WO2022258109A1 - Stellgetriebe und verfahren zur montage eines stellgetriebes eines elektromechanischen nockenwellenverstellers - Google Patents

Stellgetriebe und verfahren zur montage eines stellgetriebes eines elektromechanischen nockenwellenverstellers Download PDF

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WO2022258109A1
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internally toothed
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toothing
output element
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Juergen Weber
Resat Aras
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H—GEARING
    • F16H35/00—Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/008—Gearings or mechanisms with other special functional features for variation of rotational phase relationship, e.g. angular relationship between input and output shaft

Definitions

  • the invention relates to an adjusting gear, in particular in the form of a harmonic drive, as well as a method for assembling an adjusting gear of an electromechanical camshaft adjuster.
  • a camshaft adjuster with an adjusting gear is known, for example, from EP 2 638257 B1.
  • This well-known camshaft adjuster has a drive ring gear on as part of a drive unit.
  • An inner lateral surface of the drive ring gear forms a plain bearing surface for an outer lateral surface of a drive unit from where the plain bearing surfaces are interrupted by twist-limiting contours.
  • strain wave gears have a flexible gear element.
  • a transmission element can be in the form of a simple ring, ie a flex ring.
  • a flexible gear element of a harmonic drive can describe a pot shape, a flute shape or a more complex shape.
  • camshaft adjusters with strain wave gears are described, for example, in the documents DE 10 2017 116 729 A1, DE 10 2017 111 223 B3, DE 10 2017 114 053 B3 and DE 10 2008 053 915 A1. In all these cases, a belt is provided for driving camshafts.
  • a method for assembling a harmonic drive is for example in
  • the invention is based on the object of developing possibilities for the assembly of electromechanical no- specify camshaft adjusters, whereby a high level of process reliability under the conditions of series production is sought and mechanical over-determinations are to be avoided.
  • the adjusting gear of the camshaft adjuster is in particular a strain wave gear.
  • a housing assembly is provided, which is composed of a drive wheel designed as a ring gear and an element having internal teeth. If the camshaft to be adjusted is driven via a traction mechanism, the drive wheel is a belt wheel or a chain wheel or a part that is firmly connected to such an element of a belt drive.
  • the named housing assembly forms a flea space in which, among other things, a wave generator is arranged.
  • a driven element in the flea space, which has internal teeth.
  • this internal toothing must be aligned in relation to the internal toothing of the element to be connected to the drive wheel.
  • the latter element is also referred to below as a further internally toothed element to distinguish it from the output element.
  • the assembly of the adjusting gear designed as strain wave gear takes place in the following steps: - Provision of a drive wheel designed as a floating wheel, an internally toothed driven element, the outer diameter of which is matched to the inner diameter of the drive wheel, a further internally toothed element, the inner toothing of which has a diameter that matches the internal teeth of the driven element, and a flexible externally toothed transmission element, in particular in the form of a flex ring, which surrounds a wave generator and together with this forms a phaser assembly,
  • the further internally toothed element is fixed in particular in the form of a screw connection, it being possible for a seal to be inserted between the further internally toothed element and the drive wheel.
  • the alignment of the output element and the other internally toothed element in the radial direction, relative to the central axis of the elements mentioned and thus of the entire actuator, is also carried out in this case by the flexible externally toothed gear element.
  • the assembly aid contours can, for example, be in the form of an annular groove in the further internally toothed element and an annular section of the driven element, the annular section engaging in the annular groove with play, in particular with play in the radial direction.
  • the drive wheel can have a front-side recess into which the further internally toothed element can be used with a loose fit when it is placed on the flexible gear element. Due to this loose fit, there is an annular gap between the white direct internally toothed element and the drive wheel in the fully assembled control gear.
  • the annular gap preferably has a minimum distance between the drive wheel and the further internally toothed element.
  • the minimum distance is particularly preferably greater than the radial play of the output element.
  • the annular gap extends along the entire axial area in which the drive wheel and the further internally toothed element overlap radially.
  • the annular gap preferably has a constant depth in the axial direction,
  • the actuating gear thus comprises a drive wheel designed as a ring gear, an internally toothed output element mounted with radial play in the drive wheel, another internally toothed element which is attached to the drive wheel and whose internal teeth have a diameter that matches the internal teeth of the output element, and an adjuster assembly which consists of a corrugated generator and an externally toothed transmission element that can be deformed by this, the external teeth of this transmission element meshing both with the internal teeth of the output element and with the internal teeth of the further element, and with a recess of the drive wheel between the further internally toothed element and an inner peripheral surface an annular gap is gebil det, the width of which is at least partially, in particular over the entire circumference, greater than the radial play of the output element.
