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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Phasenverschiebung des Drehwinkels
eines Antriebsrades zu einer Abtriebswelle mit einem Getriebe, einem
Antriebsrad, einem Abtriebsrad, welches zumindest drehfest mit der
Abtriebswelle gekoppelt ist und zumindest einem Übertragungszahnrad,
welches mit einem fest mit dem Antriebsrad gekoppelten Antriebszahnrad
und/oder einem fest mit dem Abtriebsrad gekoppelten Abtriebszahnrad
in Eingriff steht sowie einem linear wirkenden Aktuator, der mittels
eines Zwischengliedes zur Phasenverschiebung eine Bewegung des zumindest
einen Übertragungszahnrades bewirkt.
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Derartige
Vorrichtungen sind insbesondere zur Phasenverschiebung zwischen
einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors bekannt,
können jedoch im Bereich der Verbrennungsmotoren beispielsweise
auch zur zyklusgenauen Steuerung eines Abgasrückführsystems
verwendet werden. Die Phasenverschiebung dient zur variablen Ventilzeitsteuerung
zur Verbesserung des Verbrennungsprozesses im Motor. Zur Phasenverschiebung
der Nockenwelle sind beispielsweise Flügelzellen-Nockenversteller,
Nockenwellenkettenversteller oder axial verschiebbare Verzahnungselemente
bekannt. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von elektrischen
Phasenverstellern herausgestellt, welche mit einem Planetengetriebe
arbeiten. Diese bieten die Möglichkeit einer stufenlosen
Verstellung, so dass eine hohe Variabilität erreicht wird.
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So
wird in der
US 5,680,836 eine
Vorrichtung zur Phasenverschiebung zwischen einer Nockenwelle und
einer Kurbelwelle mit einem Planetengetriebe offenbart. Hierbei
ist ein Planetenträger auf einer Nockenwelle fest angeordnet,
wobei die Planetenräder mit dem Sonnenrad und einer Innenverzahnung
eines Antriebsrades in Eingriff stehen. Das Antriebsrad wird beispielsweise über
einen Kettentrieb in einem festen Übersetzungsverhältnis über
die Kurbelwelle angetrieben. Eine Drehwinkelverstellung erfolgt
bei dieser Ausführung durch Verdrehen des Sonnenrades mittels
eines Stellantriebs. Nachteilig an einer derartigen Ausführung
ist, dass zum Festhalten des Sonnenrades ein elektrischer Stellantrieb
mit Spannung versorgt werden muss, da keine Selbsthemmung des Antriebs
vorliegt. Entsprechend liegt ein hoher permanenter Energiebedarf
vor. Zusätzlich besteht ein relativ großer Bauraumbedarf
insbesondere in axialer Richtung, da das Sonnenrad lediglich an der
axial zur Nockenwelle entfernten Seite des Planetengetriebes angetrieben
werden kann.
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Auch
die
EP 0 903 470 B1 ,
welche den nächstliegenden Stand der Technik bildet, beschreibt eine
Vorrichtung zur relativen Verstellung des Drehwinkels zwischen der
Kurbelwelle und der Nockenwelle, bei der ein Getriebe verwendet
wird, bei dem die Zahnräder schrägverzahnt ausgeführt
sein müssen. Diese Vorrichtung weist ein durch die Kurbelwelle
angetriebenes Antriebsrad mit einer Innenverzahnung auf, welches
mit einer Außenverzahnung eines Übertragungszahnrades
kämmt. Dieses ist an einem Zwischenglied befestigt, welches über
einen Stellantrieb linear verschiebbar ist. Ein innenliegendes Abtriebszahnrad
ist fest mit der Nockenwelle verbunden und steht in Eingriff mit
einer Innenverzahnung des Übertragungszahnrades. Zur Verstellung
wird das Übertragungszahnrad linear verschoben, so dass
die gegenläufig ausgebildeten Schrägverzahnungen
des Übertragungsrades eine relative Drehung des Antriebszahnrades
zum Abtriebszahnrad bewirken. Der zum Antrieb des Zwischengliedes
erforderliche Elektromotor ist bei dieser Ausführung fest
mit der Nockenwelle verbunden und dreht sich mit dieser. Um ihn
dennoch mit Strom versorgen zu können sind an seinem Außenbereich
Schleifkontakte angeordnet.
