DE102017114047A1

DE102017114047A1 - Trägeranschlag für planetenantrieb mit geteiltem hohlrad

Info

Publication number: DE102017114047A1
Application number: DE102017114047.6A
Authority: DE
Inventors: Daniel Brown; Chad McCloy
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2018-01-04
Also published as: CN107559410B; JP2018003835A; US10352419B2; US20180003277A1; CN107559410A

Abstract

Ein Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad weist zumindest einen Bewegungsendanschlag auf, der in zumindest einer Tasche eines ersten Hohlrades aufgenommen ist. Der Bewegungsendanschlag ist beweglich zwischen einer ersten Anschlagstellung, in der, wenn sich der Planetenantrieb in eine Richtung dreht, der Bewegungsendanschlag in den Anschlag an dem Planetenträger eingreift, was eine weitere Drehung des Planetenantriebs mit geteiltem Hohlrad in diese Richtung verhindert, und einer zweiten Stellung, in der der Bewegungsendanschlag nicht in den Anschlag an dem Planetenträger eingreift. Der Bewegungsendanschlag kann ein Bolzen, ein Schnappring oder eine schwenkbare Sperrklinke sein.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht eine oder mehrere Erfindungen, die in der vorläufigen Anmeldung Nr. 62/356,657 offenbart wurden, die am 30. Juni 2016 unter dem Titel "CARRIER STOP FOR SPLIT RING PLANETARY DRIVE" eingereicht wurde. Hiermit wird gemäß 35 USC §119(e) die Priorität dieser vorläufigen US-Anmeldung beansprucht, und die erwähnte Anmeldung ist durch Verweis hierin aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft das Gebiet elektrischer Phasenverstellvorrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Trägeranschlag für einen elektrischen Versteller.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Variable Nockenverstellung bzw. VCT ist ein Verfahren, das sich auf das Steuern und falls gewünscht Variieren der Winkelbeziehung (der "Phase") zwischen der Antriebswelle und einer oder mehreren Nockenwellen bezieht, welche die Einlass- und Auslassventile des Motors steuern In einem Regelkreis-VCT-System misst das System die Winkelverschiebung oder den Phasenwinkel einer Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle, mit der sie wirkverbunden ist, und verändert dann den Phasenwinkel, um verschiedene Motoreigenschaften in Ansprechen auf den Bedarf entweder nach einer Erhöhung oder einer Verringerung der Leistung einzustellen Typischerweise gibt es eine Rückkopplungsschleife, in der die gewünschten Werte solcher Motoreigenschaften mit den bestehenden Werten verglichen werden, und in Ansprechen auf jegliche Abweichungen Veränderungen im Inneren des Motors bewirkt werden. Um dies zu erreichen, weisen moderne Kraftfahrzeuge üblicherweise eine oder mehrere elektronische Motorsteuerungseinheiten (ECU) auf, welche ständig Daten analysieren, die von verschiedenen Teilen des Motors oder von anderen Teilen des Fahrzeugs, wie beispielsweise etwa Abgassensoren, Drucksensoren und Temperatursensoren, an sie zugeführt werden. Dann wird ein Steuersignal in Antwort auf solche Daten ausgegeben. Zum Beispiel wird, im Hinblick auf VCT-Systeme, die Winkelverschiebung zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle entsprechend eingestellt, wenn Veränderungen im Motor oder den äußeren Bedingungen auftreten.
Ein VCT-System umfasst eine Nockenverstell-Steuervorrichtung, die manchmal als Versteller bezeichnet wird, Steuerventile, Steuerventil-Stellglieder und Steuerungsschaltungen. Ein elektrischer Versteller (E-Versteller) wird durch einen Elektromotor angetrieben, um die Winkelbeziehung zwischen der Antriebswelle und einer oder mehreren Nockenwellen zu steuern und zu variieren. In Ansprechen auf Eingangssignale stellt der elektrische Versteller die Nockenwelle so ein, dass sie die Motorzeitsteuerung entweder vorverschiebt oder verzögert.
Diese Systeme können einen Getriebezug mit einem hohen Übersetzungsverhältnis aufweisen und können die Phase der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle mittels eines Motors verschieben, der sich mit einer relativen Drehzahl in Bezug auf die Nockenwelle dreht. Wenn der Motor rascher dreht als die Nockenwelle, verstellt der Versteller die Phase der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle in eine Richtung, und wenn der Motor langsamer wird, oder sich ggf. in die andere Richtung dreht, verschiebt sich die Phase zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle in die entgegengesetzte Richtung
Um die Winkelbeziehung zwischen der Antriebswelle und einer oder mehreren Nockenwellen zu verändern, muss die Bewegung des Verstellers begrenzt werden; jedoch kann das Stoppen eines der Hohlräder relativ zu dem anderen die Planetenräder zu einem geringfügigen Überlauf veranlassen, was zum Blockieren der Planetenräder führen kann. Der Motor, der zum Antreiben des Sonnenrades verwendet wird, kann nicht immer ausreichend Drehmoment bereitstellen, um das Blockieren der Planetenräder aufzuheben. Ferner ist auch das Begrenzen der Bewegung des Trägers, um die Bewegung des Verstellers an bestimmten Anschlägen zu stoppen, problematisch, da der Träger sich während der Verstellerbewegung mehr als einmal dreht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad weist zumindest einen Bewegungsendanschlag auf, der in zumindest einer Tasche eines ersten Hohlrades aufgenommen ist. Der Bewegungsendanschlag ist beweglich zwischen einer ersten Anschlagstellung, in der, wenn sich der Planetenantrieb in eine Richtung dreht, der Bewegungsendanschlag in den Anschlag an dem Planetenträger eingreift, was eine weitere Drehung des Planetenantriebs mit geteiltem Hohlrad in diese Richtung verhindert, und einer zweiten Stellung, in der der Bewegungsendanschlag nicht in den Anschlag an dem Planetenträger eingreift. Der Bewegungsendanschlag kann ein Bolzen, ein Schnappring oder eine schwenkbare Sperrklinke sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad einen Bewegungsendanschlag auf, der in einer Tasche eines ersten Hohlrads aufgenommen ist. Die Tasche weist einen rampenförmigen Schlitz auf. Ein erster Bewegungsendanschlag ist beweglich zwischen einer ersten Anschlagstellung, in der der erste Bewegungsendanschlag in den rampenförmigen Schlitz und einen axialen Abschnitt des Trägers eingreift, was die Drehung des Planetenantriebs mit geteiltem Hohlrad in eine Richtung verhindert, und einer zweiten Stellung, in der der erste Bewegungsendanschlag nicht in den rampenförmigen Schlitz oder den axialen Abschnitt des Planetenrades eingreift. Der Bewegungsendanschlag kann ein Stift sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Verstellers einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Bewegungsendanschlag in Form eines Bolzenanschlags.
2 zeigt eine Frontansicht des Verstellers der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine Frontansicht des Verstellers der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt einen vertikalen Schnitt des Verstellers der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers in Eingriff mit einem Vorverschiebungsanschlag des Verstellers einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers, der sich einem Vorverschiebungsanschlag des Verstellers der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nähert oder davon entfernt.
7 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers in einer Position in der Mitte der Bewegung des Verstellers der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers, der sich einem Verzögerungsanschlag des Verstellers der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nähert oder davon entfernt.
9 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers in Eingriff mit dem Verzögerungsanschlag des Verstellers der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Verstellers einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Bewegungsendanschlag in Form eines Schnappringanschlags.
11 zeigt eine Frontansicht des Verstellers der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt eine Explosionsdarstellung des Verstellers der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers in Eingriff mit einem Vorverschiebungsanschlag des Verstellers einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers, der sich einem Vorverschiebungsanschlag des Verstellers der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nähert oder davon entfernt.
15 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers in einer Position in der Mitte der Bewegung des Verstellers der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers, der sich einem Verzögerungsanschlag des Verstellers der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nähert oder davon entfernt.
17 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers in Eingriff mit dem Verzögerungsanschlag des Verstellers der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Verstellers einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Bewegungsendanschlag in Form eines schwenkbaren Sperrklinkenanschlags.
19 zeigt eine Frontansicht des Verstellers der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
20 zeigt eine Frontansicht des Verstellers der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers in Eingriff mit einem Vorverschiebungsanschlag des Verstellers einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
22 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers, der sich einem Vorverschiebungsanschlag des Verstellers der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nähert oder davon entfernt.
23 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers in einer Position in der Mitte der Bewegung des Verstellers der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
24 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers, der sich einem Verzögerungsanschlag des Verstellers der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nähert oder davon entfernt.
25 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers in Eingriff mit dem Verzögerungsanschlag des Verstellers der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
26 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Verstellers einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Bewegungsendanschlag in Form eines linear wirkenden Stiftanschlags.
27 zeigt eine Frontansicht des Verstellers der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
28 zeigt eine Frontansicht des Verstellers der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
29 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers, der sich einem Vorverschiebungsanschlag des Verstellers der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nähert oder davon entfernt.
30 zeigt einen oberen Abschnitt des Trägers in Eingriff mit dem Vorverschiebungsanschlag des Verstellers der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
31 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Verstellers einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
32 zeigt eine Frontansicht eines Verstellers einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
33 zeigt eine detaillierte perspektivische Ansicht des Verstellers einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Bolzen den Anschlag passiert und die innere Platte nicht zu sehen ist.
34 zeigt eine Hinteransicht des Verstellers der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Bolzen mit dem Anschlag in Eingriff steht und die innere Platte nicht zu sehen ist.
35 zeigt eine gekippte perspektivische Ansicht des Verstellers der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Bolzen mit dem Anschlag in Kontakt steht und die innere Platte nicht zu sehen ist.
36 zeigt eine Hinteransicht des Verstellers der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Bolzen mit dem Anschlag in Kontakt steht und die innere Platte nicht zu sehen ist.
