WO2012069257A1 - Apparatus for reducing the play in a gear mechanism - Google Patents

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WO2012069257A1
WO2012069257A1 PCT/EP2011/068083 EP2011068083W WO2012069257A1 WO 2012069257 A1 WO2012069257 A1 WO 2012069257A1 EP 2011068083 W EP2011068083 W EP 2011068083W WO 2012069257 A1 WO2012069257 A1 WO 2012069257A1
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transmission
reducing
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PCT/EP2011/068083
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Karl Benkler
Andreas Betz
Manuel Koch
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Zf Friedrichshafen Ag
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  • the stroke position of the piston of an Otto engine is generally adjusted via an eccentric shaft and a lever system consisting of articulated connecting rod and connecting element.

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Abstract

An apparatus for reducing the play in a gear mechanism is proposed, in particular in a gear mechanism for adjusting the compression ratio of an internal combustion engine with a variable compression ratio, comprising a first gearwheel (2) which drives a second gearwheel (4) which is arranged on a shaft (3), wherein the apparatus comprises means (13, 14), by which, under low load, the axis of the intermediate shaft (3) is inclined in relation to the axis (8) of the first gearwheel (2) in such a way that the toothing of the second gearwheel (4) is pressed into the corresponding toothing of the respective mating gear (2) and, under high load, lies parallel to the axis (8) of the first gearwheel (2).

Description

Vorrichtung zur Verminderung des Spiels in einem Getriebe  Device for reducing the game in a transmission
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verminderung des Spiels in einem Getriebe, insbesondere in einem Getriebe zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis, umfassend ein erstes Zahnrad, welches ein auf einer Welle angeordnetes zweites Zahnrad antreibt, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . The present invention relates to a device for reducing the play in a transmission, in particular in a transmission for adjusting the compression ratio of a variable compression ratio internal combustion engine, comprising a first gear which drives a second gear arranged on a shaft, according to the preamble of the claim 1 .
Aus dem Stand der Technik sind Verbrennungsmotoren mit variablem Verdichtungsverhältnis (VCR (Variable Compression Ratio)) bekannt. Hierbei umfassen derartige Antriebseinheiten in der Regel ein Zahnradgetriebe zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses. Durch den Einsatz von Verbrennungsmotoren mit variablem Verdichtungsverhältnis kann in vorteilhafter Weise der Kraftstoffverbrauch um 20% bis 35% gegenüber herkömmlichen Motoren reduziert werden, wodurch auch die Schadstoffemissionen verringert werden. Durch Verbrennungsmotoren mit variablem Verdichtungsverhältnis können unterschiedlich hohe Verdichtungsverhältnisse bei Teillast- und Vollastbetrieb realisiert werden, was insbesondere bei Ottomotoren in einem verbesserten Wirkungsgrad resultiert. From the prior art, variable compression ratio (VCR) engines are known. In this case, such drive units generally comprise a gear transmission for adjusting the compression ratio. The use of variable compression ratio internal combustion engines advantageously reduces fuel consumption by 20% to 35% over conventional engines, thereby also reducing pollutant emissions. By combustion engines with variable compression ratio different degrees of compression ratios can be realized at part load and full load, resulting in improved efficiency especially in gasoline engines.
Des Weiteren kann mit Verbrennungsmotoren mit variablem Verdichtungsverhältnis ein Downsizing-Konzept, also eine Verkleinerung der Zylinder bei gleicher Leistung, über die Grenzen konventioneller Motoren hinaus ermöglicht werden. Furthermore, with variable compression ratio internal combustion engines, a downsizing concept, that is, a reduction of the cylinders with the same power, can be made possible beyond the limits of conventional engines.
Wie in Figur 2 skizzenhaft gezeigt, wird bei Verbrennungsmotoren mit variablem Verdichtungsverhältnis in der Regel die Hublage des Kolbens eines Otto-Motors über einer Excenterwelle und ein Hebelsystem, bestehend aus Anlenkpleuel und Verbindungselement verstellt. As shown schematically in FIG. 2, in combustion engines with a variable compression ratio, the stroke position of the piston of an Otto engine is generally adjusted via an eccentric shaft and a lever system consisting of articulated connecting rod and connecting element.
Dadurch kann das Volumen des Brennraumes und damit das Kompressionsverhältnis verändert werden. As a result, the volume of the combustion chamber and thus the compression ratio can be changed.