  • the further internally toothed element of the actuating mechanism has an annular groove, into which an annular section of the driven element engages with play. This is used in the manner already explained to facilitate assembly of the actuating mechanism.
  • the other internally toothed element optionally has additional functions.
  • this element can have a cylindrical section that is provided as a sealing surface and faces away from the driven element.
  • the actuating gear is therefore particularly suitable for a camshaft adjuster with a dry belt drive.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of an actuating mechanism of an electromechanical camshaft adjuster in a sectional view
  • FIG. 2 shows a detail of the actuating mechanism according to FIG. 1, 3 and 4 show another embodiment of an actuating mechanism in representations analogous to FIGS. 1 and 2.
  • An adjusting gear 1 designed as a harmonic drive is part of an electromechanical camshaft adjuster of an internal combustion engine, not shown further, in a motor vehicle.
  • An adjusting gear 1 designed as a harmonic drive is part of an electromechanical camshaft adjuster of an internal combustion engine, not shown further, in a motor vehicle.
  • a drive wheel 2 designed as a belt wheel in the present cases is driven in a manner known per se by the crankshaft of the internal combustion engine and rotates at half the crankshaft speed.
  • the drive wheel 2 is formed as a floating wheel and has an outer cylindrical portion 3, a disc-shaped section 4 and an inner cylindrical portion 5 from. In the latter section 5 from the camshaft to be adjusted is inserted.
  • a toothing 21 on the outer peripheral surface of the drive wheel 2 engages during operation of the internal combustion engine, a toothed belt, not shown, which runs dry.
  • the teeth 21 are formed directly by the drive wheel 2 .
  • the toothing 21 could be formed by a separate belt wheel connected to the drive wheel 2 .
  • the outer cylindrical section 3 there is a recess 6 at the end face, that is to say on the side opposite the inner cylindrical section 5, through which an inner peripheral surface 7 is formed.
  • the region of the outer cylindrical section 3 adjoining the recess 6 forms a sliding surface 8 in which an output element 9 is mounted.
  • the output element 9 has the same as the drive wheel 2 in the form of a fleet wheel, in which case the outer cylindrical portion 11, the bottom, i.e. disk-shaped portion, 12, and an inner cylindrical portion 13. In the installed state of the camshaft adjuster, the output element 9 is firmly connected to the camshaft to be adjusted, ie the intake or exhaust camshaft.
  • the outer cylindrical portion 11 of the output element 9 has an internal toothing 10 which extends approximately up to the end face of the output element 9, which is denoted by 14 .
  • the pitch circle diameter of the internal toothing 10 corresponds to the pitch circle diameter of a toothing 15 which is provided by a further internally toothed element 16 .
  • the further internally toothed element 16 forms, together with the drive wheel 2, a housing designated 39, generally also referred to as a housing assembly, of the actuating gear 1.
  • the internal toothing 15 is located on a disk-shaped section 17 of the internally toothed element 16.
  • the sealing surface 19 is provided for contacting a Simmerring, not shown.
  • the disk-shaped portion 17 continues radially inward, next to the toothing 15, in the form of an inner Radialab section 20, which is arranged parallel to the bottom 12 of the driven element 9.
  • the inner radial section 20 and the base 12 delimit an interior space in the axial direction, in which there is an adjustment assembly 22, which is also referred to as an adjustment shaft for short.
  • Components of the adjuster assembly 22 are a wave generator 23 and a flexible gear element 24, ie flex ring.
  • the toothing of the flexible gear element 24 is denoted by 25 .
  • the wave generator 23 includes a roller bearing 26, in the present case in the form of a ball bearing, with a non-circular, elliptical inner ring 27, which zen via Bol 28 is electrically drivable, with a compensating coupling between an actuator motor and the inner ring 27 can be connected.
  • the roller bodies labeled 29, ie balls, of the roller bearing 26 are guided in a cage 30 and make contact with an outer ring 31 which, in contrast to the inner ring 27, is flexible and permanently adapts to the non-round shape of the inner ring 27.
  • the flexible gear element 24 surrounds the outer ring 31 without being firmly connected to it.
  • Ge slightly differing numbers of teeth of the gears 10, 15, 25 ensure in a manner known per se that a full rotation of the inner ring 27 relative to the drive wheel 2 is converted into only a slight pivoting between the drive wheel 2 and the driven element 9, whereby the actuating gear 1 is designed as a highly reduced gear.