37 zeigt eine Hinteransicht des Verstellers der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Bewegung des Bolzens begrenzt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird angemerkt, dass in einigen Figuren die Planetenräder entfernt sind, um die Zeichnungen zu vereinfachen.
Ein elektrischer Versteller stellt dynamisch die Drehbeziehung der Nockenwelle eines Verbrennungsmotors in Bezug auf die Motorkurbelwelle unter Verwendung eines elektrischen Stellglieds wie etwa eines Elektromotors ein. Der elektrische Versteller der vorliegenden Erfindung umfasst ein Planetenantriebssystem, das durch einen Elektromotor angetrieben wird. Das Planetenantriebssystem kann auch ein zentral angeordnetes Sonnenrad und eine Vielzahl von Planetenrädern umfassen, die mit dem Sonnenrad in Eingriff stehen. Das Planetenantriebssystem kann ein Planetenantriebssystem mit geteiltem Hohlrad sein, mit einem Kettenhohlrad, das durch die Motorkurbelwelle angetrieben wird, und einem Nockenwellenhohlrad, das konzentrisch mit dem Sonnenrad ist und mit der Nockenwelle verbunden ist. Ein starrer Planetenträger kann vorhanden sein, um die Planetenräder miteinander zu verbinden. Der Elektromotor ist vorzugsweise ein bürstenloser DC-Motor; es sollte jedoch klar sein, dass andere Formen von Motoren verwendet werden können, etwa DC-Motoren mit Bürsten, AC-Motoren oder Schrittmotoren. Alternativ ist das Planetenantriebssystem nicht geteilt und ist ein Planetensystem mit einfachem Hohlrad.
In dem Planetenversteller mit geteiltem Hohlrad besteht ein Unterschied in der Anzahl der Zähne zwischen dem Nockenwellenhohlrad und dem Kettenhohlrad. Das Nockenwellenhohlrad bewegt sich mit geringfügig unterschiedlicher Drehzahl als das Kettenhohlrad auf Grund der Zahndifferenz, wenn das Sonnenrad sich mit einer anderen Drehzahl als die Nockenwelle dreht. Die Nockenwelle kann sich in dieselbe Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung wie das Sonnenrad drehen, in Abhängigkeit von dem Vorzeichen der Zahnradübersetzung. Obwohl das Verhältnis zwischen Vorverschiebung, Verzögerung und Bewegung des Trägers von Anschlag zu Anschlag von dem Vorzeichen der Zahnradübersetzung abhängt, wird dem Fachmann klar sein, dass die gezeigten Ausführungsformen sowohl für positive als auch negative Übersetzungsverhältnisse gelten.
In einigen Ausführungsformen ist ein Elektromotor mit dem Sonnenrad verbunden, um das Sonnenrad relativ zu den Planetenrädern anzutreiben. Wenn der Elektromotor das Sonnenrad mit derselben Drehzahl wie das Kettenhohlrad dreht, wird eine konstante Phasenstellung zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle aufrecht erhalten. Unter diesen Bedingungen dreht sich die Planetenradanordnung als eine Einheit ohne relative Bewegung zwischen dem Sonnenrad und den Planetenrädern oder zwischen den Planetenrädern und den Hohlrädern. Das Einstellen der Elektromotordrehzahl in Bezug auf Kettenhohlrad/Nockenwellenhohlrad/Nockenwelle stellt die Phase der Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle ein. Wenn der Elektromotor das Sonnenrad mit einer schnelleren Drehzahl als der Drehzahl der Nockenwelle dreht, wird der Versteller in die Verzögerungsrichtung bewegt. Wenn der Elektromotor das Sonnenrad mit einer langsameren Drehzahl als der Drehzahl der Nockenwelle dreht, wird der Versteller in die Vorverschiebungsrichtung bewegt.
Das Kettenhohlrad, das Nockenwellenhohlrad, die Planetenräder und das Sonnenrad sind in einer Planetengetriebeverbindung angeordnet, vorzugsweise mit einer hohen numerischen Übersetzung, um eine genaue Phasenwinkelverstellung mit einem relativ niedrigen Antriebsdrehmomenterfordernis für den Elektromotor zu erlauben. Das Kettenhohlrad wird vorzugsweise über die Motorkurbelwelle durch ein Kettenrad und eine Endlosantriebskette angetrieben, und das Nockenwellenhohlrad ist vorzugsweise so verbunden, dass es sich mit der Nockenwelle dreht.
1 bis 9 zeigen einen Versteller einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Bewegungsendanschlag in Form eines Bolzenanschlags.
Der Versteller weist einen Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad auf, der Planetenräder 12, 14, 16 mit Planetenradzähnen 18, 20, 22, ein zentral angeordnetes Sonnenrad 24 mit Sonnenradzähnen 25, und ein geteiltes Hohlrad mit einem Kettenhohlrad 30 und einem Nockenwellenhohlrad 32 umfasst.
Das Sonnenrad 24 weist eine Bohrung 26 zur Aufnahme einer Ausgangswelle (nicht dargestellt) auf.
Die Planetenräder 12, 14, 16 werden durch einen Träger 38 zusammengehalten. Der Träger 38 weist eine erste Platte 39 und eine zweite Platte 40 auf. Jedes Planetenrad 12, 14, 16 ist mit einer ersten Platte 39 und einer zweite Platte 40, die den Träger 38 bilden, durch Zapfen 11, 13, 15 verbunden, an welchen sich die Planetenräder 12, 14, 16 drehen. An dem Träger 38 befindet sich ein Anschlag 43. Der Träger 38 weist eine zentral angeordnete Bohrung 27 zur Aufnahme des Sonnenrades 24 auf. Die Sonnenradzähne 25 des Sonnenrades 24 sind mit den Planetenradzähnen 18, 20, 22 ausgerichtet und stehen damit in Eingriff.
Der Träger 38 und die zugeordneten Planetenräder 12, 14, 16 sind innerhalb eines Innendurchmessers 45a aufgenommen, der eine Bohrung 45 des Nockenwellenhohlrades 32 definiert. Das Nockenwellenhohlrad 32 weist einen zentral angeordneten Flansch 37 auf, der durch die Bohrung 27 des Trägers 38 aufgenommen wird. Innerhalb des Innendurchmessers 45a des Nockenwellenhohlrades 32 befindet sich ein Satz von Hohlradzähnen 33. Innerhalb des Innendurchmessers 45a des Nockenwellenhohlrades 32 befindet sich eine Tasche 44, und diese nimmt einen Anschlag oder Bolzen 36 auf.
Das Nockenwellenhohlrad 32 wird durch eine Bohrung 46 aufgenommen, die durch einen Innendurchmesser 46a des Kettenhohlrades 30 gebildet wird. In dem Innendurchmesser 46a des Kettenhohlrades 30 befindet sich ein Schlitz 34, und dieser nimmt die Feder 35 und den Bolzen 36 auf.
An dem Innendurchmesser 46a des Kettenhohlrades 30 befinden sich Kettenhohlradzähne 31. Die Hohlräder 30, 32 haben unterschiedliche Anzahlen von Zähnen 31, 33, wobei die Differenz in der Anzahl von Zähnen ein Vielfaches der Anzahl von Planetenrädern 12, 14, 16 ist. Die Hohlradzähne 31, 33 haben Profile, die den Hohlrädern 30, 32 erlauben, korrekt mit den Planetenrädern 12, 14, 16 zu verzahnen.
Die Planetenräder 12, 14, 16 drehen sich um das Sonnenrad 24 und innerhalb der Hohlräder 30, 32, so dass die Planetenräder 12, 14, 16 entlang von Hypozykloidkurven laufen, also einer Kurve, die durch die Spur eines fixen Punktes an einem kleinen Kreis (Planetenrad) erzeugt wird, der innerhalb eines größeren Kreises (Hohlrad) rollt.
Der Bolzen 36 weist die Länge L auf, so dass, wenn der Bolzen 36 nicht innerhalb eines Schlitzes 34 des Kettenhohlrades 30 aufgenommen ist, der Bolzen 36 mit einem Anschlag 43 an dem Träger 38 in Eingriff gelangt. Wenn der Bolzen 36 innerhalb des Schlitzes 34 aufgenommen ist, steht der Bolzen 36 nicht in Eingriff mit dem Anschlag 43 an dem Träger 38, wenn sich der Träger 38 innerhalb der Bohrung 45 des Nockenwellenhohlrades 32 dreht. Die Länge des Schlitzes 34 erlaubt es, dass der Träger 38 an einem ersten Anschlag und einem zweiten Anschlag gestoppt wird, die durch die Länge voneinander getrennt sind. Die Feder 35 spannt den Bolzen 36 in den Schlitz 34 hinein vor. Die Seiten der Tasche 44 sind so geschnitten, dass sie einen möglichst großen Kontaktbereich bereitstellen, um zu verhindern, dass der Bolzen 36 in der Tasche 44 durch das Kippmoment, das in diesem Fall parallel zu einer Mittellinie der Tasche 44 ist, an dem Bolzen 36 feststeckt. Die gewinkelten Enden 34a, 34b des Schlitzes 34 dienen als ein Nockenmechanismus, um den Bolzen 36 zu dem Anschlag 43 an dem Träger 38 hin vorzuspannen.
Wenn der Versteller 10 sich in einer Verzögerungsanschlagsstellung befindet, wie in 5 gezeigt, ist ein Bolzen 36 in der Tasche 44 des Nockenwellenhohlrades 32 in einer solchen Stellung, dass der Bolzen 36 mit einem Anschlag 43 an dem Träger 38 in Eingriff steht. Der Bolzen 36 wird durch die Feder 35 und den Innendurchmesser 46a des Kettenhohlrades 30 federvorgespannt. Die Länge L des Bolzens 36 ist größer als die Breite W des Nockenwellenhohlrades 32, so dass ein Abschnitt der Länge L sich in die Bohrung 45 hinein erstreckt, die durch das Nockenwellen-/Kettenhohlrad 32 definiert wird.