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Nachteilig
an einer derartigen Ausführung ist die nicht zuverlässige
Stromversorgung des Elektromotors insbesondere bei axialer Bewegung
der Vorrichtung aber auch bei auftretender Verschmutzung. Des Weiteren
erhöht die ständige Drehbewegung des Elektromotors
deutlich die Belastung der mechanischen und elektrischen Bauteile
und Anschlüsse des Aktuators.
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Es
stellt sich daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Phasenverschiebung
des Drehwinkels zwischen einem Antriebsrad und einer Abtriebswelle zu
schaffen, bei der die mechanische Belastung des Aktuators und gleichzeitig
der Energiebedarf des Aktuators minimiert werden. Die Vorrichtung
soll dabei robust ausgeführt sein und gleichzeitig nur
einen geringen Bauraum benötigen.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Aktuator mittels
des Zwischengliedes das zumindest eine Übertragungszahnrad
relativ zum Antriebsrad und/oder zum Abtriebsrad in Drehung versetzt
und der Aktuator rotatorisch vom Zwischenglied entkoppelt ist. Durch
die rotatorische Entkopplung des linearen Aktuators vom Zwischenglied
bleibt der Aktuator im Betrieb des Verbrennungsmotors relativ zum Getriebe
sowie zum Antriebsrad und zur Abtriebswelle stehen. Entsprechend
ist eine elektrische oder auch pneumatische oder hydraulische Kontaktierung des
Aktuators über feststehende Leitungen einfach realisierbar.
Hierdurch wird die mechanische Belastung deutlich reduziert. Zusätzlich
ist nur im Fall einer gewünschten Verstellung ein Drehmoment
beziehungsweise eine Verstellkraft aufzubringen. Hierdurch kann
bei Verwendung eines elektrischen Aktuators Energie eingespart werden.
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Vorzugsweise
ist der Aktuator über ein Lager, welches in Kraftflussrichtung
zwischen Aktuator und Zwischenglied angeordnet ist, rotatorisch
vom Zwischenglied entkoppelt. Durch Verwendung dieses Lagers zur Übertragung
der linearen Bewegung und Entkopplung des Aktuators vom Zwischenglied
bezüglich der rotatorischen Bewegung werden im Vergleich
zu anderen denkbaren Ausführungsformen besonders wenige
und kostengünstige Bauteile verwendet und gleichzeitig
ein geringer Bauraum benötigt.
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In
einer besonders günstigen Ausführungsform steht
die Drehachse des zumindest einen Übertragungszahnrades
senkrecht zu den Drehachsen des Antriebsrades und des Abtriebsrades.
Hierdurch entsteht ein Aufbau, der dem eines Differenzialgetriebes ähneln
kann. Hierdurch ist eine besonders einfache Ankopplung des Zwischengliedes
an den Aktuator und die Übertragungszahnräder
möglich.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführung sind die Übertragungszahnräder über
linear verschiebliche Zahnstangen in Drehung versetzbar. Hierzu
erstrecken sich beispielsweise die Übertragungszahnräder
in ihrer Höhe über den Eingriff des Abtriebszahnrades
hinaus, so dass in diesem Bereich auf einfache Weise eine Zahnstange
in die Zähne der Übertragungszahnräder
eingreifen kann. Eine derartige Vorrichtung arbeitet besonders zuverlässig und
reibungsarm, so dass die notwendigen Stellkräfte minimiert
werden.