  • the resulting Ver position of the phase position of the camshaft is limited by a rotation angle limiter 36, which is formed by the contours of the drive wheel 2 and the driven element 9.
  • the output element 9 When assembling the actuating gear 1 , the output element 9 is first inserted into the drive wheel 2 .
  • the outer diameter of the output element 9 is matched to the diameter of the sliding surface 8 in such a way that the output element 9 is slide-mounted in the drive wheel 2 with little radial play.
  • the adjusting shaft After inserting the output element 9 into the drive wheel 2, the adjusting shaft is inserted as far as possible into the output element 9, so that the external toothing 25 partially engages with the internal toothing 10, specifically at exactly two diametrically opposite points.
  • the further internally toothed element 16 is then assembled and aligned, with a seal 32 being inserted beforehand into a groove 33 which is located on the end face of the drive wheel 2 .
  • the toothing 15 is pushed onto the toothing 25 of the flexible gear element 24, whereby an alignment of the ele ments 2, 9, 16 takes place.
  • the additional internally toothed element 16 is permanently fixed to the drive wheel 2 with the aid of screws 34 .
  • an annular gap designated 35 remains, which is formed between the outer peripheral surface of the disk-shaped section 17 and the inner peripheral surface 7 .
  • the width of the annular gap 35 exceeds the radial clearance of the output element 9 in Drive wheel 2 clearly and is dimensioned in such a way that the alignment of the internally toothed element 16 is not impeded by the flexible gear element 24 .
  • annular section 38 is formed on the end face 14 of the output element 9, which section is intended to engage in an annular groove 37 of the internally toothed element 16.
  • contours 37 , 38 there is also radial play, which does not restrict the alignment of the elements 2 , 9 , 16 by the flexible gear element 24 .

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Abstract

Ein Stellgetriebe (1 ), insbesondere Wellgetriebe, eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers umfasst ein als Hohlrad ausgebildetes Antriebsrad (2), ein mit Radialspiel im Antriebsrad (2) gelagertes, innenverzahntes Abtriebselement (9), ein weiteres innenverzahntes Element (16), welches am Antriebsrad (2) befestigt ist und dessen Innenverzahnung (15) einen mit der Innenverzahnung (10) des Abtriebselementes (9) übereinstimmenden Durchmesser aufweist, sowie eine Verstellerbaugruppe (22), welche aus einem Wellgenerator (23) und einem durch diesen verformbaren außenverzahnten flexiblen Getriebeelement (24) gebildet ist, wobei die Außenverzahnung (25) dieses flexiblen Getriebeelementes (24) sowohl mit der Innenverzahnung (10) des Abtriebselementes (9) als auch mit der Innenverzahnung (15) des weiteren Elementes (16) kämmt, und wobei zwischen dem weiteren innenverzahnten Element (16) und einer Innenumfangsfläche (7) einer Ausnehmung (6) des Antriebsrades (2) ein Ringspalt (35) gebildet ist, dessen Breite zumindest partiell größer als das Radialspiel des Abtriebselementes (9) ist.

Description

Stellqetriebe und Verfahren zur Montage eines Stellqetriebes eines elektrome- chanischen Nockenwellenverstellers
Die Erfindung betrifft ein Stellgetriebe, insbesondere in Form eines Wellgetriebes, so wie ein Verfahren zur Montage eines Stellgetriebes eines elektromechanischen No- ckenwellenverstellers.
Ein Nockenwellenversteller mit einem Stellgetriebe ist beispielsweise aus der EP 2 638257 B1 bekannt. Dieser bekannte Nockenwellenversteller weist ein An triebshohlrad als Teil einer Antriebseinheit auf. Eine innere Mantelfläche des An triebshohlrades bildet eine Gleitlagerfläche für eine äußere Mantelfläche einer Ab triebseinheit, wobei die Gleitlagerflächen durch Verdrehbegrenzungskonturen unter brochen sind.
Wellgetriebe weisen prinzipbedingt ein flexibles Getriebeelement auf. Ein solches Ge triebeelement kann die Form eines einfachen Ringes, das heißt Flexringes, aufwei sen. Alternativ kann ein flexibles Getriebeelement eines Wellgetriebes ein Topfform, eine Flutform oder eine komplexere Form beschreiben. Verschiedene Bauformen von Nockenwellenverstellern mit Wellgetriebe sind zum Beispiel in den Dokumenten DE 10 2017 116 729 A1 , DE 10 2017 111 223 B3, DE 10 2017 114 053 B3 und DE 10 2008 053 915 A1 beschrieben. In allen diesen Fällen ist zum Nockenwellenan trieb ein Riemen vorgesehen.