Nachdem der Anschlag 43 des Trägers 38 mit dem Bolzen 36 in Eingriff gelangt ist, können sich der Träger 38 und die zugehörigen Planetenräder 12, 14, 16 nicht weiter in dieselbe Richtung drehen, und können sich nur in die entgegengesetzte Richtung drehen. Somit wird der Versteller 10 in einer Stellung gehalten, die einen maximalen Verzögerungszustand darstellt.
Eine Motorkurbelwelle (nicht dargestellt) steht drehend über eine Steuerkette (nicht dargestellt) mit dem Kettenhohlrad 30 über ein Kettenrad 54 in Eingriff, und die Motornockenwelle 56 steht drehend mit dem Nockenwellenhohlrad 32 in Eingriff. Ein Motor (nicht dargestellt) steht drehend mit dem Sonnenrad 24 über eine Ausgangswelle (nicht dargestellt) in Eingriff. Wird das Sonnenrad 24 durch den Motor 30 mit derselben Drehzahl wie eines der Hohlräder 30, 32 gedreht, wird eine konstante Nockenphasenstellung beibehalten, da beide Hohlräder 30, 32 sich gleichlaufend drehen. Wird das Sonnenrad 24 durch den Motor 58 mit einer von den Hohlrädern 30, 32 verschiedenen Drehzahl gedreht, verursacht eine geringfügig unterschiedliche Drehzahl eines Hohlrads gegenüber dem anderen Hohlrad eine Nockenphasenverschiebungsfunktion. Auf diese Weise wird ein sehr hohes Zahlenverhältnis erhalten, und die Nockenwelle wird gegenüber der nominellen Drehbeziehung der Kurbelwelle zur Nockenwelle entweder vor- oder nachgestellt.
In der Beschreibung wird die Verstellerdrehung in Bezug auf das Kettenhohlrad 30 so beschrieben, als würde das Kettenhohlrad 30 stillstehen, obwohl während des Motorbetriebs alle Teile des Verstellers sich bei der Phasenverschiebung in dieselbe Richtung drehen können.
Der Versteller 10 wird vorzugsweise verwendet, um dynamisch die Drehbeziehung der Nockenwelle mit der Motorkurbelwelle einzustellen, um entweder die Kraftstoffeffizienz des Motors zu verbessern oder höhere Leistung unter Last oder Beschleunigung bereitzustellen.
5 zeigt den Versteller 10, wobei der Anschlag 43 des Trägers 38 mit dem Bolzen 36 des Nockenwellen-/Kettenhohlrades 30 in Eingriff steht, was den Weg des Verstellers in eine erste Richtung in einer ersten Anschlagstellung (Verzögerung) begrenzt. In dieser Stellung stoppt der Eingriff des Anschlags 43 an dem Träger 38 mit dem Bolzen 36 innerhalb der Tasche 44 des Kettenhohlrades 30 jede weitere Drehung des Nockenwellenhohlrades 32, des Sonnenrades 24 und des Trägers 38 in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn, und stoppt jede weitere Drehung der Planetenräder 12, 14 16 in die Richtung im Uhrzeigersinn. Ein positives Übersetzungsverhältnis ist angezeigt, wenn das Nockenwellenhohlrad 32 und der Träger 38 sich wie gezeigt in derselben Richtung zu dem gewinkelten Ende 34a des Schlitzes 34 drehen.
6 zeigt ein Schema des Verstellers 10 nach der Drehung des Nockenwellenhohlrades 32, des Trägers 38, und des Sonnenrades 24 im Uhrzeigersinn. Der Anschlag 43 des Trägers 38 steht nicht mit dem Bolzen 36 in Eingriff. Wenn sich das Nockenwellenhohlrad 32 dreht, gleitet der Bolzen 36 entlang des Schlitzes 34 des Kettenhohlrades 30 und der Anschlag 43 des Trägers 38 kann sich an dem Bolzen 36 vorbei drehen.
Die Drehung des Trägers 38 und des Nockenwellenhohlrades 32 erfolgt derart, dass der Bolzen 36 sich nicht von der Tasche 44 absenkt, um mit dem Anschlag 43 des Trägers 38 in Eingriff zu gelangen, bis die Verstellerbewegungsgrenze erreicht ist. Es wird angemerkt, dass die Feder 35 den Bolzen 36 zu dem Schlitz 34 hin vorspannt, so dass der Bolzen 36 soweit wie möglich in den Schlitz 34 hinein vorgespannt ist.
7 zeigt den Träger 38 in einer Stellung in der Mitte der Bewegung. Wie in der Figur gezeigt, befindet sich der Bolzen 36 in dem Schlitz 34 des Kettenhohlrades 30 und die Länge L des Bolzens 36 ist nicht groß genug, um sich weit genug in die Bohrung 45, die durch das Nockenwellenhohlrad 32 definiert wird, abzusenken, um mit dem Anschlag 43 des Trägers 38 in Eingriff zu gelangen. Stattdessen herrscht genug Spielraum zwischen dem Bolzen 36 und dem Anschlag 43, so dass der Anschlag 43 des Trägers 38 an dem Bolzen 36 vorbei kann.
8 zeigt, wie der Versteller 10 sich zu dem Vorverschiebungsanschlag hin bewegt, wobei der Träger 38 und das Sonnenrad 24 sich in die Richtung im Uhrzeigersinn drehen und die Hohlräder 30, 32 und die Planeten 12, 14, 16 sich in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn drehen. Der Bolzen 36 gleitet entlang der Länge des Schlitzes 34 des Kettenhohlrades 30. Wenn der Bolzen 36 weiter entlang des Schlitzes 34 gleitet, erstreckt sich die Länge L des Bolzens 36 nicht in die Bohrung 46 des Nockenwellenhohlrades 32 hinein, bis der Träger 38 in der letzten Drehung vor dem Bewegungsende ist, und steht nicht mit dem Anschlag 43 des Trägers 38 in Eingriff. Die gewinkelten Enden 34a, 34b sind vorzugsweise leicht geneigt und über den größten verfügbaren Winkel gekrümmt, um eine Interferenz mit dem Anschlag 43 oder anderen Merkmalen an dem Träger 38 zu verhindern, und eine gleichmäßige Bewegung des Anschlags 43 in die erste Stellung bereitzustellen.
9 zeigt den Träger 38 in Eingriff mit dem Vorverschiebungsanschlag. In dieser Stellung hat sich das Nockenwellenhohlrad 32 so gedreht, dass der Bolzen 36 mit dem gewinkelten Ende 34b des Schlitzes 34 in Eingriff steht und der Bolzen 36 sich in die Bohrung 46 des Nockenwellenhohlrades 32 hinein erstreckt. Während sich ein Abschnitt der Länge L des Bolzens 36 in die Bohrung 45 des Nockenwellenhohlrades 32 hinein erstreckt, und der Träger 38 sich in die Richtung im Uhrzeigersinn dreht, dreht sich der Anschlag 43 des Trägers 38 weiter in die Richtung im Uhrzeigersinn, bis der Anschlag 42 des Trägers 38 mit dem Bolzen 36 in Eingriff steht, was eine weitere Bewegung des Trägers 38 in die Richtung im Uhrzeigersinn verhindert.
Von dem Vorverschiebungsanschlag drehen sich das Nockenwellenhohlrad 32, der Träger 38 und das Sonnenrad 24 in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn, und die Planetenräder 12, 14, 16 drehen sich in die Richtung im Uhrzeigersinn, bis der Anschlag 43 des Trägers 38 mit dem Bolzen 36 in Eingriff steht.
Die 10 bis 17 zeigen einen Versteller einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Bewegungsendanschlag in Form eines Schnappringanschlags.
Der Versteller 110 weist einen Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad auf, der Planetenräder 112, 114, 116 mit Planetenradzähnen 118, 120, 122, ein zentral angeordnetes Sonnenrad 124 mit Sonnenradzähnen 125, und ein geteiltes Hohlrad mit einem Kettenhohlrad 130 und einem Nockenwellenhohlrad 132 umfasst.
Das Sonnenrad 124 weist eine Bohrung 126 zur Aufnahme einer Ausgangswelle (nicht dargestellt) auf.
Die Planetenräder 112, 114, 116 werden durch einen Träger 138 zusammengehalten. Der Träger 138 weist eine erste Platte 139 und eine zweite Platte 140 auf. Jedes Planetenrad 112, 114, 116 ist mit einer ersten Platte 139 und einer zweite Platte 140, die den Träger 138 bilden, durch Zapfen 111, 113, 115 verbunden, an welchen sich die Planetenräder 112, 114, 116 drehen. Der Träger 138 weist eine zentral angeordnete Bohrung 127 zur Aufnahme des Sonnenrades 124 auf. Die Sonnenradzähne 125 des Sonnenrades 124 sind mit den Planetenradzähnen 118, 120, 122 ausgerichtet und stehen damit in Eingriff. Auch der Träger 138 weist einen Anschlag 143 auf.
Der Träger 138 und die zugeordneten Planetenräder 112, 114, 116 sind innerhalb eines Innendurchmessers 145a aufgenommen, der eine Bohrung 145 des Nockenwellenhohlrades 132 definiert. Das Nockenwellenhohlrad 132 weist ein erstes Loch 166 zur Aufnahme eines ersten Endes 163 eines Schnappringes 162 und ein zweites Loch 169 zur Aufnahme des zweiten Endes 164 des Schnappringes 162 auf. Der Schnappring 162 ist elastisch und die Enden 163, 164 des Schnappringes 162 sind radial nach außen vorgespannt. Der Schnappring 162 wird innerhalb des Innendurchmessers 145a der Bohrung 145 des Nockenwellenhohlrades 132 durch die Hohlradzähne 133 oder eine Nut (nicht dargestellt) axial in Stellung gehalten. Der Träger 138 kann durch einen Sicherungsring 160 und eine Beilegscheibe 161, die innerhalb eines Schlitzes 165 in dem zentral angeordneten Flansch 137 des Nockenwellenhohlrades 132 aufgenommen sind, axial in Stellung gehalten werden.