Aus der DE 698 04 297 T2 geht eine Vorrichtung zur Steuerung des Kompressionsverhältnisses eines Kolbenmotors hervor, die aus einem Verzahnungssys- tem besteht, welches eine Zahnstange, die fest mit dem Unterteil des Kolbens verbunden ist und die in einem Führungssystem gehalten wird, das der Zahnstange eine Translationsbewegung in Längsrichtung gestattet, und eine Steuerzahnstange, die in dem Motorblock translationsbeweglich in Längsrichtung geführt wird, umfasst. DE 698 04 297 T2 discloses a device for controlling the compression ratio of a piston engine which consists of a gear system. tem, which comprises a rack fixedly connected to the lower part of the piston and held in a guide system allowing the rack to translate longitudinally, and a control rack which is movably moved longitudinally in the engine block.
Ferner umfasst die bekannte Vorrichtung eine weitere Steuerung, die es ermöglicht, die Position der Steuerzahnstange zu steuern und ein Zahnrad, welches auf einer Pleuelstange frei montiert ist, wobei die Pleuelstange ebenfalls frei auf einer Kurbelwelle montiert ist, so dass das Zahnrad zwischen den beiden Zahnstangen angeordnet ist, um das Element zur Übertragung der Bewegung zwischen dem Kolben und der Pleuelstange zu bilden. Furthermore, the known device comprises a further control, which makes it possible to control the position of the control rack and a gear which is freely mounted on a connecting rod, wherein the connecting rod is also mounted freely on a crankshaft, so that the gear between the two racks is arranged to form the element for transmitting the movement between the piston and the connecting rod.
Durch diese Vorrichtung wird eine Veränderung des Hubausgangspunkts des Kolbens relativ zum Zylinder erzielt, ohne die Länge des Hubs zu modifizieren. By this device, a change in the stroke output point of the piston relative to the cylinder is achieved without modifying the length of the stroke.
In nachteiliger weise beeinträchtigen durch die Kolbenbewegungen bedingte Erschütterungen die Funktionsweise der bei derartig ausgeführten Motoren verwendeten Zahnradgetriebe zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses. Adversely affect caused by the piston movements vibrations the operation of the gear unit used in such engines running for adjusting the compression ratio.
Zum Erreichen einer Spielfreiheit bzw. Spielarmut in Zahnradgetrieben ist bekannt, das Getriebe zu verspannen oder eine Auswahlpaarung und Klassifizierung verschiedener Zahnräder anhand der Zahndicke der Zahnräder durchzuführen. Hierbei ist aufgrund der auftretenden Temperaturdifferenzen im Motorraum bei Getrieben zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis das Verspannen der Zahnradpaarung einer Zahnradpaarung mit engem Getriebespiel vorzuziehen, da Temperaturschwankungen im Getriebe bei vorgespannten Verzahnungen unschädlich sind. To achieve a backlash or low gear in gear transmissions is known to brace the transmission or perform a selection pairing and classification of different gears based on the tooth thickness of the gears. Here, due to the temperature differences occurring in the engine compartment in transmissions for adjusting the compression ratio of an internal combustion engine with a variable compression ratio, the bracing of the gear pair of a gear pair with a tight gear play preferable because temperature fluctuations in the gearbox with biased gears are harmless.
Beispielsweise ist für den Fall eines zweistufigen Getriebes, bei dem ein erste Zahnrad, das Teil der Antriebsstufe ist, ein auf einer Zwischenwelle angeordnetes zweites Zahnrad antreibt, welches drehfest mit einem dritten auf der Welle angeordneten Zahnrad verbunden ist und das dritte Zahnrad ein viertes Zahnrad antreibt, bekannt, das zweite und dritte Zahnrad mit zwei angefederten Schwingen radial in die Verzahnung des ersten und vierten Zahnrads hineinzudrücken, um die gewünschte Spielfreiheit zu erzielen. For example, in the case of a two-stage transmission in which a first gear, which is part of the drive stage drives a second gear arranged on an intermediate shaft, which is rotatably connected to a third arranged on the shaft gear and the third gear drives a fourth gear , known, the second and third gear with two spring-loaded swing radially in push in the teeth of the first and fourth gear to achieve the desired backlash.