Ein Verfahren zur Montage eines Wellgetriebes ist beispielsweise in der
DE 10 2018 116 648 A1 oder DE 10 2018 123 305 A1 offenbart. In diesem Fall ist ein
Antriebselement des Wellgetriebes als Kettenrad ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickelte Möglichkeiten der Montage von elektromechanischen No- ckenwellenverstellern anzugeben, wobei eine hohe Prozesssicherheit unter Bedin gungen der Serienproduktion angestrebt wird und mechanische Überbestimmungen vermieden werden sollen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Montage eines Stellgetriebes eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers gemäß Anspruch 1 . Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Stellgetriebe mit den Merkmalen des An spruchs 6. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Stellgetriebe oder dem gesam ten Nockenwellenversteller erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gel ten sinngemäß auch für das Montageverfahren, und umgekehrt.
Bei dem Stellgetriebe des Nockenwellenverstellers handelt es sich insbesondere um ein Wellgetriebe. Als eingangsseitige, rotierbare Komponente des Stellgetriebes ist ei ne Gehäusebaugruppe vorgesehen, die aus einem als Hohlrad ausgebildeten An triebsrad und einem eine Innenverzahnung aufweisenden Element zusammengesetzt ist. Im Fall eines Antriebs der zu verstellenden Nockenwelle über ein Zugmittel handelt es sich bei dem Antriebsrad um ein Riemenrad oder ein Kettenrad oder ein mit einem solchen Element eines Umschlingungsgetriebes fest verbundenes Teil.
Durch die genannte Gehäusebaugruppe ist im Fall der Ausbildung des Stellgetriebes als Wellgetriebe ein Flohlraum gebildet, in welchem unter anderem ein Wellgenerator angeordnet ist. In jedem Fall befindet sich in dem Flohlraum ein Abtriebselement, wel ches eine Innenverzahnung aufweist. Im Zuge der Montage ist diese Innenverzah nung in Relation zur Innenverzahnung des mit dem Antriebsrad zu verbindenden Ele mentes auszurichten. Letztgenanntes Element wird im Folgenden zur Unterscheidung vom Abtriebselement auch als weiteres innenverzahntes Element bezeichnet.
Die Montage des als Wellgetriebe ausgebildeten Stellgetriebes erfolgt in folgenden Schritten: - Bereitstellung eines als Flohlrad ausgebildeten Antriebsrades, eines innen verzahnten Abtriebselementes, dessen Außendurchmesser auf den Innen durchmesser des Antriebsrades abgestimmt ist, eines weiteren innenver zahnten Elementes, dessen Innenverzahnung einen mit der Innenverzah nung des Abtriebselementes übereinstimmenden Durchmesser aufweist, sowie eines flexiblen außenverzahnten Getriebeelementes, insbesondere in Form eines Flexringes, welches einen Wellgenerator umgibt und zusammen mit diesem eine Verstellerbaugruppe bildet,
- Einsetzen des Abtriebselementes in das Antriebsrad,
- teilweises Einsetzen der Verstellerbaugruppe in das Abtriebselement, so dass die Außenverzahnung des flexiblen Getriebeelementes teilweise mit der Innenverzahnung des Abtriebselementes kämmt,
- Aufsetzen des weiteren innenverzahnten Elementes auf das flexible Getrie beelement, so dass dessen Außenverzahnung zum Teil auch mit der Innen verzahnung des weiteren Elementes kämmt, womit die beiden innenver zahnten Elemente im Antriebsrad ausgerichtet werden,
- Fixierung des weiteren innenverzahnten Elementes in der ausgerichteten Position am Antriebsrad, womit die Gehäusebaugruppe in der endgültigen Ausrichtung ihrer Komponenten, das heißt des Antriebsrades und des wei teren innenverzahnten Elementes, fertiggestellt wird.