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In
einer alternativen Ausführungsform sind an den Übertragungszahnrädern
Hebelzapfen angeordnet, die parallel zu den Drehachsen des jeweiligen Übertragungszahnrades
an den Übertragungszahnrädern befestigt sind,
wobei das Zwischenglied mit den Hebelzapfen in Eingriff steht. Dies
kann beispielsweise über eine Öse oder ähnliches
erfolgen. Eine derartige Ausführung ist bezüglich
der zu verwendenden Einzelteile besonders kostengünstig
herstellbar.
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In
einer bevorzugten Ausführung ist das Antriebsrad zumindest
drehfest mit dem Antriebszahnrad gekoppelt, das Abtriebsrad zumindest
drehfest mit dem Abtriebszahnrad gekoppelt und das zumindest eine Übertragungszahnrad
steht mit dem Antriebszahnrad und dem Abtriebszahnrad in Eingriff. Man
erhält hierdurch im wesentlichen den Aufbau eines Differentialgetriebes,
so dass außerhalb der Verstellzeiten das gesamte Getriebe
mit dem Zwischenglied als starre Kopplungsvorrichtung zwischen Antriebsrad
und Abtriebswelle wirkt. Eine Relativbewegung zwischen den Bauteilen
des Getriebes ist somit nicht vorhanden, wodurch wiederum der Verschleiß deutlich
eingeschränkt wird.
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In
einer weiterführenden Ausführung ist das zumindest
eine Übertragungszahnrad auf einem Bolzen gelagert, der
auf einem Drehachsenträger befestigt ist. So kann auf einfache
Weise die Lagerung der Übertragungszahnräder verwirklicht
werden.
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In
einer zu der Ausführung mit Differentialgetriebe alternativen
Ausführung ist das Antriebsrad zumindest drehfest mit einem
Antriebszahnrad gekoppelt und das zumindest eine Übertragungszahnrad steht
mit dem Antriebszahnrad in Eingriff und ist am Abtriebsrad drehbar
gelagert oder das Abtriebsrad ist zumindest drehfest mit einem Abtriebszahnrad
gekoppelt und das zumindest eine Übertragungszahnrad steht
mit dem Abtriebszahnrad in Eingriff und ist am Antriebsrad drehbar
gelagert. Bei diesen Ausführungen können das Antriebsrad
und das Abtriebsrad auf der gleichen Seite der Übertragungszahnräder angeordnet
werde, die gegebenenfalls auch als Segmentzahnräder ausgeführt
werden können. Der Aufbau vereinfacht sich noch einmal
im Vergleich zu den anderen Ausführungen.
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In
einer weiterführenden Ausführungsform sind mehrere
Zwischenzahnräder fest zueinander angeordnet und stehen
mit dem Antriebszahnrad und/oder dem Abtriebszahnrad in Eingriff,
wobei die Drehachsen der Übertragungszahnräder
senkrecht zur Drehachse der Abtriebswelle verlaufen und die Übertragungszahnräder
gemeinsam über den Aktuator verdrehbar sind. Insbesondere
können drei Übertragungszahnräder verteilt
im Abstand von je 120° um die Abtriebsachse verteilt angeordnet
werden, wodurch auftretende Querkräfte am Antriebsrad oder der
Abtriebswelle minimiert werden.
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Es
wird somit eine Vorrichtung zur Phasenverschiebung des Drehwinkels
eines Antriebsrades zu einer Abtriebswelle geschaffen, die aufgrund
minimierten Verschleißes eine hohe Lebensdauer aufweist.
Außerhalb der Verstellzeiten besteht kein Energiebedarf,
da durch die Entkopplung von der Drehbewegung der Antriebswelle
bei Selbsthemmung keine Drehmomente vom Aktuator aufgenommen werden
müssen.
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Drei
Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend
beschrieben.
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1 zeigt
eine Seitenansicht eines Ausschnitts einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Phasenverschiebung
des Drehwinkels eines Antriebsrades zu einer Abtriebswelle in geschnittener
Darstellung.
