DE4101676A1

DE4101676A1 - Rotary connection adjuster for camshaft to drive wheel - involves electric motor with thread section axially displaceable on fixed thread section for relative setting

Info

Publication number: DE4101676A1
Application number: DE19914101676
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Schneider; Peter Dr Ing Tenberge; Eduard Dipl Golovatai-Schmidt; Hanns Dipl Ing Seegers
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1992-07-23

Abstract

An electric motor (14) drives, via its rotor (15), a first threaded section (17) which is in engagement with a second threaded section (18). One of the two threaded sections is axially movable, and axially activates a positioning component (9) which, for relative adjustment in accordance with the principle of oblique planes, engages both the camshaft (1) and its drive wheel (5) and is maintained unrotatable by one of the two threaded sections. The positioning component (9) is formed as a collar located via a bearing (12) axially fixed but relatively rotatable directly on one of the two parts of the electric motor (14) comprising the rotor (15) and a stator (16). The rotor consists of the first threaded section (17). The second such section (18) is statically and unrotatably held against the collar. USE/ADVANTAGE - Adjusting camshaft in relation to its drive wheel. Greater adjustment precision and reduced material demand.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für zwei in drehender Antriebsverbindung stehende Bauteile, insbe sondere zur Relativverstellung einer Nockenwelle zu dem sie antreibenden Antriebsrad, welche einen Elektromotor aufweist, dessen Rotor einen ersten Gewindeabschnitt an treibt, der mit einem zweiten Gewindeabschnitt in Eingriff ist und wobei einer der beiden Gewindeabschnitte axial be wegbar ist und ein Stellelement axial beaufschlagt, wel ches zur Relativverstellung nach dem Prinzip der schiefen Ebene an beiden Bauteilen eingreift und einer der beiden Gewindeabschnitte undrehbar gehalten ist.The invention relates to an adjustment device for two components in rotating drive connection, esp especially for the relative adjustment of a camshaft to the they drive the drive wheel, which is an electric motor has, the rotor of a first threaded portion drives which engages with a second threaded portion is and wherein one of the two threaded sections axially be is movable and axially acts on an actuator, wel ches to the relative adjustment according to the principle of the oblique Level engages on both components and one of the two Thread sections is held non-rotatably.

Die optimale Ausnutzung einer Brennkraftmaschine ist unter anderem dadurch zu verbessern, daß eine von der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängige Relativverstel lung zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle vorge nommen wird. Hierbei besteht die Möglichkeit, einerseits die Leistungsfähigkeit der Brennkraftmaschine zu erhöhen und andererseits den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Der Antrieb der Nockenwelle erfolgt hierbei über ein An triebsrad, welches von der Kurbelwelle über einen Zahn- oder Kettenantrieb beaufschlagt wird. Eine Verstellvor richtung befindet sich häufig zwischen Antriebsrad und Nockenwelle und besteht beispielsweise aus einem mecha nischen Stellelement zur Verbindung der Nockenwelle und des Antriebsrades, welches mit einer Keilverzahnung an beiden Bauteilen eingreift oder eine Gleitbuchsen führung mit sich überdeckenden und kreuzenden Schlitzen aufweist, in die Widerlagerelemente eingreifen. Die Wider lagerelemente sind mit dem Stellelement und die Gleit buchsen sind mit dem Antriebsrad bzw. der Nockenwelle drehfest verbunden. Das mechanische Stellelement kann beispielsweise durch eine öldruckgesteuerte oder elektro motorisch betätigte Vorrichtung angetrieben werden.The optimal use of an internal combustion engine is below other to improve by the fact that one of the respective Speed of the internal combustion engine-dependent relative adjuster tion between the crankshaft and the camshaft is taken. Here there is the possibility, on the one hand to increase the performance of the internal combustion engine and on the other hand to minimize fuel consumption. The camshaft is driven by an on drive wheel, which from the crankshaft via a tooth or chain drive is applied. An adjustment direction is often between the drive wheel and Camshaft and consists for example of a mecha African actuator for connecting the camshaft and of the drive wheel, which with a spline engages on both components or a sliding bushing guidance with overlapping and intersecting slots has to engage in the abutment elements. The cons bearing elements are with the actuator and the sliding bushings are with the drive wheel or the camshaft non-rotatably connected. The mechanical actuator can for example by an oil pressure controlled or electro motor-operated device are driven.