Aus Platzgründen bilden in der Regel die Achsen des ersten und vierten Zahnrads und des dritten Zahnrads ein Dreieck mit zwei spitzen und einem stumpfen Winkel, wobei durch eine Parallelverschiebung der Zwischenwellenachse gleichzeitig zwei Zahnradstufen vorgespannt werden können. For reasons of space, the axes of the first and fourth gears and the third gear generally form a triangle with two peaks and an obtuse angle, wherein two gear stages can be biased simultaneously by a parallel displacement of the intermediate shaft axis.
Eine Anfederung des dritten Zahnrads zur Verkleinerung der Achsabstände zu den Achsen des ersten und vierten Zahnrads scheitert an der Anforderung, dass das Getriebe in beiden Drehrichtungen laufen soll. Dabei tritt ein Kniehebeleffekt auf, welcher ein Hineinziehen der Achse des dritten Zahnrads in die Verzahnung und somit eine Verstärkung der Vorspannung durch die übertragenen Zahnkräfte bewirkt. Durch die Vorspannung des Getriebes kann die Pressung auf den Zahnflanken unzulässig groß werden, was in nachteiliger weise in einer Blockierung des Getriebes resultieren kann. A springing of the third gear to reduce the axial distances to the axes of the first and fourth gear fails due to the requirement that the transmission should run in both directions. In this case, a toggle effect occurs, which causes a pulling in of the axis of the third gear in the toothing and thus an amplification of the bias by the transmitted tooth forces. Due to the bias of the transmission, the pressure on the tooth flanks can become unacceptably large, which can result in disadvantageous manner in a blockage of the transmission.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verminderung des Spiels in einem Getriebe, insbesondere in einem Getriebe zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis anzugeben, durch welche die Verstärkung der Vorspannung durch die übertragenen Zahnkräfte vermieden werden kann. The present invention has for its object to provide a device for reducing the game in a transmission, in particular in a transmission for adjusting the compression ratio of a variable compression ratio internal combustion engine, by which the gain of the bias can be avoided by the transmitted tooth forces.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. This object is solved by the features of patent claim 1. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Demnach wird eine Vorrichtung zur Verminderung des Spiels in einem Getriebe, insbesondere in einem Getriebe zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis vorgeschlagen, umfassend ein erstes Zahnrad, welches ein auf einer Welle angeordnetes zweites Zahnrad antreibt, vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung Mittel umfasst, durch welche die Welle bei geringer Last in Bezug auf die Achse des ersten Zahnrads derart geneigt ist, dass die Verzahnungen des zweiten Zahnrads in die korrespondierende Verzah- nung des ersten Zahnrads hineingedrückt wird; bei hoher Last liegt die Achse der Welle parallel zu der Achse der ersten Zahnrads. Accordingly, a device is proposed for reducing the play in a transmission, in particular in a transmission for adjusting the compression ratio of a variable compression ratio internal combustion engine, comprising a first gear which drives a second gear arranged on a shaft, the device comprising means, by which the shaft is inclined at low load with respect to the axis of the first gear in such a way that the teeth of the second gear are inserted into the corresponding gear teeth. tion of the first gear is pressed; at high load, the axis of the shaft is parallel to the axis of the first gear.
Vorzugsweise wird im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten Parallelverschiebung der Zwischenwelle des angefederten, zweiten Zahnrads die Zwischenwelle über zumindest ein Federelement geneigt, wobei das zweite Zahnrad an zumindest einem Lager derart angefedert ist, dass die Verzahnung des zweiten Zahnrads mittels Federkraft in Richtung des ersten Zahnrads in die korrespondierende Verzahnung hineingedrückt wird. Preferably, in contrast to the known from the prior art parallel displacement of the intermediate shaft of the spring-loaded, second gear, the intermediate shaft via at least one spring element inclined, wherein the second gear on at least one bearing is sprung such that the toothing of the second gear by means of spring force in the direction of the first gear is pressed into the corresponding toothing.
Hierbei kann die Richtung der Federkraft radial auf die Achse des ersten Zahnrads gerichtet sein, wodurch eine Verstärkung der Vorspannung durch die auftretenden Zahnkräfte in vorteilhafter Weise vermieden wird. In this case, the direction of the spring force can be directed radially to the axis of the first gear, whereby a gain of the bias voltage is avoided by the occurring tooth forces in an advantageous manner.