Die Fixierung des weiteren innenverzahnten Elementes erfolgt insbesondere in Form einer Verschraubung, wobei zwischen das weitere innenverzahnte Element und das Antriebsrad eine Dichtung eingelegt werden kann. Was die Durchmesser der Innen verzahnungen des Abtriebselementes sowie des weiteren innenverzahnten Elementes betrifft, gilt Folgendes: Kopf- und Fußkreise dieser Verzahnungen sind, abgesehen von Fertigungstoleranzen, gleich. Die Wälzkreise unterscheiden sich geringfügig von einander. Die Zähnezahlen der beiden Verzahnungen unterscheiden sich typischer weise um zwei voneinander. Optional befinden sich am weiteren innenverzahnten Element sowie stirnseitig am Ab triebselement Montagehilfskonturen, die das Aufsetzen des weiteren innenverzahnten Elementes auf das flexible Getriebeelement und Vorschieben des weiteren innenver zahnten Elementes in seine endgültige axiale Position erleichtern. Die Ausrichtung von Abtriebselement und weiterem innenverzahnten Element in radialer Richtung, be zogen auf die Mittelachse der genannten Elemente und damit des gesamten Stellge triebes, erfolgt auch in diesem Fall durch das flexible außenverzahnte Getriebeele ment. Die Montagehilfskonturen können zum Beispiel in Form einer Ringnut im weite ren innenverzahnten Element sowie eines ringförmigen Abschnitts des Abtriebsele mentes vorliegen, wobei der ringförmige Abschnitt spielbehaftet, insbesondere mit Spiel in Radialrichtung, in die Ringnut eingreift. In analoger Weise könnte sich alterna tiv am weiteren innenverzahnten Element ein ringförmig umlaufender Steg und stirn seitig im Abtriebselement eine Ringnut befinden. In keinem Fall wird die freie Dreh barkeit des Abtriebselementes durch die Montagehilfskontur behindert.
Als weiteres Mittel zur Montageerleichterung kann das Antriebsrad eine stirnseitige Ausnehmung aufweisen, in welche das weitere innenverzahnte Element beim Aufset zen auf das flexible Getriebeelement mit Spielpassung einzusetzen ist. Durch diese Spielpassung ist beim fertig montierten Stellgetriebe ein Ringspalt zwischen dem wei teren innenverzahnten Element und dem Antriebsrad gegeben.
Der Ringspalt weist vorzugsweise einen Minimalabstand zwischen dem Antriebsrad und dem weiteren innenverzahnten Element auf. Der Minimalabstand ist besonders bevorzugt größer als das Radialspiel des Abtriebselements.
Um die Positionierung in der Spielpassung zu ermöglichen, erstreckt sich der Ring spalt entlang dem gesamten axialen Bereich, in dem sich das Antriebsrad und das weitere innenverzahnte Element radial überdecken. Vorzugsweise weist der Ringspalt im Axialverlauf eine konstante Tiefe auf, Das Stellgetriebe umfasst damit ein als Hohlrad ausgebildetes Antriebsrad, ein mit Radialspiel im Antriebsrad gelagertes, innenverzahntes Abtriebselement, ein weiteres innenverzahntes Element, welches am Antriebsrad befestigt ist und dessen Innenver zahnung einen mit der Innenverzahnung des Abtriebselementes übereinstimmenden Durchmesser aufweist, sowie eine Verstellerbaugruppe, welche aus einem Wellgene rator und einem durch diesen verformbaren außenverzahnten Getriebeelement gebil det ist, wobei die Außenverzahnung dieses Getriebeelementes sowohl mit der Innen verzahnung des Abtriebselementes als auch mit der Innenverzahnung des weiteren Elementes kämmt, und wobei zwischen dem weiteren innenverzahnten Element und einer Innenumfangsfläche einer Ausnehmung des Antriebsrades ein Ringspalt gebil det ist, dessen Breite zumindest partiell, insbesondere vollumfänglich, größer als das Radialspiel des Abtriebselementes ist.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung weist das weitere innenverzahnte Element des Stellgetriebes eine Ringnut auf, in welche ein ringförmiger Abschnitt des Abtriebsele mentes spielbehaftet eingreift. Dies dient in der bereits erläuterten Weise der Erleich terung der Montage des Stellgetriebes.
Das weitere innenverzahnte Element weist optional Zusatzfunktionen auf. Beispiels weise kann dieses Element einen zylindrischen, als Dichtfläche vorgesehenen, dem Abtriebselement abgewandten Abschnitt aufweisen. Das Stellgetriebe ist damit be sonders für einen Nockenwellenversteller mit trockenem Riementrieb geeignet.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeich nung näher erläutert. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Stellgetriebes eines elektromechani schen Nockenwellenverstellers in einer Schnittdarstellung,
Fig. 2 ein Detail des Stellgetriebes nach Figur 1 , Fig. 3 und 4 eine weitere Ausführungsform eines Stellgetriebes in Darstellungen ana log Figur 1 und 2.
Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf beide Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein als Wellgetriebe ausgebildetes Stellgetriebe 1 ist Teil eines nicht weiter dargestell ten elektromechanischen Nockenwellenverstellers eines Verbrennungsmotors in ei nem Kraftfahrzeug. Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus und der Funktion des Well getriebes wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.
Ein in den vorliegenden Fällen als Riemenrad ausgebildetes Antriebsrad 2 wird in an sich bekannter Weise durch die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben und rotiert mit halber Kurbelwellendrehzahl. Das Antriebsrad 2 ist als Flohlrad ausge bildet und weist einen äußeren zylindrischen Abschnitt 3, einen scheibenförmigen Ab schnitt 4 und einen inneren zylindrischen Abschnitt 5 auf. In den letztgenannten Ab schnitt 5 ist die zu verstellende Nockenwelle eingesteckt. In eine Verzahnung 21 an der Außenumfangsfläche des Antriebsrades 2 greift beim Betrieb des Verbrennungs motors ein nicht dargestellter Zahnriemen, welcher trocken läuft, ein. Im vorliegenden Fall ist die Verzahnung 21 unmittelbar durch das Antriebsrad 2 gebildet. Alternativ könnte die Verzahnung 21 durch ein gesondertes, mit dem Antriebsrad 2 verbundenes Riemenrad gebildet sein.
Im äußeren zylindrischen Abschnitt 3 befindet sich stirnseitig, das heißt auf der dem inneren zylindrischen Abschnitt 5 entgegengesetzten Seite, eine Ausnehmung 6, durch die eine Innenumfangsfläche 7 gebildet ist. Durch den an die Ausnehmung 6 anschließenden Bereich des äußeren zylindrischen Abschnitts 3 ist eine Gleitfläche 8 gebildet, in welcher ein Abtriebselement 9 gelagert ist. Das Abtriebselement 9 weist ebenso wie das Antriebsrad 2 die Form eines Flohlrades auf, wobei in diesem Fall der äußere zylindrische Abschnitt mit 11 , der Boden, das heißt scheibenförmige Abschnitt, mit 12, und ein innerer zylindrischer Abschnitt mit 13 bezeichnet ist. Das Abtriebsele ment 9 ist im montierten Zustand des Nockenwellenverstellers fest mit der zu verstel lenden Nockenwelle, das heißt Einlass- oder Auslassnockenwelle, verbunden.
Der äußere zylindrische Abschnitt 11 des Abtriebselementes 9 weist eine Innenver zahnung 10 auf, die sich annähernd bis zu der mit 14 bezeichneten Stirnfläche des Abtriebselementes 9 erstreckt. Der Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung 10 stimmt mit dem Teilkreisdurchmesser einer Verzahnung 15 überein, welche durch ein weiteres innenverzahntes Element 16 bereitgestellt wird. Das weitere innenverzahnte Element 16 bildet zusammen mit dem Antriebsrad 2 ein mit 39 bezeichnetes Gehäu se, allgemein auch als Gehäusebaugruppe bezeichnet, des Stellgetriebes 1 .
Die Innenverzahnung 15 befindet sich an einem scheibenförmigen Abschnitt 17 des innenverzahnten Elementes 16. Von dem scheibenförmigen Abschnitt 17 geht auf der dem Abtriebselement 9 abgewandten Seite ein zylindrischer Abschnitt 18 aus, durch welchen eine Dichtfläche 19 gebildet ist. Die Dichtfläche 19 ist zur Kontaktierung eines nicht dargestellten Simmerrings vorgesehen. Der scheibenförmige Abschnitt 17 setzt sich radial nach innen, neben der Verzahnung 15, in Form eines inneren Radialab schnitts 20 fort, welcher parallel zum Boden 12 des Abtriebselementes 9 angeordnet ist.
Der innere Radialabschnitt 20 und der Boden 12 begrenzen in axialer Richtung einen Innenraum, in welchem sich eine Verstellerbaugruppe 22, die kurz auch als Verstell welle bezeichnet wird, befindet. Komponenten der Verstellerbaugruppe 22 sind ein Wellgenerator 23 und ein flexibles Getriebeelement 24, das heißt Flexring. Die Ver zahnung des flexiblen Getriebeelements 24 ist mit 25 bezeichnet.