Eine derartige Ausführung ist beispielsweise aus der DE-PS 32 43 682 mit einer Vorrichtung zur Veränderung der Ven tilabstimmung einer Brennkraftmaschine bekannt, die mit einer mechanischen Stellvorrichtung in Form von Gleit buchsen arbeitet, welche über Widerlagerelemente eine Relativverstellung des Antriebsrades zur Nockenwelle er möglicht. Das Antriebsrad und die Nockenwelle sind jeweils über eine Gleitbuchse miteinander verbunden, die sich kreuzende Schlitze aufweist, in denen die Widerlagerele mente geführt sind. Die mechanische Stellvorrichtung wird über eine Antriebsvorrichtung betätigt, welche über einen motorischen Antrieb relativ zur Kurbelwellenposition ver stellt werden kann. Die motorische Verstellvorrichtung weist hierzu einen normal drehenden Elektromotor oder einen Hydraulikmotor auf, dessen Rotor mit einer Gewinde spindel mit Außengewinde verbunden ist. Auf der Gewinde spindel ist eine Stellhülse mit Innengewinde axial ver schiebblich gelagert, welche mit dem Widerlagerelement über eine Drehführung verbunden ist. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausführungsform aus, daß sehr viele und aufwen dige Bauelemente verwendet werden, die die Herstellungs kosten erheblich verteuern. Ferner beeinflußt die Anzahl der Bauteile die Einstellgenauigkeit aufgrund der sich addierenden Toleranzen. Such an embodiment is for example from DE-PS 32 43 682 with a device for changing the Ven tilabstimmung an internal combustion engine known with a mechanical adjusting device in the form of a slide bushes works, which one over abutment elements Relative adjustment of the drive wheel to the camshaft possible. The drive wheel and the camshaft are each connected to each other via a sliding bushing has intersecting slots in which the abutment elements ment led. The mechanical actuator will actuated via a drive device, which via a motor drive ver relative to the crankshaft position can be put. The motorized adjustment device has a normally rotating electric motor or a hydraulic motor whose rotor is threaded spindle is connected to an external thread. On the thread Spindle is an adjusting sleeve with an internal thread slidably mounted, which with the abutment element is connected via a rotary guide. It has a disadvantageous effect in this embodiment from that very many and consuming The components used are those that manufacture cost considerably more expensive. It also affects the number of the components the setting accuracy due to the adding tolerances.

Aus der DE-OS 36 19 956 ist eine Einrichtung zur automa tischen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber der sie antreibenden Kurbelwelle bekannt. Die Einrichtung weist ein elektronisches Steuergerät auf, daß in Abhängig keit von der jeweiligen Motorlast über eine elektrische Verstelleinrichtung ein Steuerventil betätigt, welches den Motoröldruck über ein mechanisches Verstellglied beein flußt und eine Drehwinkelverstellung des Nockenwellen-An triebsrades gegenüber der Nockenwelle ermöglicht. Das Ventil wird hierbei über einen Elektromotor mit einer Stellspindel angetrieben und regelt die zufließende Öl menge. Nachteilig wirkt sich hier die Verwendung einer Öldrucksteuerung aus, weil es sich um relativ empfindliche Bauteilkomponenten handelt und nur Öle mit höchster Rein heit verwendet werden können.From DE-OS 36 19 956 a device for automa table rotation angle adjustment opposite a camshaft the crankshaft driving them. The facility has an electronic control unit that depends speed of the respective engine load via an electrical Adjusting device actuates a control valve, which the Engine oil pressure affected by a mechanical actuator flows and a rotation angle adjustment of the camshaft on drive wheel opposite the camshaft. The The valve is connected to an electric motor Adjusting spindle driven and regulates the inflowing oil amount. The use of a has a disadvantage here Oil pressure control because it is relatively sensitive Component components and only oils with the highest purity unit can be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstell vorrichtung zur Relativverstellung zweier in drehender Antriebsverbindung stehender Bauteile zu schaffen, die bei größerer Einstellgenauigkeit einen geringen Bauaufwand aufweist.The invention has for its object an adjustment device for the relative adjustment of two in rotating Drive connection of standing components to create the greater adjustment accuracy and less construction effort having.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Stellelement als Hülse ausgebildet ist, welche über ein Lager axial fest aber relativ drehbar unmittelbar an einem der beiden Bauteile des Elektromotors, bestehend aus dem Rotor und einem Stator, gelagert ist und daß der Rotor den ersten Gewindeabschnitt aufweist und der zweite Gewindeabschnitt ortsfest und undrehbar gegenüber der Hülse gehalten ist.According to the invention it is provided that the control element as Sleeve is formed, which is axially fixed via a bearing but relatively rotatable directly on one of the two Components of the electric motor, consisting of the rotor and a stator, and that the rotor is the first Has threaded section and the second threaded section is held stationary and rotatable relative to the sleeve.