Die Geometrie ist dabei so zu wählen, dass die Welle im spielbehafteten Zustand unter Last parallel oder im Wesentlichen parallel zu zumindest der Achse des ersten Zahnrads liegt. In diesem Zustand wird Welle durch die Zahnkräfte in einen Anschlag gedrückt, so dass die Neigungsbewegung in dieser Richtung begrenzt wird, wodurch im Stellbetrieb bei hohen Lasten ein gutes Tragen über die gesamte Zahnbreite gewährleistet wird. Das hierbei auftretende Spiel zwischen den Rückflan- ken bei großen Lasten verbessert den Wirkungsgrad gegenüber einer Variante mit anliegenden Rückflanken, bei der eine hohe Verlustleistung durch Reibung entsteht. Bei geringer Last ist die Federkraft stärker als die übertragene Zahnkraft und drückt das zweite Zahnrad, wie bereits erläutert, in das erste Zahnrad, wodurch das Flankenspiel aufgehoben und die Verzahnung spielarm bzw. spielfrei wird. Das daraus resultierende Tragbild der Verzahnung kann bei den wirkenden geringen Lasten akzeptiert werden. The geometry is to be chosen so that the shaft is in load under load under load parallel or substantially parallel to at least the axis of the first gear. In this state, shaft is pressed by the tooth forces in a stop, so that the tilting movement is limited in this direction, whereby in the control operation at high loads good wear over the entire tooth width is guaranteed. The play occurring here between the back flanks at high loads improves the efficiency compared to a variant with adjacent trailing edges, in which a high power loss due to friction arises. At low load, the spring force is stronger than the transmitted tooth force and presses the second gear, as already explained, in the first gear, whereby the backlash lifted and the teeth play or play. The resulting contact pattern of the teeth can be accepted at the acting low loads.
Insbesondere kann auf der Welle, auf der das zweite Zahnrad angeordnet ist, ein weiteres Zahnrad drehfest zu dem zweiten Zahnrad befestigt sein. Dieses dritte Zahnrad steht im Eingriff mit einem vierten Zahnrad, welches sich um eine weitere Achse dreht. Die Welle ist dabei bevorzugt bei geringer Last ebenso gegenüber der Achse des vierten Zahnrades geneigt, wobei der Neigungswinkel mit zunehmender Kraft abnimmt bzw. bei großer Last die Welle und die Achse des vierten Zahnrads parallel zueinander stehen. In particular, on the shaft on which the second gear is arranged, another gear rotatably secured to the second gear. This third gear is engaged with a fourth gear, which rotates about a further axis. The shaft is preferably at low load as compared to the Axis of the fourth gear inclined, wherein the inclination angle decreases with increasing force or at high load, the shaft and the axis of the fourth gear are parallel to each other.
An dem vierten Zahnrad oder drehfest mit diesem verbunden kann das Steuermittel zum Verändern des Kolbenhubs, wie das Anlenkpleuel angeordnet sein. On the fourth gear or non-rotatably connected thereto, the control means for varying the piston stroke, as the Anlenkpleuel be arranged.
Insbesondere kann die Bewegung der Welle durch einen Anschlag begrenzt werden und so die Position der Zwischenwelle bei starken Lasten festgelegt werden. Bevorzugt ist der Anschlag so gewählt, dass, wenn die Bewegung der Welle durch den Anschlag begrenzt wird, die Welle parallel zu der Achse des ersten Zahnrads steht. In particular, the movement of the shaft can be limited by a stop and so the position of the intermediate shaft are set at heavy loads. Preferably, the stop is selected so that when the movement of the shaft is limited by the stop, the shaft is parallel to the axis of the first gear.
Insbesondere kann die Welle um eine zu dieser Welle senkrechten Achse gekippt werden, die zumindest im Wesentlichen in der Ebene der Hauptausbreitung zumindest des ersten Zahnrads liegt oder zu dieser Ebene parallel ist. In particular, the shaft can be tilted about an axis perpendicular to this shaft, which lies at least substantially in the plane of the main propagation of at least the first gear or is parallel to this plane.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Welle mittels Kipphebel relativ zu der Achse des ersten Zahnrads und/oder zu der Achse des vierten Zahnrads gekippt werden. In another embodiment, the shaft may be tilted by means of rocker arms relative to the axis of the first gear and / or to the axis of the fourth gear.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the attached figures. Show it:
Figur 1 : Eine schematische Ansicht der Vorderseite und der Rückseite sowie eine Seitenansicht eines Getriebes zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis; Figure 1: A schematic view of the front and the rear and a side view of a transmission for adjusting the compression ratio of a variable compression ratio internal combustion engine;
Figur 2: Eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis nach dem Stand der Technik; Figur 3: Eine Darstellung zur Veranschaulichung der Vorspannkräfte bei einem Getriebe gemäß Figur 1 ; Figure 2 is a schematic view of a device for adjusting the compression ratio of a variable compression ratio internal combustion engine according to the prior art; FIG. 3: A representation to illustrate the pretensioning forces in a transmission according to FIG. 1;
Figur 4: Eine schematische Ansicht von oben eines Getriebes zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verminderung des Spiels; und Figure 4 is a schematic top view of a transmission for adjusting the compression ratio of a variable compression ratio internal combustion engine including a game reduction device according to the present invention; and
Figur 5: Eine schematische Seitenansicht eines Getriebes zum Figure 5: A schematic side view of a transmission to
Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis umfassend eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Verminderung des Spiels.  Adjusting the compression ratio of a variable compression ratio internal combustion engine comprising another embodiment of a game reduction device.