Der Wellgenerator 23 umfasst ein Wälzlager 26, im vorliegenden Fall in Form eines Kugellagers, mit einem nicht kreisrunden, elliptischen Innenring 27, welcher über Bol zen 28 elektrisch antreibbar ist, wobei eine Ausgleichskupplung zwischen einen Stell- motor und den Innenring 27 geschaltet sein kann. Die mit 29 bezeichneten Wälzkör per, das heißt Kugeln, des Wälzlagers 26 sind in einem Käfig 30 geführt und kontak tieren einen Außenring 31 , der im Gegensatz zum Innenring 27 nachgiebig ist und sich permanent der unrunden Form des Innenrings 27 anpasst. Das flexible Getriebe element 24 umgibt den Außenring 31 , ohne mit diesem fest verbunden zu sein. Ge ringfügig sich voneinander unterscheidende Zähnezahlen der Verzahnungen 10, 15, 25 sorgen in an sich bekannter Weise dafür, dass eine volle Umdrehung des Innen rings 27 gegenüber dem Antriebsrad 2 in eine lediglich geringe Verschwenkung zwi schen dem Antriebsrad 2 und dem Abtriebselement 9 umgesetzt wird, womit das Stellgetriebe 1 als hoch untersetztes Getriebe ausgelegt ist. Die damit bewirkte Ver stellung der Phasenlage der Nockenwelle ist durch eine Verdrehwinkelbegrenzung 36, welche durch Konturen des Antriebsrades 2 sowie des Abtriebselementes 9 gebildet ist, begrenzt.
Beim Zusammenbau des Stellgetriebes 1 wird zunächst das Abtriebselement 9 in das Antriebsrad 2 eingesetzt. Der Außendurchmesser des Abtriebselementes 9 ist derart auf den Durchmesser der Gleitfläche 8 abgestimmt, dass das Abtriebselement 9 mit geringem Radialspiel im Antriebsrad 2 gleitgelagert ist. Nach dem Einsetzen des Ab triebselementes 9 in das Antriebsrad 2 wird die Verstellwelle soweit wie möglich in das Abtriebselement 9 eingesetzt, sodass die Außenverzahnung 25 partiell, nämlich an genau zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen, in die Innenverzahnung 10 eingreift.
Anschließend erfolgt die Montage und Ausrichtung des weiteren innenverzahnten Elementes 16, wobei zuvor eine Dichtung 32 in eine Nut 33 eingelegt wird, die sich stirnseitig am Antriebsrad 2 befindet. Die Verzahnung 15 wird auf die Verzahnung 25 des flexiblen Getriebeelements 24 aufgeschoben, womit eine Ausrichtung der Ele mente 2, 9, 16 erfolgt. Im ausgerichteten Zustand wird das weitere innenverzahnte Element 16 mit Hilfe von Schrauben 34 dauerhaft am Antriebsrad 2 fixiert. Hierbei verbleibt ein mit 35 bezeichneter Ringspalt, welcher zwischen der Außenumfangsflä che des scheibenförmigen Abschnitts 17 und der Innenumfangsfläche 7 gebildet ist. Die Breite des Ringspaltes 35 übertrifft das Radialspiel des Abtriebselementes 9 im Antriebsrad 2 deutlich und ist derart bemessen, dass die Ausrichtung des innenver zahnten Elements 16 durch das flexible Getriebeelement 24 nicht behindert wird.
Zur Erleichterung der beschriebenen Montage ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 und 4 an die Stirnfläche 14 des Abtriebselementes 9 ein ringförmiger Abschnitt 38 an geformt, welcher zum Eingriff in eine Ringnut 37 des innenverzahnten Elementes 16 vorgesehen ist. Auch im Fall der Konturen 37, 38 ist ein Radialspiel gegeben, welches sich nicht einschränkend auf die Ausrichtung der Elemente 2, 9, 16 durch das flexible Getriebeelement 24 auswirkt.