Durch die Verwendung einer Stellhülse, die unmittelbar nach dem Prinzip der schiefen Ebene in das Antriebsrad bzw. die Nockenwelle eingreift, wird der Herstellungsauf wand erheblich reduziert. Die Stellhülse ist unmittelbar mit einem der beiden Bauteile des Elektromotors drehbar verbunden. Der Rotor des Elektromotors besitzt einen ersten Gewindeabschnitt, der in einen zweiten ortsfest gehaltenen Gewindeabschnitt eingreift und eine axiale Verlagerung des gesamten Elektromotors oder eines Teiles ermöglicht, wobei die beiden Gewindeabschnitte gemäß einem weiteren Merkmal unmittelbar als Gewinde oder als Wälz schraub-, Kugelschraub- oder Rollengewinde ausgebildet sind. In den zuletzt genannten Fällen wird eine besonders leichtgängige Variante der Verstellvorrichtung erzielt, so daß die Antriebsenergie des Elektromotors reduziert werden kann.By using an adjusting sleeve that immediately according to the principle of the inclined plane in the drive wheel or engages the camshaft, the manufacturing is on wall significantly reduced. The adjusting sleeve is immediate rotatable with one of the two components of the electric motor connected. The rotor of the electric motor has one first threaded section that is stationary in a second held threaded portion engages and an axial Relocation of the entire electric motor or a part allows, the two threaded sections according to one another feature directly as a thread or as a roller screw, ball screw or roller thread are. In the latter cases, one becomes special Achieved smooth variant of the adjustment device, so that the drive energy of the electric motor can be reduced can.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorge sehen, daß der zweite Gewindeabschnitt als Träger des Stators ausgebildet ist und der Rotor axial bewegbar und außenliegend auf dem zweiten Gewindeabschnitt angeordnet ist.In a first embodiment of the invention is pre see that the second threaded section as a carrier of the Stator is formed and the rotor is axially movable and arranged on the outside of the second threaded section is.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stator und Rotor zusammen axial be wegbar auf dem zweiten Gewindeabschnitt angeordnet sind und der Stator undrehbar gehalten ist.In an alternative embodiment of the invention provided that the stator and rotor together be axially are arranged movably on the second threaded portion and the stator is held non-rotatably.

In beiden Ausführungsvarianten ist der gesamte Elektro motor oder ein Teil auf einem ortsfest gehaltenen zweiten Gewindeabschnitt gelagert, wobei der Elektromotor selbst mit einem ersten Gewindeabschnitt ausgestattet ist, wel ches mit dem zweiten Gewindeabschnitt in Eingriff ist. Der erste Gewindeabschnitt ist hierbei jeweils dem Rotor zuge ordnet, so daß bei einer Drehbewegung des Rotors der Motor mit Stator und Rotor oder nur der Rotor axial bewegbar ist. Der Stator ist im letzteren Fall selbst ortsfest ge halten. Desweiteren ist das axial verschiebliche Element des Elektromotors drehbar mit dem Stellelement verbunden, so daß eine Relativverstellung zwischen Antriebsrad und Nockenwelle auch im Betrieb der Brennkraftmaschine mit einer hoher Drehzahl vorgenommen werden kann. The entire electrical system is available in both versions motor or part on a stationary second Threaded section mounted, the electric motor itself is equipped with a first threaded section, wel ches with the second threaded portion. The the first threaded section is fed to the rotor arranges so that when the rotor rotates, the motor with stator and rotor or only the rotor axially movable is. In the latter case, the stator is itself stationary hold. Furthermore, the axially displaceable element of the electric motor rotatably connected to the control element, so that a relative adjustment between the drive wheel and Camshaft also in the operation of the internal combustion engine a high speed can be made.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Stellelement eine Innen- und eine Außenkeilverzahnung aufweist, von denen eine in Eingriff mit dem Antriebsrad und eine in Verbindung mit dem Nockenendstück steht und eine der Keilverzahnungen als Schrägverzahnung ausgebildet ist.In an embodiment of the invention it is provided that Actuator an internal and an external spline has one of which engages with the drive wheel and one is connected to the cam end piece and one of the splines is designed as helical teeth is.

Das Stellelement weist eine Innen- und Außenkeilverzahnung auf, mit dem es in die korrespondierende Verzahnung des Antriebsrades und der Nockenwelle eingreift. Eine der beiden Verzahnungen ist hierbei als Schrägverzahnung aus gebildet, so daß bei einer Axialbewegung des Stellelemen tes nach dem Prinzip der schiefen Ebene eine Relativver stellung erfolgen kann. In allen Fällen wird eine beson ders exakte und genaue Relativverstellung der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle erreicht, wobei der Platzbedarf äußerst gering gehalten wird. Desweiteren ist es denkbar, daß mehrere Stellelemente mit Verstellvorrichtungen vorge sehen sind, die beispielsweise über ineinandergeschobene Nockenwellen mit entsprechenden Ausnehmungen für die Nocken eine Relativverstellung einzelner Nockengruppen gegeneinander und/oder zur Kurbelwelle ermöglichen.The actuator has internal and external splines with which it fits into the corresponding toothing of the Drive wheel and the camshaft engages. One of the Both gears are in the form of helical gears formed so that with an axial movement of the actuating elements tes a relative ver position can take place. In all cases, a special ders exact and exact relative adjustment of the camshaft reached compared to the crankshaft, taking up space is kept extremely low. Furthermore, it is conceivable that several control elements are pre-adjusted are seen, for example, on one another Camshafts with corresponding recesses for the Cam a relative adjustment of individual cam groups enable each other and / or to the crankshaft.