Zur Veranschaulichung des Prinzips des Getriebes zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis ist in Figur 1 ein dreistufiges Getriebe 1 dargestellt. Dabei kämmt ein erstens von einem Elektromotor angetriebenes Zahnrad 6 in einem zweiten Zahnrad 2', welches drehfest auf einer Welle 8 angeordnet ist. Auf der Welle 8 ist parallel zu dem Zahnrad 2' ein weiteres Zahnrad 2 angeordnet, welches in einem Zahnrad 4 kämmt. To illustrate the principle of the transmission for adjusting the compression ratio of an internal combustion engine with a variable compression ratio, a three-stage transmission 1 is shown in FIG. In this case, a gearwheel 6 driven first by an electric motor meshes in a second gearwheel 2 ', which is arranged rotatably on a shaft 8. On the shaft 8, a further gear 2 is arranged parallel to the gear 2 ', which meshes in a gear 4.
Dieses zweite Zahnrad 4 ist dabei über die Welle 3 mit einem dritten Zahnrad 4' drehfest verbunden. Das dritte Zahnrad 4' steht im Eingriff mit einem vierten Zahnrad 5. Mit dem Zahnrad 5 ist dabei ein Anlenkpleuel 1 1 , wie in Figur 2 gezeigt, verbunden. Über die Bewegung des Anlenkpleuel 1 1 , wird der Anlenkpunkt des Hauptpleuels 12 in seiner Position verändert und so die Ausgangsposition des Kolbenbewegung durch Betätigung des Elektromotors 6 geändert, was wiederum das Kompressionsverhältnis bestimmt. Der Anlenkpleuel 1 1 wird weiter von dem Hauptpleuel 12', welcher den Anlenkpleuel mit der Kurbelwelle 7 verbindet, so bewegt, dass durch den Hauptpleuel die Kolbenlage verändert wird. Hierbei ist der linke Teil der Figur 1 eine Ansicht der Vorderseite, der mittlere Teil der Figur 1 eine Ansicht der Rückseite und der rechte Teil der Figur 1 eine Seitenansicht des Getriebes 1 . This second gear 4 is connected via the shaft 3 with a third gear 4 'rotatably connected. The third gear 4 'is engaged with a fourth gear 5. With the gear 5 is a Anlenkpleuel 1 1, as shown in Figure 2, connected. About the movement of the Anlenkpleuel 1 1, the articulation point of the Hauptpleuels 12 is changed in position and so changed the starting position of the piston movement by actuation of the electric motor 6, which in turn determines the compression ratio. The Anlenkpleuel 1 1 is further from the Hauptpleuel 12 ', which connects the Anlenkpleuel with the crankshaft 7, so moved that the Kolbenplelage is changed by the Hauptpleuel. Here, the left part of Figure 1 is a view of the front, the middle part of Figure 1 is a view of the back and the right part of Figure 1 is a side view of the transmission first
Wie aus Figur 3 ersichtlich, bilden die Achsen 8, 9 der beiden Zahnräder 2, 5 und die Achse der Welle 3 des zweiten und dritten Zahnrads 4,4' in der Regel aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Bauraums in der Draufsicht ein Dreieck mit zwei spitzen und einem stumpfen Winkel und sind parallel zueinander angeordnet, wobei durch eine Parallelverschiebung der Welle gleichzeitig zwei Zahnradstufen vorgespannt werden können. Durch einen dabei entstehenden Kniehebeleffekt wird ein Hineinziehen der Welle 3 des zweiten und dritten Zahnrads 4,4' in die Verzahnung und somit eine Verstärkung der Vorspannung durch die übertragenen Zahnkräfte bewirkt. Die Richtung der Vorspannkraft ist in Figur 3 durch den Pfeil A veranschaulicht. As can be seen from FIG. 3, the axes 8, 9 of the two gearwheels 2, 5 and the axis of the shaft 3 of the second and third gearwheel 4, 4 'generally form a triangle with two due to the small available installation space in plan view pointed and an obtuse angle and are arranged parallel to each other, which can be biased by a parallel displacement of the shaft simultaneously two gear stages. By a resulting toggle effect pulling in the shaft 3 of the second and third gear 4,4 'in the toothing and thus causes an increase in the bias of the transmitted tooth forces. The direction of the biasing force is illustrated in Figure 3 by the arrow A.