Das Nockenwellenhohlrad 132 wird durch eine Bohrung 146 aufgenommen, die durch einen Innendurchmesser 146a des Kettenhohlrades 130 gebildet wird. Der äußere Umfang des Kettenhohlrads 130 enthält Kettenradzähne 154. Ein Abschnitt eines Innendurchmessers 146a des Kettenhohlrades 130 enthält Hohlradzähne 131.
An dem Innendurchmesser 146a des Kettenhohlrades 130 befindet sich ein Nockenmechanismus 167. Der Nockenmechanismus 167 ist vorzugsweise einteilig mit dem Kettenhohlrad 130 ausgebildet, obwohl er auch ein separater Teil sein könnte, der in das Kettenhohlrad 130 eingesetzt ist. Der Nockenmechanismus 167 dreht sich mit dem Kettenhohlrad 130. Der Nockenmechanismus 167 ist in einem Intervall entlang eines Innendurchmessers 146a des Kettenhohlrades 130 beabstandet.
Die Hohlräder 130, 132 haben unterschiedliche Anzahlen von Zähnen 131, 133, wobei die Differenz in der Anzahl von Zähnen ein Vielfaches der Anzahl von Planetenrädern 112, 114, 116 ist. Die Hohlradzähne 131, 133 haben Profile, die den Hohlrädern 130, 132 erlauben, korrekt mit den Planetenrädern 112, 114, 116 zu verzahnen.
Die Planetenräder 112, 114, 116 drehen sich um das Sonnenrad 124 und innerhalb der Hohlräder 130, 132, so dass die Planetenräder 112, 114, 116 entlang von Hypozykloidkurven laufen, also einer Kurve, die durch die Spur eines fixen Punktes an einem kleinen Kreis (Planetenrad) erzeugt wird, der innerhalb eines größeren Kreises (Hohlrad) rollt.
Wenn der Versteller wie in 13 gezeigt in einer vorverschobenen Anschlagstellung ist, steht der Anschlag 143 an dem Träger 138 mit einem ersten Ende 163 des Schnappringes 162 in Eingriff, der mit dem Schlitz 166 des Nockenwellenhohlrades 132 in Eingriff steht.
Nachdem der Anschlag 143 des Trägers 138 mit dem ersten Ende 163 des Schnappringes 162 in Eingriff gelangt ist, können sich der Träger 138 und die zugehörigen Planetenräder 112, 114, 116 nicht weiter in dieselbe Richtung drehen, und können sich nur in die entgegengesetzte Richtung drehen. Somit wird der Versteller 110 in einer Stellung gehalten, die einen maximalen Vorverschiebungszustand darstellt.
Eine Motorkurbelwelle (nicht dargestellt) steht drehend über eine Steuerkette (nicht dargestellt) mit dem Kettenhohlrad 130 über ein Kettenrad 154 in Eingriff, und die Motornockenwelle steht drehend mit dem Nockenwellenhohlrad 132 in Eingriff. Ein Motor (nicht dargestellt) steht drehend mit dem Sonnenrad 124 über eine Ausgangswelle (nicht dargestellt) in Eingriff. Wird das Sonnenrad 124 durch den Motor 130 mit derselben Drehzahl wie eines der Hohlräder 130, 132 gedreht, wird eine konstante Nockenphasenstellung beibehalten, da beide Hohlräder 130, 132 sich gleichlaufend drehen. Wird das Sonnenrad 124 durch den Motor 58 mit einer von den Hohlrädern 130, 132 verschiedenen Drehzahl gedreht, verursacht eine geringfügig unterschiedliche Drehzahl eines Hohlrads gegenüber dem anderen Hohlrad eine Nockenphasenverschiebungsfunktion. Auf diese Weise wird ein sehr hohes Zahlenverhältnis erhalten, und die Nockenwelle wird gegenüber der nominellen Drehbeziehung der Kurbelwelle zur Nockenwelle entweder vor- oder nachgestellt.
Der Versteller 110 wird vorzugsweise verwendet, um dynamisch die Drehbeziehung der Nockenwelle mit der Motorkurbelwelle einzustellen, um entweder die Kraftstoffeffizienz des Motors zu verbessern oder höhere Leistung unter Last oder Beschleunigung bereitzustellen.
13 zeigt den Versteller 110, wobei der Anschlag 143 des Trägers 138 mit dem ersten Ende 163 des Schnappringes 162 in Eingriff steht, der mit dem Schlitz 166 des Nockenwellen-/Kettenhohlrades 130 in Eingriff steht, was die Bewegung des Verstellers in eine erste Richtung in eine erste Anschlagstellung (vorverschoben) begrenzt. In dieser Stellung wird das erste Ende 163 des Schnappringes 162 durch einen Nockenmechanismus 167 des Kettenhohlrades 130 nach innen zu dem Träger 138 hin gedrückt. Die Bewegung des ersten Endes 163 des Schnappringes 162 nach innen zu dem Sonnenrad 124 stellt sicher, dass das erste Ende 163 des Schnappringes 162 mit dem Anschlag 143 an dem Träger 138 in Eingriff steht und jede weitere Drehung des Nockenwellenhohlrades 132 im Uhrzeigersinn stoppt, jede weitere Drehung der Planetenräder 112, 114, 116 in die Richtung im Uhrzeigersinn stoppt, und jede Drehung des Trägers 138 und des Sonnenrades 124 in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn stoppt.
14 zeigt ein Schema des Verstellers 110 nach der Drehung des Trägers 138 und des Sonnenrades 124. Das Nockenwellenhohlrad 132 dreht sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn, das Sonnenrad 124 und der Träger 138 drehen sich im Uhrzeigersinn, und die Planetenräder 112, 114, 116 drehen sich in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn. Der Nockenmechanismus 167 des Kettenhohlrades 130 ist in einer Stellung, so dass das erste Ende 163 oder zweite Ende 164 des Schnappringes 162 nicht mit dem Nockenmechanismus 167 in Eingriff stehen. Daher steht der Anschlag 143 des Trägers 167 mit keinem der Enden 163, 164 des Schnappringes 162 in Eingriff. Wenn sich das Nockenwellenhohlrad 132 dreht, gleitet der Anschlag 143 des Trägers 138 an einer Innenseite 162a des Schnappringes 162 oder hat einen Spielraum zu dieser, und der Anschlag 143 des Trägers 138 dreht sich an dem zweiten Ende 164 des Schnappringes 162 vorbei. Die Drehung des Trägers 138 und der Hohlräder 130, 132 erfolgt derart, dass das erste und zweite Ende 163, 164 des Schnappringes 162 nicht mit dem Anschlag 143 des Trägers 138 in Eingriff stehen, bis die Verstellerbewegungsgrenze erreicht ist.
15 zeigt den Träger 138 in einer Stellung in der Mitte der Bewegung. Wie in der Figur zeigt, stehen das erste und zweite Ende 163, 164 des Schnappringes 162 nicht mit dem Nockenmechanismus 167 des Kettenhohlrades 130 in Eingriff, und der Anschlag 143 an dem Träger 138 gleitet weiter an (oder dreht sich mit einem Spielraum zu) einer Innenseite 162a des Ringabschnittes 162b des Schnappringes 162.
16 zeigt, wie der Versteller sich zu dem Verzögerungsanschlag hin bewegt, wobei der Träger 138 und das Sonnenrad 124 sich in die Richtung im Uhrzeigersinn drehen, und das Nockenwellenhohlrad 132 und die Planetenräder 112, 114, 116 sich in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn drehen. Der Nockenmechanismus 167 des Kettenhohlrades 130 ist nun in einer solchen Stellung, dass weder das erste Ende 163 noch das zweite Ende 164 des Schnappringes 162 mit dem Nockenmechanismus 167 in Eingriff stehen. Daher steht der Anschlag 143 des Trägers 138 zwischen der ersten und zweiten Anschlagstellung mit keinem der Enden 163, 164 des Schnappringes 162 in Eingriff. Wenn sich das Nockenwellenhohlrad 132 dreht, gleitet der Anschlag 143 des Trägers 138 an (oder dreht sich mit Spielraum zu) einer Innenseite 162a des Schnappringes 162, und der Anschlag 143 des Trägers 138 dreht sich an den ersten und zweiten Enden 163, 164 des Schnappringes 164 vorbei. Die Drehung des Trägers 138 und der Hohlräder 130, 132 erfolgt derart, dass das erste und zweite Ende 163, 164 des Schnappringes 162 nicht mit dem Anschlag 143 des Trägers 138 in Eingriff stehen, bis die Verstellerbewegungsgrenze erreicht ist.
17 zeigt den Träger 138 in Eingriff mit dem Verzögerungsanschlag. Das zweite Ende 164 des Schnappringes 162 steht mit einem Nockenmechanismus 167 an dem Kettenhohlrad 130 in Eingriff. Der Eingriff des zweiten Endes 164 des Schnappringes 162 mit dem Nockenmechanismus 167 drückt das zweite Ende 164 des Schnappringes 162 nach innen zu dem Träger 138 hin, so dass, wenn der Träger 138 sich in die Richtung im Uhrzeigersinn dreht, der Anschlag 143 des Trägers 138 mit dem zweiten Ende 164 des Schnappringes 162 in Eingriff steht, was eine weitere Drehung oder Bewegung des Trägers 138 in die Richtung im Uhrzeigersinn verhindert.
