahnrad einstückig hergestellt, wobei das außenverzahnte erste Zahnrad mit dem außenverzahnten zweiten Zahnrad einstückig ausgeführt ist. Dadurch kann der Montageaufwand der Vorrichtung reduziert werden.
  • Es wird somit eine Vorrichtung geschaffen, welche auf eine einfache und kostengünstige Weise die Vorspannung zwischen dem Doppelzahnrads und den Hohlräder zuverlässig über die gesamte Lebensdauer gewährleistet, indem eine unerwünschte Verlagerung des Elastomerelements durch die Anordnung des Elastomerelements in einer Nut zuverlässig verhindert wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Figur dargestellt und nachfolgend beschrieben.
  • Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung einer Vorrichtung zur Phasenverschiebung eines Abtriebsteils zu einem Antriebsteil in geschnittener Ansicht, und
  • Die Figur 2 zeigt ein Elastomerelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Figur 1.
  • Die in der Figur 1 dargestellte Vorrichtung umfasst ein Antriebsteil 2 und ein Abtriebsteil 4. Das Abtriebsteil 4 ist über eine Schraube 5 mit einer Nockenwelle 6 drehfest verbunden, wobei ein Schraubenschaft der Schraube 5 sich durch eine an dem Abtriebsteil 4 vorgesehene Öffnung 7 erstreckt und in die Nockenwelle 6 eingeschraubt ist. Das Antriebsteils 2 weist an einer Außenfläche ein Kettenrad 8 auf, welches einstückig mit dem Antriebsteil 2 hergestellt ist. Auf das Kettenrad 8 greift ein nicht dargestellter Kettentrieb ein, welcher das Kettenrad 8 mit einer ebenfalls nicht dargestellten Kurbelwelle verbindet und eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle an das Antriebsteil 2 überträgt.
  • An der dem Kettenrad 8 radial abgewandten Seite des Antriebsteils 2 ist ein Exzentergetriebe 16 angeordnet. Das Exzentergetriebe 16 weist eine erste Zahnradpaarung 18 und eine zweite Zahnradpaarung 20 auf. Die erste Zahnradpaarung 18 umfasst ein innenverzahntes, erstes Hohlrad 22 und ein außenverzahntes, erstes Zahnrad 24. Das innenverzahnte, erste Hohlrad 22 ist an der dem Kettenrad 8 abgewandten Seite des Antriebsteils 2 angeordnet und ist einstückig mit dem Antriebsteil 2 hergestellt. Das außenverzahnte, erste Zahnrad 24 bildet gemeinsam mit einem außenverzahnten, zweiten Zahnrad 26 ein Doppelzahnrad 25, wobei die beiden außenverzahnten Zahnräder 24, 26 drehfest miteinander verbunden sind und miteinander rotieren. Das außenverzahnte, zweite Zahnrad 26 steht mit einem innenverzahnten, zweiten Hohlrad 28 in Eingriff, welches mit dem Abtriebsteil 4 drehfest verbunden ist und zusammen mit dem außenverzahnten, zweiten Zahnrad 26 die zweite Zahnradpaarung 20 bildet.
  • Das Doppelzahnrad 25 ist derart ausgestaltet, dass das außenverzahnte, erste Zahnrad 24 einen axial erstreckenden Stutzen 27 aufweist, auf welchen das außenverzahnte, zweite Zahnrad 26 aufgeschoben ist. Die drehfeste Verbindung zwischen dem ersten und zweiten außenverzahnten Zahnrad 24, 26 kann beispielsweise über eine Verzahnung oder einen Presssitz hergestellt werden.
  • Das Doppelzahnrad 25 ist drehbar auf einem durch eine Antriebseinheit angetriebenen Exzenter 32 gelagert. Der Exzenter 32 ist ein einstückiger Innenexzenter, welcher über ein Nadellager 40 an einer Außenumfangsfläche eines an dem Abtriebsteil 4 ausgebildeten Lagerstutzen 42 drehbar gelagert ist. Die Innenlauffläche 44 des Nadellagers 40 wird durch die Außenumfangsfläche des Lagerstutzens 42 gebildet. Die Außenlauffläche 46 des Nadellagers 40 bildet die Innenumfangsfläche des Exzenters 32.
  • Die drehbare Lagerung des Doppelzahnrades 25 auf dem Exzenter 32 erfolgt über ein radial zwischen dem Doppelzahnrad 25 und dem Exzenter 32 angeordneten Nadellager 48, wobei die Außenlauffläche 50 durch die Innenumfangsfläche des Doppelzahnrades 25 gebildet ist. Die Innenlauffläche 52 des Nadellagers 48 bildet eine Außenumfangsfläche einer Hülse 54, welche auf einer Außenumfangsfläche des Exzenters 32 angeordnet ist. Radial zwischen der Hülse 54 und der Außenumfangsfläche sind zwei Elastomerelemente 60, 62 und ein Blechfederelement 64 vorgesehen, wobei die Elastomerelemente 60, 62 und das Blechfederelement 64 das Doppelzahnrad 25 radial belasten. Durch die radiale Belastung kann das Spiel zwischen den beiden außenverzahnten Zahnräder 24, 26 und den entsprechenden innenverzahnten Hohlrädern 22, 28 ausgeglichen werden. Außerdem wird das Doppelzahnrad 25 durch die Elastomerelemente 60, 62 radial gedämpft.
  • Das Blechfederelement 64 weist einen wellenartigen Querschnitt auf und ist in einer an der Außenumfangsfläche des Exzenters 32 vorgesehenen Aussparung 66 angeordnet.