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2 zeigt
eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Phasenverschiebung
des Drehwinkels eines Antriebsrades zu einer Abtriebswelle in geschnittener Darstellung,
wobei die Abtriebswelle und der Antrieb des Aktuators nicht dargestellt
sind.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Phasenverschiebung
des Drehwinkels eines Antriebsrades zu einer Abtriebswelle.
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Im
Folgenden werden zunächst die baugleichen Teile gemäß der 1 und 2 beschrieben. Die
erfindungsgemäßen Vorrichtungen bestehen aus einem
Antriebsrad 2, welches eine Außenverzahnung 4 aufweist,
in die beispielsweise ein Zahnriemen eingreift, über den
das Antriebsrad 2 mit einer Kurbelwelle zur Bewegungsübertragung
verbunden ist.
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Das
Antriebsrad 2 ist drehfest mit einem Antriebszahnrad 6 verbunden
oder einstückig mit diesem hergestellt, dessen Verzahnung 8 an
einer Frontseite am Umfang des Antriebszahnrades 6 ausgebildet
ist. Das Antriebsrad 2 sowie das Antriebszahnrad 6 sind
um eine gemeinsame Drehachse 10 drehbar angeordnet.
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Das
Antriebszahnrad 6 kämmt mit insgesamt drei Übertragungszahnrädern 12,
deren Verzahnungen 13 an ihrem Außenumfang sich
radial erstreckend ausgebildet ist. An der zum Antriebszahnrad 6 gegenüberliegenden
Seite greifen die Verzahnungen 13 der Übertragungszahnräder 12 in
eine sich wiederum axial erstreckende Verzahnung 15 eines
Abtriebszahnrades 14, welches wiederum einstückig mit
einem Abtriebsrad 15 hergestellt ist.
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Dieses
Abtriebszahnrad 14 ist drehfest an einem Trägerelement 16 angeordnet,
welches über eine gegen Verdrehen gesicherte Schraube 18 an
einer Abtriebswelle 20 befestigt ist, welche in 2 nicht
näher dargestellt ist. Das Trägerelement 16 weist
einen im wesentlichen zylindrisch geformten Abschnitt 19 auf,
an dessen ersten axialen Ende sich eine Wand 22 in radialer
Richtung erstreckt, an der das Abtriebszahnrad 14 befestigt
ist und dessen entgegengesetztes zweites Ende gegen die Abtriebswelle 20 anliegt.
Die Schraube 18 wird vom ersten axialen Ende des Trägerelementes 16 durch
eine zentrale Bohrung 24 in ein Gewindeloch 26 der
Abtriebswelle 20 geschraubt.
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Der
zylindrische Abschnitt 19 des Trägerelementes 16 ist
bei der Ausführung gemäß der 1 von
einer Buchse 28 umgeben, welche einen Kragen 30 aufweist,
der wiederum gegen einen äußeren Bereich der Abtriebswelle 20 anliegt.
Auf der Buchse 28, diese umgebend und sich in axialer Richtung
an den Kragen 30 anschließend, ist zunächst
der Innenumfang des Antriebszahnrades 6 gleitend angeordnet, der
bei der Ausführung gemäß der 2 direkt
gleitend auf dem Trägerelement 16 angeordnet ist. Hieran
sich in axialer Richtung anschließend ist in beiden Ausführungsformen
ein Drehachsenträger 32 angeordnet, von dem aus
sich drei Bolzen 33 in radialer Richtung im Abstand von
120° über den Umfang verteilt erstrecken, welche
als Lagerstellen für die Übertragungszahnräder 12 dienen.
Diese Bolzen stehen somit im rechten Winkel zur Drehachse 10. Auch
der Drehachsenträger 32 ist drehbar auf der Buchse 28 bzw.
in 2 auf dem Trägerelement 16 angeordnet.