Das Kettenhohlrad 130 kann mit mehreren Nockenmechanismen 167 unterschiedlicher Längen konstruiert sein, so dass die Enden 163, 164 des Schnappringes 162 bewegt werden, um mit dem Trägeranschlag 143 in unterschiedlichen Winkeln in Eingriff zu gelangen, um verschiedene Wirkungsbereiche des Verstellers unter Verwendung eines gemeinsamen Kettenhohlrades 130 zu definieren, und zwar nur abhängig davon, wie das Nockenwellenhohlrad 132 und der Träger 138 zusammengebaut sind. Obwohl in dieser Ausführungsform ein negatives Übersetzungsverhältnis gezeigt wird, kann auch ein positives Übersetzungsverhältnis verwendet werden, und in ähnlicher Weise kann die Beabstandung zwischen den Nockenmechanismen 167 verwendet werden, um eine Reihe von Wirkungsbereichen zu definieren.
Die 18 bis 25 zeigen einen Versteller einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Bewegungsendanschlag in Form eines schwenkbaren Sperrklinkenanschlags.
Der Versteller 210 weist einen Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad auf, der Planetenräder 212, 214, 216 mit Planetenradzähnen 218, 220, 222, ein zentral angeordnetes Sonnenrad 224 mit Sonnenradzähnen 225, und ein geteiltes Hohlrad mit einem Kettenhohlrad 230 und einem Nockenwellenhohlrad 232 umfasst.
Das Sonnenrad 224 weist eine Bohrung 226 zur Aufnahme einer Ausgangswelle (nicht dargestellt) auf.
Die Planetenräder 212, 214, 216 werden durch einen Träger 238 zusammengehalten. Der Träger 238 weist eine erste Platte 239 und eine zweite Platte 240 auf. Jedes Planetenrad 212, 214, 216 ist mit der ersten Platte 239 und der zweiten Platte 240, die den Träger 238 bilden, durch Zapfen 211, 213, 215 verbunden, an welchen sich die Planetenräder 212, 214, 216 drehen. Der Träger 238 weist eine zentral angeordnete Bohrung 227 zur Aufnahme des Sonnenrades 224 auf. Die Sonnenradzähne 225 sind mit den Planetenradzähnen 218, 220, 222 ausgerichtet und stehen damit in Eingriff. Auch der Träger 238 weist einen Anschlag 243 auf. Der Träger 238 wird durch einen Sicherungsring 260 und eine Beilegscheibe 261, die innerhalb eines Schlitzes 265 in dem zentral angeordneten Flansch 237 des Nockenwellenhohlrades 232 aufgenommen sind, axial in Stellung gehalten.
Der Träger 238 und die zugeordneten Planetenräder 212, 214, 216 sind innerhalb eines Innendurchmessers 245a aufgenommen, der eine Bohrung 245 des Nockenwellenhohlrades 232 definiert. Das Nockenwellenhohlrad 232 weist ein erstes Loch 266 zur Aufnahme einer ersten federvorgespannten schwenkbaren Sperrklinke 263 und ein zweites Loch 269 zur Aufnahme einer zweiten federvorgespannten schwenkbaren Sperrklinke 264 auf. Die erste und zweite federvorgespannte schwenkbare Sperrklinke 263, 264 umfassen jeweils eine Sperrklinke 265, eine Feder 267 und einen Stift 268, an dem die Sperrklinken 265 schwenkt. Die schwenkbaren Sperrklinken 263, 264 weisen eine zweite Stellung auf, in der die Sperrklinke 265 innerhalb der Hohlräder 230, 232 gehalten ist, und eine erste Stellung, in der die Sperrklinke 265 an dem Stift 268 geschwenkt wird, so dass zumindest ein Abschnitt der Sperrklinke 265 in dem Innendurchmesser 245a des Nockenwellenhohlrades 232 liegt und die Bewegung des Trägers 238, während er sich dreht, verhindern kann. Die Feder 267 spannt die Sperrklinke 265 zu dem Kettenhohlrad 230 hin vor. Innerhalb des Innendurchmessers 245a des Nockenwellenhohlrades 232 befindet sich auch ein Satz von Hohlradzähnen 233.
Das Nockenwellenhohlrad 232 wird durch eine Bohrung 246 aufgenommen, die durch einen Innendurchmesser 246a des Kettenhohlrades 230 gebildet wird. Der äußere Umfang des Kettenhohlrads 230 enthält Kettenradzähne 254. Ein Abschnitt eines Innendurchmessers 246a des Kettenhohlrades 230 enthält Hohlradzähne 231.
An dem Innendurchmesser 246a des Kettenhohlrades 230 befindet sich ein Nockenmechanismus 267. Der Nockenmechanismus 267 ist in einem Intervall entlang eines Innendurchmessers 246a des Kettenhohlrades 230 beabstandet. Die Hohlräder 230, 232 haben unterschiedliche Anzahlen von Zähnen 231, 233, wobei die Differenz in der Anzahl von Zähnen ein Vielfaches der Anzahl von Planetenrädern 212, 214, 216 ist. Die Hohlradzähne 231, 233 haben Profile, die den Hohlrädern 230, 232 erlauben, korrekt mit den Planetenrädern 212, 214, 216 zu verzahnen.
Die Planetenräder 212, 214, 216 drehen sich um das Sonnenrad 224 und innerhalb der Hohlräder 230, 232, so dass die Planetenräder 212, 214, 216 entlang von Hypozykloidkurven laufen, also einer Kurve, die durch die Spur eines fixen Punktes an einem kleinen Kreis (Planetenrad) erzeugt wird, der innerhalb eines größeren Kreises (Hohlrad) rollt.
Wenn der Versteller 210 wie in 21 gezeigt in einer vorverschobenen Anschlagstellung ist, steht der Anschlag 243 an dem Träger 238 mit einer ersten federvorgespannten schwenkbaren Sperrklinke 263 in Eingriff.
Nachdem der Anschlag 243 des Trägers 238 mit der ersten federvorgespannten schwenkbaren Sperrklinke 263 in Eingriff gelangt ist, kann sich der Träger 214 nicht weiter in dieselbe Richtung drehen, und kann sich nur in die entgegengesetzte Richtung drehen. Somit wird der Versteller 210 in einer Stellung gehalten, die einen maximalen Vorverschiebungszustand darstellt.
Eine Motorkurbelwelle (nicht dargestellt) steht drehend über eine Steuerkette (nicht dargestellt) mit dem Kettenhohlrad 230 über ein Kettenrad 254 in Eingriff, und die Motornockenwelle steht drehend mit dem Nockenwellenhohlrad 232 in Eingriff. Ein Motor (nicht dargestellt) steht drehend mit dem Sonnenrad 224 über eine Ausgangswelle (nicht dargestellt) in Eingriff. Wird das Sonnenrad 224 durch den Motor 230 mit derselben Drehzahl wie eines der Hohlräder 230, 232 gedreht, wird eine konstante Nockenphasenstellung beibehalten, da beide Hohlräder 130, 232 sich gleichlaufend drehen. Wird das Sonnenrad 224 durch den Elektromotor mit einer von den Hohlrädern 230, 232 verschiedenen Drehzahl gedreht, verursacht eine geringfügig unterschiedliche Drehzahl eines Hohlrads gegenüber dem anderen Hohlrad eine Nockenphasenverschiebungsfunktion. Auf diese Weise wird ein sehr hohes Zahlenverhältnis erhalten, und die Nockenwelle wird gegenüber der nominellen Drehbeziehung der Kurbelwelle zur Nockenwelle entweder vor- oder nachgestellt.
Der Versteller 210 wird vorzugsweise verwendet, um dynamisch die Drehbeziehung der Nockenwelle mit der Motorkurbelwelle einzustellen, um entweder die Kraftstoffeffizienz des Motors zu verbessern oder höhere Leistung unter Last oder Beschleunigung bereitzustellen.
21 zeigt den Versteller 210, wobei der Anschlag 243 des Trägers 238 mit der ersten federvorgespannten schwenkbaren Sperrklinke 263 innerhalb des Schlitzes 266 des Nockenwellen-/Kettenhohlrades 230 in Eingriff steht, was die Bewegung des Verstellers in eine erste Richtung in eine erste Anschlagstellung (vorverschoben) begrenzt.
In dieser Stellung wird die erste federvorgespannte schwenkbare Sperrklinke 263 durch einen Nockenmechanismus 267 des Kettenhohlrades 230 nach innen zu dem Träger 238 hin gedrückt. Die Bewegung der ersten federvorgespannten schwenkbaren Sperrklinke 263 nach innen stellt sicher, dass die erste federvorgespannte schwenkbare Sperrklinke 263 mit dem Anschlag 243 an dem Träger 238 in Eingriff steht und jede weitere Drehung des Nockenwellenhohlrades 230 im Uhrzeigersinn stoppt, jede weitere Drehung der Planetenräder 212, 214, 216 in die Richtung im Uhrzeigersinn stoppt, und jede Drehung des Trägers 238 und des Sonnenrades 224 in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn stoppt.
22 zeigt ein Schema des Verstellers 210 nach der Drehung des Trägers 238 und des Sonnenrades 224. Die Hohlräder 230, 232 drehen sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn, das Sonnenrad 224 und der Träger 238 drehen sich im Uhrzeigersinn, und die Planetenräder 212, 214, 216 drehen sich in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn. Der Nockenmechanismus 267 des Kettenhohlrades 230 ist in einer solchen Stellung, dass die erste oder zweite federvorgespannte Sperrklinke 263, 264 nicht mit dem Nockenmechanismus 267 in Eingriff stehen. Daher steht der Anschlag 243 des Trägers 238 mit keiner der federvorgespannten Sperrklinken 263, 264 in Eingriff. Wenn sich die Hohlräder 230, 232 drehen, dreht sich der Anschlag 243 des Trägers 238 innerhalb eines Innendurchmessers 245a des Nockenwellenhohlrades 232. Die Drehung des Trägers 238 und der Hohlräder 230, 232 erfolgt derart, dass die erste und zweite federvorgespannte Sperrklinke 263, 264 nicht mit dem Anschlag des Trägers 238 in Eingriff stehen, bis die Verstellerbewegungsgrenze erreicht ist.