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Verminderung des Spiels vorgeschlagen, welche Mittel umfasst, durch welche die Welle 3, auf der das zweite und das dritte Zahnrad 4, 4' angeordnet sind, bei geringer Last in Bezug auf die Achsen 8, 9 der beiden Zahnräder 2, 5 derart geneigt ist, dass die Verzahnungen des zweite und dritten Zahnrads 4,4' in die korrespondierende Verzahnung des jeweiligen Gegenrads hineingedrückt werden und bei hoher Last parallel zu den Achsen 8, 9 der beiden Zahnräder 2, 5 liegt. To avoid this disadvantage, a device for reducing the play is proposed according to the invention, which comprises means by which the shaft 3, on which the second and the third gear 4, 4 'are arranged, at low load with respect to the axes eighth , 9 of the two gears 2, 5 is inclined such that the teeth of the second and third gear 4,4 'are pressed into the corresponding toothing of the respective counter gear and at high load parallel to the axes 8, 9 of the two gears 2, 5th lies.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Neigen der Welle 3 zumindest ein Federelement, durch dessen Federkraft die Welle 3 bei geringer Last in Richtung des ersten 2 und vierten Zahnrads 5 geneigt wird. Preferably, the means for tilting the shaft 3 comprise at least one spring element, by means of whose spring force the shaft 3 is inclined at low load in the direction of the first 2 and fourth gearwheel 5.
Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform sind zwei als Druckfedern ausgeführte Federelemente 13, 14 vorgesehen, durch welche die Welle 3 der Zahnräder 4, 4' an den Lagern 15, 16 derart angefedert ist, dass sie bei geringer Last mittels der Federkraft in Richtung des jeweiligen Gegenrades in die Verzahnung hineingedrückt wird. Die Federkräfte sind in Figur 4 durch die Pfeile B veranschaulicht. Die Richtung der Federkräfte ist auf die jeweilige Gegenradwelle 8, 9 gerichtet, wodurch eine Verstärkung der Vorspannung durch die auftretenden Zahnkräfte vermieden wird. In the embodiment shown in FIG. 4, two spring elements 13, 14 designed as compression springs are provided, by means of which the shaft 3 of the gear wheels 4, 4 'is spring-loaded on the bearings 15, 16 in such a way that, at low load, they move in the direction of the spring force respective Gegenrades is pressed into the toothing. The spring forces are illustrated in Figure 4 by the arrows B. The direction of the spring forces is directed to the respective Gegenradwelle 8, 9, whereby a gain of the bias voltage is avoided by the occurring tooth forces.
Bei geringer Last ist somit die Welle 3 mit dem Ende, das dem Zahnrad 4 zugeordnet ist, dem Zahnrad 2' zugeneigt, während das Ende der Welle 3, welches dem Zahnrad 4' zugeordnet ist, dem Zahnrad 5 zugeneigt ist. Die Welle 3 steht somit schräg zu den Wellen 9 und 8. At low load, therefore, the shaft 3 with the end, which is associated with the gear 4, the gear 2 'inclined, while the end of the shaft 3, which is assigned to the gear 4', the gear 5 is inclined. The shaft 3 is thus inclined to the shafts 9 and 8.