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Die Übertragungszahnräder 12 sind
in beiden Ausführungsbeispielen über ein Zwischenglied 34 drehbar,
welches über einen Aktuator 36 linear bewegbar
ist. Hierzu weist das Zwischenglied 34 einen Absatz 38 auf,
gegen den ein Außenring 40 eines Kugellagers 42 axial
anliegt, welches auch in anderer Form als Gleit- oder Wälzlager
ausgeführt werden kann. An der axial gegenüberliegenden
Seite ist der Außenring 40 über einen
Sicherungsring 44, der in einer Innenumfangsnut 46 des
Zwischengliedes 34 festgeklemmt ist, in seiner Position
relativ zum Zwischenglied 34 fixiert. Ein Innenring 48 des
Kugellagers 42 ist auf einem sich axial erstreckenden Teil
eines Verstellelementes 50 angeordnet, welches einen Absatz 52 aufweist,
gegen den der Innenring 48 axial anliegt und der an der
gegenüberliegenden Seite über einen zweiten Sicherungsring 53 am
Verstellelement 50 fixiert ist, der in 2 ersichtlich
ist.
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Bei
der Ausführung gemäß 1 weist
das Verstellelement 50 ein Innengewinde 54 auf,
welches mit einem Außengewinde 56 einer Schnecke 58 zusammenwirkt,
die auf einer Antriebswelle 60 einer nicht dargestellten
Antriebseinheit, beispielsweise eines Elektromotors, befestigt ist.
Das Verstellelement 50 ist über einen Bolzen 51 gegen
Verdrehen gesichert, so dass durch Drehen der Abtriebswelle 60 und
somit der Schnecke 58 eine lineare Bewegung des Verstellelementes 50 folgt.
Diese lineare Bewegung des Verstellelementes 50 wird über
das Kugellager 42 auf das Zwischenglied 34 übertragen.
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Das
Zwischenglied 34 weist drei axiale Endabschnitte 62 auf,
die jeweils einen Hebelzapfen 64 vollständig umgreifen,
der an einem nicht dargestellten Hebelarm befestigt ist, der fest
mit dem jeweiligen Übertragungszahnrad 12 verbunden
ist, so dass die lineare Bewegung des Zwischengliedes 34 in
eine rotatorische Bewegung des jeweiligen Übertragungszahnrades 12 umgewandelt
wird. Bei dieser Ausführung erstrecken sich die axialen
Endabschnitte 62 des Zwischengliedes 34 durch
entsprechend ausgeführte Öffnungen des Trägerelementes 16.
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Bei
Stillstand des Aktuators 36 wird die Bewegung des Antriebsrades 4 über
die Übertragungszahnräder 12 und das
Abtriebszahnrad 14 auf das Trägerelement 16 und
somit auf die Abtriebswelle 20 übertragen. Die
axialen Endabschnitte 62 verhindern durch das Umschließen
des Hebelzapfens 64 eine Eigendrehung der Übertragungszahnräder 12,
so dass keine Relativbewegung zwischen dem Antriebszahnrad 6 und
dem Abtriebszahnrad 14 auftreten kann. Somit dreht sich
das gesamte Getriebe 70 mit dem Zwischenglied 34 und
der Abtriebswelle 20 als Paket mit der Geschwindigkeit
des Antriebsrades 4. Während der Drehbewegung
des Getriebes 70 sowie der Abtriebswelle 20 bleibt
der Aktuator 36 aufgrund des Kugellagers 42 in
seiner Lage unverändert, da zwar der Außenring 40 des
Kugellagers 42 in Drehung versetzt wird, der Innenring 48 jedoch
stehen bleibt. Somit existiert eine rotatorische Entkopplung des
Aktuators 36 vom Getriebe 70. Da jede rotatorische
Bewegung der Übertragungszahnräder 12 auch
eine lineare in Achsrichtung wirkende Komponente aufweist, wird
eine Drehung der Übertragungszahnräder 12 durch
eine Selbsthemmung des Aktuators 36 in Axialrichtung verhindert,
so dass eine Bestromung des Aktuators 36 außerhalb
der Verstellzeiten entfällt.
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Wird
der Aktuator 36 betätigt, dreht sich die Schnecke 58 und
das Verstellelement 50 wird axial entlang der Drehachse 10 verschoben.