23 zeigt den Träger 38 in einer Stellung in der Mitte der Bewegung. Wie in der Figur gezeigt, stehen die erste und zweite federvorgespannte Sperrklinke 263, 264 nicht mit dem Nockenmechanismus 267 an dem Kettenhohlrad 230 in Eingriff, und der Anschlag 243 an dem Träger 238 dreht sich weiter innerhalb eines Innendurchmessers 245a des Nockenwellenhohlrades 232.
24 zeigt, wie der Versteller sich zu dem Verzögerungsanschlag hin bewegt, wobei der Träger 238 und das Sonnenrad 224 sich in die Richtung im Uhrzeigersinn dreht, und das Nockenwellenhohlrad 232 und die Planetenräder 212, 214, 216 sich in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn drehen. Der Nockenmechanismus 267 des Kettenhohlrades 230 ist in einer Stellung, so dass die erste oder zweite federvorgespannte Sperrklinke 263, 264 nicht mit dem Nockenmechanismus 267 in Eingriff stehen. Daher steht der Anschlag 243 des Trägers 238 mit keiner der federvorgespannten Sperrklinken 263, 264 in Eingriff. Wenn sich das Nockenwellenhohlrad 232 dreht, gleitet der Anschlag 243 des Trägers 238 innerhalb eines Innendurchmessers 245a des Nockenwellenhohlrades 232, und der Anschlag 243 des Trägers 238 dreht sich an den ersten und zweiten federvorgespannten Sperrklinken 263, 264 vorbei. Die Drehung des Trägers 238 und der Hohlräder 230, 232 erfolgt derart, dass die erste und zweite federvorgespannte Sperrklinke 263, 264 nicht mit dem Anschlag 243 des Trägers 238 in Eingriff stehen, bis die Bewegungsgrenze des Verstellers 210 erreicht ist.
25 zeigt den Träger 238 in Eingriff mit dem Verzögerungsanschlag. Die zweite federvorgespannte Sperrklinke 264 steht mit einem Nockenmechanismus 267 an dem Kettenhohlrad 230 in Eingriff. Der Eingriff der zweiten federvorgespannte Sperrklinke 264 mit dem Nockenmechanismus 267 drückt die zweite federvorgespannte Sperrklinke 264 nach innen zu dem Träger 238 hin, so dass, wenn der Träger 238 sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn dreht, der Anschlag 243 des Trägers 238 mit der zweiten federvorgespannte Sperrklinke 264 in Eingriff gelangt, was eine weitere Drehung in die Richtung im Uhrzeigersinn verhindert.
Die 26 bis 30 zeigen einen Versteller einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Bewegungsendanschlag in Form eines linear wirkenden Stiftanschlags.
Der Versteller 310 weist einen Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad auf, der Planetenräder 312, 314, 316 mit Planetenradzähnen 318, 320, 322, ein zentral angeordnetes Sonnenrad 324 mit Sonnenradzähnen 325, und ein geteiltes Hohlrad mit einem Kettenhohlrad 330 und einem Nockenwellenhohlrad 332 umfasst.
Das Sonnenrad 324 weist eine Bohrung 326 zur Aufnahme einer Ausgangswelle (nicht dargestellt) auf.
Die Planetenräder 312, 314, 316 werden durch einen Träger 338 zusammengehalten. Der Träger 338 weist eine erste Platte 339 und eine zweite Platte 340 auf. Jedes Planetenrad 312, 314, 316 ist mit einer ersten Platte 339 und einer zweite Platte 340, die den Träger 338 bilden, durch Zapfen 311, 313, 315 verbunden, an welchen sich die Planetenräder 312, 314, 316 drehen. Der Träger 338 weist eine zentral angeordnete Bohrung 327 zur Aufnahme des Sonnenrades 324 auf. Auch der Träger 338 weist einen Anschlag 343 auf. Die Sonnenradzähne 325 sind mit den Planetenradzähnen 318, 320, 322 ausgerichtet und stehen damit in Eingriff. Der Träger 338 wird durch einen Sicherungsring 360 und eine Beilegscheibe 361, die innerhalb eines Schlitzes 382 in einem zentral angeordneten Flansch 337 des Nockenwellenhohlrades 332 aufgenommen sind, axial in Stellung gehalten.
Der Träger 338 und die zugeordneten Planetenräder 312, 314, 316 sind innerhalb eines Innendurchmessers 345a aufgenommen, der eine Bohrung 345 des Nockenwellenhohlrades 332 definiert.
Das Nockenwellenhohlrad 332 weist einen ersten rampenförmigen Schlitz 366 zur Aufnahme eines ersten Stifts 363 und einen zweiten rampenförmigen Schlitz 369 zur Aufnahme des zweiten Stifts 364 auf. Der erste Stift 363 und der zweite Stift 364 weisen jeweils einen Stiftkopf 365 und einen Längenabschnitt 368 auf, der sich von dem Stiftkopf 365 erstreckt. Innerhalb des Innendurchmessers 345a des Nockenwellenhohlrades 332 befindet sich ein Satz von Hohlradzähnen 333.
Das Nockenwellenhohlrad 332 wird durch eine Bohrung 346 aufgenommen, die durch einen Innendurchmesser 346a des Kettenhohlrades 330 gebildet wird. Der äußere Umfang des Kettenhohlrads 330 enthält Kettenradzähne 354. Ein Abschnitt eines Innendurchmessers 346a des Kettenhohlrades 330 enthält Hohlradzähne 331. An dem Innendurchmesser 346a des Kettenhohlrades befindet sich auch ein Nockenmechanismus 367. Der Nockenmechanismus 367 wird durch Rampen 370, 371 gebildet. Der Nockenmechanismus 367 ist in einem Intervall entlang eines Innendurchmessers des Kettenhohlrades 330 beabstandet. Der Nockenmechanismus 367 hebt den Kopf des Stifts 365 in eine erste Stellung, so dass ein Abschnitt des Längenabschnitts 368 des Stifts 363, 364 mit dem rampenförmigen Abschnitt 373 des rampenförmigen Schlitzes 366, 369 in Kontakt steht, was die Bewegung des Stiftkopfes 365 in die Bohrung 345 des Nockenwellenhohlrades 332 hinein begrenzt. Wenn die Stifte 363, 364 nicht mit dem Nockenmechanismus 367 in Kontakt stehen, ruht der Stiftkopf 365 in einem Schlitz 366 in dem Kettenhohlrad 330, und nur ein Ende des Längenabschnitts 368 des Stifts 363, 364 wird durch den rampenförmigen Abschnitt 373 des Schlitzes 366, 369 gehalten. Wenn der Stift 363, 364 in der ersten Stellung ist, behindert der Stiftkopf 365 die Drehung des Trägers 338.
Die Hohlräder 330, 332 haben unterschiedliche Anzahlen von Zähnen 331, 333, wobei die Differenz in der Anzahl von Zähnen ein Vielfaches der Anzahl von Planetenrädern 312, 314, 316 ist. Die Hohlradzähne 331, 333 haben Profile, die den Hohlrädern 330, 332 erlauben, korrekt mit den Planetenrädern 312, 314, 316 zu verzahnen.
Die Planetenräder 312, 314, 316 drehen sich um das Sonnenrad 324 und innerhalb der Hohlräder 330, 332, so dass die Planetenräder 312, 314, 316 entlang von Hypozykloidkurven laufen, also einer Kurve, die durch die Spur eines fixen Punktes an einem kleinen Kreis (Planetenrad) erzeugt wird, der innerhalb eines größeren Kreises (Hohlrad) rollt.
Wenn der Versteller 310 wie in 30 gezeigt in einer vorverschobenen Anschlagstellung ist, ist der Nockenmechanismus 367 des Kettenhohlrades 330 so positioniert, dass der Nockenmechanismus 367 den Kopf des Stifts 365 in eine erste Stellung hebt. In der ersten Stellung des ersten Stifts 363 steht ein Abschnitt des Längenabschnitts 368 des Stifts 363 mit dem rampenförmigen Abschnitt 373 des Schlitzes 366 in Kontakt, was die Bewegung des Stiftkopfs 365 in die Bohrung 345 des Nockenwellenhohlrades 332 hinein verhindert und dem Stiftkopf 365 erlaubt, die Drehung des Trägers 338 zu behindern, und somit kann der Träger 338 sich nicht weiter in die aktuelle Bewegungsrichtung oder in dieselbe Richtung drehen, sondern kann sich nur in die entgegengesetzte Richtung drehen. Somit wird der Versteller in einer Stellung gehalten, die einen maximalen Vorverschiebungszustand darstellt.
Eine Motorkurbelwelle (nicht dargestellt) steht drehend über eine Steuerkette (nicht dargestellt) mit dem Kettenhohlrad 330 über ein Kettenrad 354 in Eingriff, und die Motornockenwelle steht drehend mit dem Nockenwellenhohlrad 332 in Eingriff. Ein Motor (nicht dargestellt) steht drehend mit dem Sonnenrad 324 über eine Ausgangswelle (nicht dargestellt) in Eingriff. Wird das Sonnenrad 324 durch den Motor 330 mit derselben Drehzahl wie eines der Hohlräder 330, 332 gedreht, wird eine konstante Nockenphasenstellung beibehalten, da beide Hohlräder 130, 332 sich gleichlaufend drehen. Wird das Sonnenrad 324 durch den Elektromotor mit einer von den Hohlrädern 330, 332 verschiedenen Drehzahl gedreht, verursacht eine geringfügig unterschiedliche Drehzahl eines Hohlrads gegenüber dem anderen Hohlrad eine Nockenphasenverschiebungsfunktion. Auf diese Weise wird ein sehr hohes Zahlenverhältnis erhalten, und die Nockenwelle wird gegenüber der nominellen Drehbeziehung der Kurbelwelle zur Nockenwelle entweder vor- oder nachgestellt.