Bezuqszeichenliste Stellgetriebe Antriebsrad äußerer zylindrischer Abschnitt des Antriebsrades scheibenförmiger Abschnitt des Antriebsrades innerer zylindrischer Abschnitt des Antriebsrades Ausnehmung im äußeren zylindrischen Abschnitt des Antriebsrades Innenumfangsfläche der Ausnehmung Gleitfläche im Antriebsrad Abtriebselement Innenverzahnung des Abtriebselementes äußerer zylindrischer Abschnitt des Abtriebselementes Boden des Abtriebselementes innerer zylindrischer Abschnitt des Abtriebselementes Stirnfläche des Abtriebselementes Verzahnung des weiteren innenverzahnten Elementes weiteres innenverzahntes Element scheibenförmiger Abschnitt des innenverzahnten Elementes zylindrischer Abschnitt des innenverzahnten Elementes Dichtfläche innerer Radialabschnitt Verzahnung des Antriebsrades Verstellerbaugruppe Wellgenerator flexibles Getriebeelement Verzahnung des flexiblen Getriebeelements Wälzlager, Kugellager Innenring Bolzen Wälzkörper, Kugel Käfig Außenring Dichtung Nut Schraube Ringspalt Verdrehwinkelbegrenzung Ringnut ringförmiger Abschnitt Gehäuse

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Montage eines Stellgetriebes (1) eines elektromechanischen No- ckenwellenverstellers, mit folgenden Schritten:
- Bereitstellung eines als Hohlrad ausgebildeten Antriebsrades (2), eines in nenverzahnten Abtriebselementes (9), dessen Außendurchmesser auf den Innendurchmesser des Antriebsrades (2) abgestimmt ist, eines weiteren in nenverzahnten Elementes (16), dessen Innenverzahnung (15) einen mit der Innenverzahnung (10) des Abtriebselementes (9) übereinstimmenden Durchmesser aufweist, sowie eines außenverzahnten flexiblen Getriebe elementes (24), welches einen Wellgenerator (23) umgibt und zusammen mit diesem eine Verstellerbaugruppe (22) bildet,
- Einsetzen des Abtriebselementes (9) in das Antriebsrad (2),
- teilweises Einsetzen der Verstellerbaugruppe (22) in das Abtriebsele ment (9), so dass die Außenverzahnung (25) des flexiblen Getriebeelemen tes (24) teilweise mit der Innenverzahnung (10) des Abtriebselementes (9) kämmt,
- Aufsetzen des weiteren innenverzahnten Elementes (16) auf das flexible Getriebeelement (24), so dass dessen Außenverzahnung (25) zum Teil auch mit der Innenverzahnung (15) des weiteren Elementes (16) kämmt, womit die beiden innenverzahnten Elemente (9, 16) im Antriebsrad (2) aus gerichtet werden,
- Fixierung des weiteren innenverzahnten Elementes (16) in der ausgerichte ten Position am Antriebsrad (2).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere in nenverzahnte Element (16) mit dem Antriebsrad (2) verschraubt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das weitere innenverzahnte Element (16) und das Antriebsrad (2) eine Dich- tung (32) eingelegt wird.
4. Stellgetriebe (1), umfassend
- ein als ein Hohlrad ausgebildetes Antriebsrad (2),
- ein mit einem Radialspiel im Antriebsrad (2) gelagertes, mit einer Innenver zahnung (10) innenverzahntes Abtriebselement (9), das eine Innenumfangsflä che (7) aufweist,
- ein weiteres, mit einer Innenverzahnung (15) innenverzahntes Element (16), welches am Antriebsrad (2) befestigt ist, dessen Innenverzahnung (15) einen mit der Innenverzahnung (10) des Abtriebselementes (9) übereinstimmenden Durchmesser aufweist, sowie
- eine Verstellerbaugruppe (22), welche aus einem Wellgenerator (23) und ei nem durch diesen verformbaren mit einer Außenverzahnung (25) außenver zahnten flexiblen Getriebeelement (24) gebildet ist, die sowohl mit der Innen verzahnung (10) des Abtriebselementes (9) als auch mit der Innenverzahnung (15) des weiteren innenverzahnten Elementes (16) kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere innenverzahnte Element (16) und die Innenumfangsfläche (7) des Antriebsrades (2) im gesamten Axialbereich ihrer radialen Überdeckung ein Ringspalt (35) bilden.
5. Stellgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere innenverzahnte Element (16) am Antriebsrad (2) mit einer Spielpassung in eine Ausnehmung (6) des Antriebsrades (2) eingesetzt ist.
6. Stellgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden innenverzahnten Elemente (9, 16) eine einen rotativen Freiheitsgrad zu lassende Nut-Feder-Kombination (37, 38) bilden.
7. Stellgetriebe nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere innenverzahnte Element (16) eine Ringnut (37) aufweist, in welche ein ringförmiger Abschnitt (38) des Abtriebselementes (9) spielbehaftet eingreift.
8. Stellgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (2) als Riemenrad ausgebildet ist.
9. Stellgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere innenverzahnte Element (16) einen zylindrischen, als Dicht fläche (19) vorgesehenen, dem Abtriebselement (9) abgewandten Ab schnitt (18) aufweist.
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