Mit zunehmender Last verringert sich der Winkel zwischen den Wellen 8,9 einerseits und der Welle 3 andererseits. With increasing load, the angle between the shafts 8,9 on the one hand and the shaft 3 on the other hand decreases.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und bezugnehmend auf Figur 5 umfasst die Vorrichtung zur Verminderung des Spiels zwei Druckfedern 17, deren Federkräfte auf mit der Lagerung der Zwischenwelle 3 verbundene Kipphebel 18 wirkt, um eine Neigung der Welle 3 in Bezug auf die Zahnradachsen der beiden Zahnräder 2, 5 bei geringer Last zu erzielen. Dabei ist je eine Druckfeder 17 einem Ende der Welle 3 zugeordnet und drücken die Wellenenden in unterschiedliche, entgegen gesetzte Richtungen. So werden, wenn keine Last auf die Zahnräder wirkt, die Zahnräder 4 und 4' mittels der Hebelarme 18 gegen die Zahnräder 5 und 2' gedrückt und die Welle 3 steht schräg zu den Wellen 6 und 9. Dazu ist die Welle 3 mit Spiel in den Kipphebeln 18 gelagert und kann bezüglich der Kipphebel gekippt werden. Wird nun die Last auf die Zahnräder 4 und 4' erhöht, so werden diese entgegen den Federkräften bewegt und die Welle 3 in eine Position bewegt, die einen kleineren Winkel mit den Wellen 8 und 9 einschließt. Bei einer sehr hohen Last steht die Welle 3 schließlich parallel zu den Wellen 8 und 9. Da es sich bei der Fig. 5 um eine Seitenansicht handelt, sind der zweite Kipphebel 18 und die zweite Feder 17 durch den ersten Kipphebel 18 und die erste Feder 17 verdeckt und so nicht gezeigt. Bezugszeichen According to a further embodiment of the invention and with reference to FIG. 5, the play-reduction device comprises two compression springs 17 whose spring forces act on rocker arms 18 connected to the bearing of the intermediate shaft 3 to incline the shaft 3 with respect to the gear axes of the two gears 2, 5 to achieve at low load. In this case, each one compression spring 17 associated with one end of the shaft 3 and press the shaft ends in different, opposite directions. Thus, when no load acts on the gears, the gears 4 and 4 'are pressed by means of the lever arms 18 against the gears 5 and 2' and the shaft 3 is inclined to the shafts 6 and 9. For this purpose, the shaft 3 with play in stored the rocker arms 18 and can be tilted with respect to the rocker arm. Now, if the load on the gears 4 and 4 'is increased, they are moved against the spring forces and moves the shaft 3 in a position which includes a smaller angle with the shafts 8 and 9. At a very high load, the shaft 3 is finally parallel to the shafts 8 and 9. Since FIG. 5 is a side view, the second rocker arm 18 and the second spring 17 are by the first rocker arm 18 and the first spring 17 hidden and not shown. reference numeral
1 Getriebe 1 gearbox
2 Zahnrad  2 gear
2' Zahnrad 2 'gear
3 Welle  3 wave
4 Zahnrad  4 gear
4' Zahnrad 4 'gear
5 Zahnrad  5 gear
6 Elektromotor  6 electric motor
7 Kurbelwelle  7 crankshaft
8 Achse des Zahnrads 2  8 axis of the gear 2
9 Achse des Zahnrads 5  9 axis of the gear 5
10 Hauptpleuel  10 main connecting rods
1 1 Anlenkpleuel  1 1 connecting rod
12 Hauptpleuel  12 main connecting rods
13 Druckfeder  13 compression spring
14 Druckfeder  14 compression spring
15 Lager  15 bearings
16 Lager  16 bearings
17 Druckfeder  17 compression spring
18 Kipphebel  18 rocker arms
A Richtung der Vorspannkraft  A direction of the preload force
B Richtung der Federkraft  B direction of the spring force

Claims

Patentansprüche claims
1 . Vorrichtung zur Verminderung des Spiels in einem Getriebe (1 ), insbesondere in einem Getriebe (1 ) zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis, umfassend ein erstes Zahnrad (2), welches ein auf einer Welle (3) angeordnetes zweites Zahnrad (4) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel (13, 14, 17, 18) umfasst, durch welche die Achse der Welle (3) bei geringer Last in Bezug auf die Achse (8) des ersten Zahnrads (2) derart geneigt ist, dass die Verzahnungen des zweiten Zahnrads (4) in die Verzahnung des ersten Zahnrads (2) hineingedrückt wird und bei hoher Last zumindest im Wesentlichen parallel zu der Achse (8) des ersten Zahnrads (2) liegt. 1 . Device for reducing play in a transmission (1), in particular in a transmission (1) for adjusting the compression ratio of a variable compression ratio internal combustion engine, comprising a first gear (2) having a second gear (4) arranged on a shaft (3) ), characterized in that the device comprises means (13, 14, 17, 18) by which the axis of the shaft (3) is inclined at low load with respect to the axis (8) of the first gear (2) in that the toothings of the second toothed wheel (4) are pressed into the toothing of the first toothed wheel (2) and at high load at least substantially parallel to the axis (8) of the first toothed wheel (2).