Der Versteller wird vorzugsweise verwendet, um dynamisch die Drehbeziehung der Nockenwelle mit der Motorkurbelwelle einzustellen, um entweder die Kraftstoffeffizienz des Motors zu verbessern oder höhere Leistung unter Last oder Beschleunigung bereitzustellen.
30 zeigt den Versteller 310, wenn der erste Stift 363 mit dem rampenförmigen Abschnitt 373 des Schlitzes 366 in Eingriff steht, wobei der Stiftkopf 365 den Träger 338 behindert, was die Bewegung des Verstellers in einer ersten Richtung in eine erste Anschlagstellung (vorverschoben) begrenzt. In dieser Stellung wird der erste Stift 363 durch einen Nockenmechanismus 367 des Kettenhohlrades 333 nach innen zu dem Träger 338 hin gedrückt. Die Bewegung des ersten Stifts 363 nach innen stellt sicher, dass der erste Stift 363 mit dem Träger 338 in Eingriff steht und jede weitere Drehung des Nockenwellenhohlrades 332 im Uhrzeigersinn stoppt, sowie jede weitere Drehung der Planetenräder 312, 314, 316, des Trägers 338 und des Sonnenrades 324 in der der Kettenraddrehung entsprechenden Richtung stoppt.
29 zeigt ein Schema des Verstellers 310 nach der Drehung des Trägers 338 und des Sonnenrades 324. Das Nockenwellenhohlrad 332 dreht sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn, das Sonnenrad 324 und der Träger 338 drehen sich im Uhrzeigersinn, und die Planetenräder 312, 314, 316 drehen sich in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn. Der Nockenmechanismus 367 des Kettenhohlrades 230 ist in einer solchen Stellung, dass die Stiftköpfe 365 der ersten und zweiten Stifte 363, 364 nicht mit dem Nockenmechanismus 367 in Eingriff stehen. Daher stehen das Sonnenrad 324 und der Träger 338 mit keinem der Stiftköpfe 365 der ersten und zweiten Stifte 363, 364 in Eingriff. Die Drehung des Sonnenrades 324 und des Trägers 338 setzt sich fort, bis der Nockenmechanismus 267 den Stift zwingt, sich von einer zweiten Stellung in eine erste Stellung zu bewegen, wodurch er mit dem Träger 338 in Eingriff gelangt und die weitere Bewegung in diese Richtung verhindert.
Während der Verzögerungsanschlag hier nicht dargestellt ist, würde der zweite Stift 364 mit dem Träger 338 in Eingriff gelangen, was die Bewegung in diese Richtung verhindert.
Die 31 bis 37 zeigen einen Versteller einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Bolzen und einem Sperrelement, das in einem Schlitz aufgenommen ist.
Der Versteller 410 weist einen Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad auf, der Planetenräder 412, 414, 416 mit Planetenradzähnen 418, 420, 422, ein zentral angeordnetes Sonnenrad 424 mit Sonnenradzähnen 425, und ein geteiltes Hohlrad mit einem Kettenhohlrad 430 und einem Nockenwellenhohlrad 432 umfasst.
Das Sonnenrad 424 weist eine Bohrung 426 zur Aufnahme einer Ausgangswelle (nicht dargestellt) auf.
Die Planetenräder 412, 414, 416 werden durch einen Träger 438 zusammengehalten. Der Träger 438 weist eine erste Platte 439 und eine zweite Platte 440 auf. Jedes Planetenrad 412, 414, 416 ist mit einer ersten Platte 439 und einer zweite Platte 440, die den Träger 438 bilden, durch Zapfen 411, 413, 415 verbunden, an welchen sich die Planetenräder 412, 414, 416 drehen. An zumindest einer der Platten des Trägers befindet sich ein Anschlag 443. Der Anschlag 443 kann ein gebogener Abschnitt des Trägers 438 sein. Der Träger 438 weist eine zentral angeordnete Bohrung 427 zur Aufnahme des Sonnenrades 424 auf. Die Sonnenradzähne 425 des Sonnenrades 424 sind mit den Planetenradzähnen 418, 420, 422 ausgerichtet und stehen damit in Eingriff.
Der Träger 438 und die zugeordneten Planetenräder 412, 414, 416 sind innerhalb eines Innendurchmessers 445a aufgenommen, der eine Bohrung 445 des Nockenwellenhohlrades 432 definiert. Das Nockenwellenhohlrad 432 weist einen zentral angeordneten Flansch (nicht dargestellt) auf, der durch die Bohrung 427 des Trägers 438 aufgenommen wird. Innerhalb des Innendurchmessers 445a des Nockenwellenhohlrades 432 befindet sich ein Satz von Hohlradzähnen 433. An einer Außenfläche des Kettenhohlrades 430 befindet sich ein Schlitz 444, der ein Sperrelement 470 eines Anschlags oder Bolzens 436 aufnimmt. Das Sperrelement 470 kann ein Vorsprung sein. Der Schlitz 444 weist entlang seiner Länge einen Verriegelungsabschnitt 444a und einen Entriegelungsabschnitt 444b auf. Der Verriegelungsabschnitt 444a ist vorzugsweise an zumindest einem Ende des Schlitzes 444 abgewinkelt. Der Schlitz 444 kann eingefräst sein. Der Bolzen 436 erstreckt sich über eine Länge und weist einen Zungenabschnitt 436a auf, der gegen den Anschlag 443 des Trägers 438 in bestimmten Stellungen anliegen kann, zum Beispiel, wenn das Sperrelement 470 des Bolzens 436 in den Verriegelungsabschnitt 444a des Schlitzes 444 eingreift, wie in den 35 bis 36 gezeigt. Wenn das Sperrelement 470 sich innerhalb des Entriegelungsabschnitt 444b befindet, ist die Zunge 436a des Bolzens 436 so positioniert, dass es den Eingriff des Anschlags 443 des Trägers 438 umgeht, wie in den 33 und 34 gezeigt. Obwohl hier gezeigt wird, dass zwei Bolzen eine Schnittstelle mit dem Anschlag 443 des Trägers 438 bilden, nämlich jeweils einer für jede Bewegungsrichtung, ist anzumerken, dass auch nur ein Bolzen verwendet werden könnte, mit einem Schlitz 444 mit einem ersten Verriegelungsabschnitt 444a und einem zweiten Verriegelungsabschnitt (nicht dargestellt).
Das Nockenwellenhohlrad 432 wird durch eine Bohrung 446 aufgenommen, die durch einen Innendurchmesser 446a des Kettenhohlrades 430 gebildet wird.
An dem Innendurchmesser 446a des Kettenhohlrades 430 befinden sich Kettenhohlradzähne 431. Die Hohlräder 430, 432 haben unterschiedliche Anzahlen von Zähnen 431, 433, wobei die Differenz in der Anzahl von Zähnen ein Vielfaches der Anzahl von Planetenrädern 412, 414, 416 ist. Die Hohlradzähne 431, 433 haben Profile, die den Hohlrädern 430, 432 erlauben, korrekt mit den Planetenrädern 412, 414, 416 zu verzahnen.
Die Planetenräder 412, 414, 416 drehen sich um das Sonnenrad 424 und innerhalb der Hohlräder 430, 432, so dass die Planetenräder 412, 414, 416 entlang von Hypozykloidkurven laufen, also einer Kurve, die durch die Spur eines fixen Punktes an einem kleinen Kreis (Planetenrad) erzeugt wird, der innerhalb eines größeren Kreises (Hohlrad) rollt.
Obwohl hier nicht erläutert, kann der Träger 38, 138, 238 in den vorstehenden Ausführungsformen ein zusätzliches Merkmal 480 enthalten, das den Schnappring 162, die schwenkbaren Sperrklinken 263, 264 oder den Bolzen 36 in eine Stellung zurückstellt, die den Anschlag 43, 143, 243 an dem Träger 38, 138, 238 nicht behindert, wenn die Feder 35, 267 oder die Elastizität des Schnappringes 162 versagt. Das zusätzliche Merkmal 480 stellt den Schnappring 162, die schwenkbaren Sperrklinken 263, 264 oder den Bolzen 36 zurück. Das Merkmal kann ein Fortsatz des Trägers 38, 138, 238 sein. Der Fortsatz weist eine Länge auf, die lange genug ist, um den Schnappring 162, die schwenkbaren Sperrklinken 263, 264 oder den Bolzen 34 zurück in den Schlitz 34 oder die Tasche 44 in dem Nockenwellenhohlrad 32, 132, 232 zu stellen, jedoch den Schnappring 162, die schwenkbaren Sperrklinken 263, 264 oder den Bolzen 36 sonst nicht zu hindern. Es ist anzumerken, dass in der Ausführungsform mit den Stiften 363, 364 das zusätzliche Merkmal an einer axialen Seitenfläche vorliegen kann. Das zusätzliche Merkmal 480 kann auch den Bolzen 436 in eine Stellung zurückstellen, die den Anschlag 443 an dem Träger 38 nicht behindert.
Obwohl das Nockenwellenhohlrad 32, 132, 232, 332, 432 mit Taschen 44, 166, 169, 266, 269, 366, 369, 466, 469 dargestellt ist, und das Kettenhohlrad 30, 130, 230, 330, 430 einen Schlitz 34, 444 mit Enden 34a, 34b, 444a oder einem Nockenmechanismus 167, 267, 367 aufweist, könnte das Kettenhohlrad zusätzlich zumindest eine Tasche beinhalten, und das Nockenwellenhohlrad zumindest einen Schlitz mit Enden oder zumindest einen Nockenmechanismus beinhalten.