  • Die beiden Elastomerelemente 60, 62 sind in Figur 2 gezeigt und sind als O-Ringe ausgeführt. Die Elastomerelemente 60, 62 weisen jeweils eine dem Exzenter 32 zugewandte Oberfläche 70 und eine dem Doppelzahnrad 25 zugewandte Oberfläche 68 auf. Beide Oberflächen 68, 70 weisen eine wellenartige Form auf. Durch die wellenartige Form der Oberflächen 68, 70 liegen die Elastomerelemente 60, 62 im endmontierten Zustand mit den entsprechenden Spitzen der wellenartigen Oberflächen 68, 70 an der Hülse 54 und dem Exzenter 32 an.
  • Erfindungsgemäß sind die Elastomerelement 60, 62 in jeweils einer an der Außenumfangsfläche des Exzenters 32 hergestellten Nut 72, 74 angeordnet. Die beiden Nuten 72, 74 sind axial beabstandet zueinander angeordnet und weisen einen kreisringartigen Querschnitt auf. Axial zwischen den beiden voneinander beabstandeten Nuten 72, 74 ist die Aussparung 66 und das Blechfederelement 64 angeordnet. Die Nuten 72, 74 erstrecken sich über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche des Exzenters 32, so dass die ringartigen Elastomerelemente 60, 62 über den gesamten Umfang in den Nuten 72, 74 angeordnet sind.
  • Durch die Anordnung der Elastomerelemente 60, 62 in den Nuten 72, 74 werden die Elastomerelemente 60, 62 axial in ihren vordefinierten axialen Lagen zuverlässig gehalten. Dadurch wird ein unerwünschtes axiales Bewegen der Elastomerelemente 60, 62 verhindert.
  • Es sollte deutlich sein, dass auch andere konstruktive Ausführungsformen im Vergleich zur beschriebenen Ausführungsform möglich sind, ohne den Schutzbereich des Hauptanspruchs zu verlassen. Es können beispielsweise der Exzenter 32 oder die Elastomerelemente 60, 62 anders ausgeführt sein.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Phasenverschiebung eines Drehwinkels eines Antriebsteils (2) zu einem Abtriebsteil (4), mit
    einem Doppelzahnrad (25), welches ein außenverzahntes, erstes Zahnrad (24) und ein außenverzahntes, zweites Zahnrad (26) aufweist, wobei die beiden Zahnräder (24, 26) drehfest miteinander verbunden sind,
    einem innenverzahnten, ersten Hohlrad (22), welches mit dem Antriebsteil (2) drehfest verbunden ist und mit dem außenverzahnten, ersten Zahnrad (24) wirkverbunden ist,
    einem innenverzahnten, zweiten Hohlrad (28), welches mit dem Abtriebsteil (4) drehfest verbunden ist und mit dem außenverzahnten, zweiten Zahnrad (26) wirkverbunden ist, und einem Exzenter (32), auf welchem das Doppelzahnrad (25) über ein Lagerelement (48) drehbar gelagert ist, wobei radial zwischen dem Doppelzahnrad (25) und dem Exzenter (32) mindestens ein Elastomerelement (60, 62) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Exzenter (32) oder das Doppelzahnrad (25) eine Nut (72, 74) aufweisen, wobei in der Nut (72, 74) das mindestens eine Elastomerelement (60, 62) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Elastomerelement (60, 62) radial zwischen dem Lagerelement (48) und dem Doppelzahnrad (25) angeordnet ist, wobei die Nut (72, 74) an einer dem Exzenter (32) zugewandten Innenumfangsfläche des Doppelzahnrades (25) vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Elastomerelement (60, 62) radial zwischen dem Exzenter (32) und dem Lagerelement (48) angeordnet ist, wobei die Nut (72, 74) an einer dem Doppelzahnrad (25) zugewandten Außenumfangsfläche des Exzenters (32) vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Exzenter (32) eine Hülse (54) aufweist, welche an der Außenumfangsfläche angeordnet ist, wobei das Elastomerelement (60, 62) radial zwischen dem der Außenumfangsfläche und der Hülse (54) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Elastomerelement (60, 62) aus einem Fluorkautschuk oder aus einem hydrierten Acrylnitrilbutadien-Kautschuk hergestellt ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Elastomerelement (60, 62) ein O-Ring ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Elastomerelement (60, 62) eine zum Doppelzahnrad (25) zugewandte erste Oberfläche (68) und eine zum Exzenter (32) zugewandte zweite Oberfläche (70) aufweist, wobei zumindest einer der beiden Oberflächen (68, 70) wellenartig ausgeführt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    beiden Oberflächen (68, 70) wellenartig ausgeführt sind.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwei Elastomerelemente (60, 62) vorgesehen sind, welche axial voneinander beabstandet angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die beiden Elastomerelemente (60, 62) in jeweils einer separaten Nut (72, 74) angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    radial zwischen dem Exzenter (32) und dem Doppelzahnrad (25) ein Blechfederelement (64) angeordnet ist, wobei das Blechfederelement (64) das Doppelzahnrad (25) radial belastet.
  12. Vorrichtung zur Phasenverschiebung des Drehwinkels eines Antriebsteils zu einem Abtriebsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Lagerelement (48) ein Nadellager ist.
  13. Vorrichtung zur Phasenverschiebung des Drehwinkels eines Antriebsteils zu einem Abtriebsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Doppelzahnrad (25) einstückig hergestellt ist.
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