Hierdurch wird auch das Kugellager 42 und somit das gekoppelte
Zwischenglied 34 verschoben, dessen Endabschnitte 62 durch
diese Bewegung die Hebelzapfen 64 und somit die Übertragungszahnräder 12 in Drehung
versetzen. Diese rollen hierdurch auf den Verzahnungen 8, 15 des
Antriebszahnrades 6 und des Abtriebszahnrades 14 ab
und verdrehen das Abtriebszahnrad 14 relativ zum Antriebszahnrad 6.
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Bei
der Ausführung gemäß 2 dient
die Schnecke 58 gleichzeitig als Verstellelement 50.
Ein Innengewinde 72 eines feststehenden Teils 74 des Aktuators 36 wirkt
hier mit dem Außengewinde 56 der Schnecke 58 zusammen,
die drehfest und axial verschieblich auf der Antriebswelle 60 der
nicht dargestellten Antriebseinheit befestigt ist. Durch Drehung der
Abtriebswelle 60 verschiebt sich die Schnecke 58 und
somit das Verstellelement 50 in axialer Richtung auf der
Antriebswelle 60. Dies kann auch dadurch erreicht werden,
dass die Schnecke 58 drehgesichert wird und das äußere
Teil 74 axial gesichert angetrieben wird. Diese lineare
Bewegung des Verstellelementes 50 wird über das
Kugellager 42 auf das Zwischenglied 34 übertragen.
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Bei
Stillstand des Aktuators 36 bleibt die Übertragung
der Bewegung gemäß des Ausführungsbeispiels
der 2 im Wesentlichen identisch zu der zu 1 Beschriebenen,
wobei ein Drehen der Übertragungszahnräder 12 relativ
zum Antriebzahnrad 8 oder zum Abtriebszahnrad 14 durch
einen Eingriff des Zwischengliedes 34 an den Übertragungszahnrädern 12 verhindert
wird. Das Zwischenglied 34 weist hierzu an seinem zum Kugellager 42 entgegengesetzten
axialen Ende Zahnstangen 78 auf, die in die Verzahnung 13 der Übertragungszahnräder 12 eingreifen.
Die Übertragungszahnräder 12 sind hierzu
bei dieser Ausführungsform höher ausgebildet,
so dass sie radial über den Außenumfang des Abtriebszahnrades 14 hinweg
ragen. In diesem Außenbereich können somit die
Zahnstangen 78 in den oberen Teil der Übertragungszahnräder 12 eingreifen.
Um den Eingriff der Zahnstangen 78 in die Übertragungszahnräder 12 sicherzustellen,
ist es erforderlich, dass das Zwischenglied 34 am Drehachsenträger 32 gegen
Verdrehen relativ zum Drehachsenträger 32 gesichert
ist. Dies geschieht durch eine axial verlaufende Nut 80 am
Zwischenglied 34, in die ein Gleitschuh 76 des
Drehachsenträgers 32 ragt.
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Vorteilhaft
ist es, für das Zwischenglied 34 eine im wesentlichen
hohlzylindrische Form zu wählen, welche lediglich durch
drei axial verlaufende Schlitze unterbrochen wird, an deren einer
Außenwand die Verzahnung der Zahnstangen 78 ausgebildet
wird. Entsprechend wird auch hier ein Verdrehen der Übertragungszahnräder 12 relativ
zum Antriebszahnrad 8 oder zum Abtriebszahnrad 14 durch
die Selbsthemmung des Schneckentriebes verhindert, welcher eine
lineare Verschiebung des Zwischengliedes 34, die für
eine rotatorische Drehung der Übertragungszahnräder 12 erforderlich
wäre, verhindert.
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Wird
der Aktuator 36 bei der Ausführungsform gemäß der 2 betätigt,
wird wiederum das Zwischenglied 34 durch die axiale Bewegung
der Schnecke 58 bzw. des Verstellelementes 50 axial verschoben,
wodurch die Übertragungszahnräder 12 in
Drehung versetzt werden, so dass das Abtriebszahnrad 14 in
gleicher Weise zum Antriebszahnrad 8 verdreht wird, wie
es bereits in der Ausführung gemäß 1 beschrieben
wurde.