Weiters könnte, während die vorstehenden Ausführungsformen einen Träger 38, 138, 238, 338, 438 mit einem Anschlag 43, 143, 243, 443 zeigen, der Anschlag an dem Sonnenrad 24, 124, 224, 324, 424 oder einem Planeten 12, 14, 16, etc. platziert werden, mit einer entsprechenden Änderung in den Schlitzenden 34a, 34b, 444a oder in dem Nockenmechanismus 167, 267, 367, um die Drehung des Sonnenrades oder der Planetenräder mit zu berücksichtigen.
In den vorstehenden Beschreibungen wird der Versteller 10, 110, 210, 310, 410 an einem Ende der Bewegung gestoppt, wenn der Anschlag 36, 136, 236, 336, 436 mit dem Trägeranschlag 43, 143, 243, 443 in Eingriff gelangt. Die Schlitzenden 34a, 34b, 444a oder der Nockenmechanismus 167, 267, 367 könnten ebenfalls ein Begrenzungsmerkmal aufweisen, das mit dem Anschlag 36, 136, 236, 336, 436 entweder als Verstärkung der Stoppwirkung der Anschläge 36, 136, 236, 336, 436 oder als Ausfallsicherung in Eingriff gelangt. Das Stoppen eines der Hohlräder relativ zu dem anderen kann auch direkt als Ausfallsicherungsmechanismus verwendet werden.
Dementsprechend ist klar, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung rein zur Veranschaulichung der Anwendung der Prinzipien der Erfindung dienen. Die Bezugnahme hierin auf Details der veranschaulichten Ausführungsformen soll den Umfang der Ansprüche keinesfalls beschränken, die ihrerseits jene Merkmale anführen, die als wesentlich für die Erfindung betrachtet werden.

Claims

Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad zur Einstellung der relativen Phasen einer ersten Welle und einer zweiten Welle, umfassend: ein Sonnenrad, das um eine Sonnenachse drehbar ist, wobei das Sonnenrad eine Vielzahl von Sonnenradzähnen umfasst; eine Vielzahl von Planetenrädern, die um das Sonnenrad herum angeordnet sind, wobei jedes Planetenrad eine Vielzahl von Planetenzähnen umfasst, die das Planetenrad in verzahntem Eingriff mit den Sonnenradzähnen halten; einen Planetenträger mit einem Anschlag, wobei der Planetenträger mit der Vielzahl von Planetenrädern drehbar ist; ein erstes Hohlrad, das mit der ersten Welle drehbar ist, wobei das erste Hohlrad eine Vielzahl von ersten Hohlradzähnen umfasst, die das erste Hohlrad in verzahntem Eingriff mit den Planetenradzähnen eines jeden der Planetenräder halten; ein zweites Hohlrad, das mit der zweiten Welle drehbar ist, wobei das zweite Hohlrad eine Vielzahl von zweiten Hohlradzähnen umfasst, die das zweite Hohlrad in verzahntem Eingriff mit den Planetenradzähnen eines jeden der Planetenräder halten; und zumindest einen Bewegungsendanschlag, der in zumindest einer Tasche des ersten Hohlrades aufgenommen ist, wobei der zumindest eine Bewegungsendanschlag zwischen einer ersten Anschlagstellung, in welcher der Bewegungsendanschlag, wenn der Planetenantrieb sich in eine Richtung dreht, mit dem Anschlag an dem Planetenträger in Eingriff gelangt, was eine weitere Drehung des Planetenantriebs mit geteiltem Hohlrad in diese Richtung verhindert, und einer zweiten Stellung, in welcher der Bewegungsendanschlag nicht mit dem Anschlag an dem Planetenträger in Eingriff steht, beweglich ist.
Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad nach Anspruch 1, wobei das zweite Hohlrad ferner einen Schlitz mit zumindest einem abgewinkelten Ende und einer Länge aufweist, und wobei der Bewegungsendanschlag ein Bolzen ist, der ein erstes Ende, das sich in den Schlitz in dem zweiten Hohlrad hinein erstrecken kann, und ein zweites Ende aufweist, das den Bewegungsendanschlag bildet, wobei der Bolzen zu der zweiten Anschlagstellung hin vorgespannt ist.
Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad nach Anspruch 2, wobei, wenn das erste Ende des Bolzens innerhalb der Länge des Schlitzes des zweiten Hohlrades aufgenommen ist, der Bolzen sich in der zweiten Stellung befindet und die Bewegung des Planetenträgers nicht behindert, und, wenn der Bolzen mit dem ersten abgewinkelten Ende oder dem zweiten abgewinkelten Ende des Schlitzes in Eingriff steht, der Bolzen sich in die erste Anschlagstellung bewegt, um mit dem Anschlag an dem Träger in Eingriff zu gelangen.
Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad nach Anspruch 2, wobei das erste Ende des Bolzens ein Vorsprung ist.
Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad nach Anspruch 1, wobei der Bewegungsendanschlag eine schwenkbare Sperrklinke ist, die zu der zweiten Stellung hin vorgespannt ist, und wobei das zweite Hohlrad ferner einen Nockenmechanismus innerhalb der Bohrung des zweiten Hohlrades umfasst, so dass der Kontakt zwischen dem Nockenmechanismus und der schwenkbaren Sperrklinke die schwenkbare Sperrklinke in die erste Anschlagstellung bewegt.
Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad nach Anspruch 1, wobei der Bewegungsendanschlag ein Schnappring mit einem Ringabschnitt ist, der durch einen Innendurchmesser des ersten Hohlrades aufgenommen wird, und einem ersten Ende und einem zweiten Ende, die in Taschen des ersten Hohlrades aufgenommen sind, und das zweite Hohlrad einen Nockenmechanismus entlang eines Innendurchmessers des zweiten Hohlrades umfasst, so dass der Kontakt zwischen dem Nockenmechanismus und einem von dem ersten Ende oder dem zweiten Ende des Schnappringes das erste Ende oder das zweite Ende des Schnappringes in die erste Anschlagstellung bewegt.
Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad nach Anspruch 1, wobei die erste Welle eine Nockenwelle ist und die zweite Welle eine Kurbelwelle ist.
Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad nach Anspruch 2, wobei der Anschlag durch ein elastisches Federelement zu der zweiten Stellung hin vorgespannt ist.
Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad zur Einstellung der relativen Phasen einer ersten Welle und einer zweiten Welle, umfassend: ein Sonnenrad, das um eine Sonnenachse drehbar ist, wobei das Sonnenrad eine Vielzahl von Sonnenradzähnen umfasst; eine Vielzahl von Planetenrädern, die um das Sonnenrad herum angeordnet sind, wobei jedes Planetenrad eine Vielzahl von Planetenzähnen um einen axialen Abschnitt herum umfasst, wobei die Planetenzähne in verzahntem Eingriff mit den Sonnenradzähnen stehen; einen Planetenträger, der mit der Vielzahl von Planetenrädern drehbar und damit verbunden ist; ein erstes Hohlrad, das mit der ersten Welle drehbar ist, wobei das erste Hohlrad eine Vielzahl von ersten Hohlradzähnen in verzahntem Eingriff mit den Planetenradzähnen eines jeden der Planetenräder umfasst; ein zweites Hohlrad, das mit der zweiten Welle drehbar ist, wobei das zweite Hohlrad eine Vielzahl von zweiten Hohlradzähnen in verzahntem Eingriff mit den Planetenradzähnen eines jeden der Planetenräder umfasst; und zumindest einen Bewegungsendanschlag, der in einer Tasche des ersten Hohlrades aufgenommen ist, wobei die Tasche einen rampenförmigen Schlitz aufweist, wobei der Bewegungsendanschlag beweglich ist zwischen einer ersten Anschlagstellung, in welcher der erste Bewegungsendanschlag mit dem rampenförmigen Schlitz und einem axialen Abschnitt des Planetenträgers in Eingriff steht, was die Drehung des Planetenantriebs mit geteiltem Hohlrad in eine Richtung verhindert, und einer zweiten Stellung, in welcher der Bewegungsendanschlag nicht mit dem rampenförmigen Schlitz oder dem axialen Abschnitt des Planetenrades in Eingriff steht.
Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad nach Anspruch 9, wobei der Bewegungsendanschlag einen Stift mit einem Kopfabschnitt und einem Längenabschnitt, der mit dem Kopfabschnitt verbunden ist, umfasst, wobei der Längenabschnitt der Stifte mit dem rampenförmigen Schlitz in Eingriff steht.
Planetenantrieb mit geteiltem Hohlrad nach Anspruch 9, wobei die erste Welle eine Nockenwelle ist und die zweite Welle eine Kurbelwelle ist.
Vorrichtung zur Einstellung der relativen Phasen einer ersten Welle und einer zweiten Welle, wobei die Vorrichtung umfasst: ein Element, das sich um mehr als eine Umdrehung dreht, um eine Veränderung in der Phase zwischen der ersten und der zweiten Welle zu bewirken, wobei das Element eine Eingriffsoberfläche umfasst; und ein Anschlagstück, das in Abhängigkeit von einer Phase der ersten Welle relativ zu der zweiten Welle aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung beweglich ist; wobei das Anschlagstück in einer Tasche der ersten oder zweiten Welle aufgenommen ist; wobei ein Drehungsbereich der ersten Welle und der zweiten Welle weniger als eine Umdrehung umfasst; und wobei die Eingriffsoberfläche mit dem Anschlagstück in Eingriff steht, um einen Bereich der Bewegung der ersten Welle relativ zu der zweiten Welle zu begrenzen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Element ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einem Planetenrad, einem Sonnenrad, und einem Träger für Planetenräder.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Anschlagstück, das in einer Tasche der ersten oder zweiten Welle aufgenommen ist, durch einen abgewinkelten Abschnitt der jeweils anderen der ersten oder zweiten Welle aus der zweiten Stellung in die erste Stellung bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Element ein Merkmal umfasst, um das Anschlagstück aus der ersten Stellung in die zweite Stellung zu bewegen.