2. Vorrichtung zum Verminderung des Spiels in einem Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (3) ein drittes Zahnrad (4') drehfest mit dem zweiten Zahnrad (4) angeordnet ist und die Verzahnung des dritten Zahnrads (4') in die Verzahnung eines vierten Zahnrads (5) eingreift, wobei bei hoher Last die Welle (3) zumindest im Wesentlichen parallel zu der Achse (9) des vierten Zahnrads (2) liegt. 2. A device for reducing the game in a transmission according to claim 1, characterized in that on the shaft (3) a third gear (4 ') rotatably with the second gear (4) is arranged and the toothing of the third gear (4' ) engages in the toothing of a fourth gear (5), wherein at high load, the shaft (3) is at least substantially parallel to the axis (9) of the fourth gear (2).
3. Vorrichtung zur Verminderung des Spiels in einem Getriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Neigen der Achse der Welle (3) in Bezug auf die Achse (8) des ersten Zahnrads (2) und /oder in Bezug auf die Achse (9) des vierten Zahnrads zumindest ein Federelement (13, 14, 17) umfassen, durch dessen Federkraft die Achse der Welle (3) bei geringer Last geneigt wird. Device for reducing the play in a gearbox (1) according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the means for inclining the axis of the shaft (3) with respect to the axis (8) of the first gear (2) and / or with respect to the axis (9) of the fourth gear at least one spring element (13, 14, 17), by whose spring force, the axis of the shaft (3) is inclined at low load.
4. Vorrichtung zur Verminderung des Spiels in einem Getriebe (1 ), nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei als Druckfedern ausgeführte Federelemente (13, 14) umfasst, durch welche die Welle (3) des zweiten Zahnrads (4) an den Lagern (15, 16) derart angefedert ist, dass sie bei geringer Last mittels der Federkraft in Richtung des jeweiligen Gegenrades (2, 5) gedrückt wird. 4. A device for reducing the backlash in a transmission (1), according to claim 3, characterized in that it comprises two spring elements (13, 14) designed as compression springs, by which the shaft (3) of the second gear (4) to the Bearings (15, 16) is spring-loaded such that it is pressed at low load by means of the spring force in the direction of the respective counter-wheel (2, 5).
5. Vorrichtung zur Verminderung des Spiels in einem Getriebe (1 ), nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Druckfeder (17) umfasst, deren Federkraft auf einen mit der Lagerung der Welle (3) verbundenen Kipphebel (18) wirkt, um die Neigung der Welle (3) in Bezug auf die Achsen (8, 9) des ersten (2) und vierten Zahnrads ( 5) bei geringer Last zu erzielen. 5. A device for reducing the backlash in a transmission (1), according to claim 3, characterized in that it comprises a compression spring (17) whose spring force acts on a with the bearing of the shaft (3) connected to rocker arm (18) to achieve the inclination of the shaft (3) with respect to the axes (8, 9) of the first (2) and fourth gear (5) at low load.
6. Vorrichtung zur Verminderung des Spiels in einem Getriebe (1 ), nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Druckfedern vorgesehen sind, deren Federkräfte auf jeweils einen mit einem Lager (15, 16) der Welle (3) verbundenen Kipphebel wirken, um die Neigung der Welle (3) in Bezug auf die Achsen (8,9) des ersten und des vierten Zahnrads (2, 5) bei geringer Last zu erzielen. 6. A device for reducing the game in a transmission (1), according to claim 3, characterized in that two compression springs are provided, the spring forces each act on a with a bearing (15, 16) of the shaft (3) rocker arm to to achieve the inclination of the shaft (3) with respect to the axes (8,9) of the first and the fourth gear (2, 5) at low load.
7. Vorrichtung zur Verminderung des Spiels in einem Getriebe (1 ), nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei hoher Last die Lage der Welle (3) durch einen Anschlag zumindest in einer Bewegungsrichtung festgelegt ist. 7. A device for reducing the game in a transmission (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that at high load, the position of the shaft (3) is fixed by a stop at least in one direction of movement.
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