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Die
in 3 schematisch dargestellte Ausführung
unterscheidet sich von den Ausführungen gemäß der 1 und 2 dadurch,
dass statt des Drehachsenträgers das Antriebsrad 2 sich
ringförmig in Axialrichtung am Außenumfang erstreckt,
wobei am axialen, in Richtung zum Aktuator 36 weisenden Ende
nach radial innen weisende Bolzen 33 befestigt sind oder
einstückig mit dem Antriebsrad 2 ausgebildet sind,
auf dem die Übertragungszahnräder 12 gelagert
sind. Die Übertragungszahnräder stehen in der bereits
beschriebenen Weise mit dem einstückig mit dem Abtriebsrad 15 ausgebildeten
Abtriebszahnrad 14 in Eingriff. Das Abtriebsrad 15 ist
zumindest drehfest auf der Abtriebswelle 20 angeordnet.
In der dargestellten Ausführung weisen die Übertragungszahnräder 12 wiederum
exzentrisch angeordnete Hebelzapfen 64, welche erfindungsgemäß über
den Aktuator 36 und die lineare Verschiebung des Zwischengliedes 34 in
gleicher Weise wie zu 1 bereits beschrieben wurde,
in Drehung versetzbar sind. Entsprechend ist in der 3 lediglich
das Zwischenglied 34 dargestellt.
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Werden
nun die Hebelzapfen 64 über den Aktuator 36 in
ihrer Position gehalten, wird die Drehbewegung des Antriebsrades 2 auf
die Übertragungszahnräder 12 übertragen,
die bei Stillstand des Aktuators 36 das Abtriebszahnrad 14 und
somit die Abtriebswelle 20 mitnehmen, wobei das Zwischenglied 34 mit
gleicher Geschwindigkeit umläuft, jedoch auch hier über
ein nicht näher dargestelltes Lager vom Aktuator 36 rotatorisch
entkoppelt ist. Zur Phasenverschiebung wird der Aktuator 36 in
bekannter Weise betätigt, wodurch das Abtriebszahnrad 14 durch
die nun erfolgende Abrollbewegung zum Antriebsrad 2 verdreht
wird.
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Selbstverständlich
ist diese Ausführung auch insofern zu verändern,
als dass die Übertragungszahnräder am Abtriebsrad
gelagert werden und mit einem Antriebszahnrad kämmen.
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Die
beschriebenen Ausführungsformen weisen eine hohe Lebensdauer
auf, da die mechanische Belastung des Aktuators minimiert wird.
Im Vergleich zu anderen bekannten Vorrichtungen zur Phasenverstellung
wird der Energiebedarf deutlich gesenkt, da ein Drehmoment nur während
der Verstellzeiten aufgebracht werden muss.
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Es
sollte deutlich sein, dass verschiedene konstruktive Modifikationen
im Vergleich zu den beschriebenen Ausführungsformen möglich
sind, ohne den Schutzbereich des Hauptanspruchs zu verlassen. So
können beispielsweise statt der drei Übertragungszahnräder
fünf verwendet werden, oder bei ausreichender Festigkeit
auch nur ein einzelnes. Desweiteren können die hier vorgesehenen
Geradverzahnungen ersetzt werden durch Kegelräder und die
Kugellager durch andere Wälz- oder Gleitlager. Auch ist
die Antriebseinheit des linear wirkenden Aktuators weitestgehend
frei wählbar. Lediglich eine Selbsthemmung in axialer Richtung
sollte gegeben sein. So können neben einem elektrischen
Steller auch pneumatische oder hydraulische Steller verwendet werden.
Dies ist insbesondere durch die ortsfeste Position des Aktuatorgehäuses
möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5680836 [0003]
- - EP 0903470 B1 [0004]