Um eine Relativverstellung der Nockenwelle gegenüber der Kubelwelle in der einen oder anderen Richtung mit einer Trennung von der antreibenden Kurbelwelle drehmomentfrei zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß die drehfeste Verbindung zwischen Antriebsrad und Hülse durch eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung zeitweise aufhebbar ist.In order to adjust the camshaft relative to the Cubic wave in one direction or another with one Separation from the driving crankshaft without torque to enable it is provided that the non-rotatable Connection between drive wheel and sleeve through a Electromagnetically actuated clutch can be temporarily canceled is.

Zur Reduzierung des Herstellungsaufwandes ist vorgesehen, daß der Elektromotor ein Hohlwellenmotor ist und daß der Rotor koaxial inner- oder außerhalb des Stators angeord net ist. To reduce the manufacturing effort, it is provided that that the electric motor is a hollow shaft motor and that The rotor is arranged coaxially inside or outside the stator is not.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Rotor des Elektromotors aus einem dauermagne tischen Werkstoff besteht, damit Zuleitungen für den Rotor entfallen können und die Herstellung des Elektromotors wesentlich verbilligt wird.In a further embodiment of the invention, that the rotor of the electric motor from a permanent magnet table material, so that leads for the rotor can be omitted and the manufacture of the electric motor is significantly cheaper.

Der Rotor kann hierbei vorteilhafterweise über Rillen kugellager gegenüber dem Stator gelagert sein. Die Rillen kugellager können gemäß einem weiteren Merkmal als Schräg kugellager ausgebildet sein, um eine große Stützweite zu gewährleisten. Die Lagerung erfolgt durch eine äußere Laufrille, die Bestandteil des Stators ist und durch eine innere Laufrille, die an den Rotor angeformt ist.The rotor can advantageously be grooved ball bearing can be mounted opposite the stator. The grooves Ball bearings can be inclined according to another feature ball bearings to be designed to a large span guarantee. The storage is done by an external Groove, which is part of the stator and through a inner groove that is molded onto the rotor.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gewinde der ersten und zweiten Gewindeabschnitte ein leichtgängiges, aber im selbsthemmenden Bereich arbeitendes Gewinde ist.According to a further feature of the invention, that the thread of the first and second thread sections a smooth-running, but in the self-locking area working thread is.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine elektronische Steuereinheit vorhanden ist, die gleichzeitig zur Erfassung und Verarbeitung von Steuer signalen des jeweiligen Motorzustandes ausgebildet ist.In a further embodiment of the invention, that an electronic control unit is present, the at the same time to collect and process tax signals of the respective engine state is formed.

Durch die Steuereinheit besteht die Möglichkeit, den au genblicklichen Motorzustand zu erfassen und einen ent sprechenden Verstellwinkel der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle zu berechnen und über die Verstellvorrichtung zu realisieren. Die Steuerung kann hierbei äußerst exakt und innerhalb kürzester Zeit vorgenommen werden, so daß die Brennkraftmaschine die optimale Leistungsfähigkeit und den geringsten Kraftstoffverbrauch in jedem Motorzustand aufweist. The control unit enables the au to grasp current engine condition and a ent speaking adjustment angle of the camshaft compared to Calculate crankshaft and via the adjusting device to realize. The control can be extremely precise and be made within a very short time, so that the internal combustion engine the optimal performance and the lowest fuel consumption in any engine condition having.

Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele in den nachfolgenden Figuren näher erläutert.The invention is based on two exemplary embodiments in the following figures explained.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Verstellvorrichtung mit einem axial beweg lichen außenliegenden Rotor, Fig. 1 is a partially sectioned view of an adjusting device with an axially moving union outer rotor,

Fig. 2 eine Verstellvorrichtung gemäß Fig. 1 mit einem axial beweglichen Hohlwellenmotor. Fig. 2 shows an adjusting device according to FIG. 1 with an axially movable hollow shaft motor.

Fig. 1 und 2 zeigen in einer geschnittenen Darstellung das Ende einer Nockenwelle 1, welche mit einer Verstell vorrichtung 2 eine Relativverstellung der Nockenwelle 1 gegenüber der Kurbelwelle ermöglicht. Die Nockenwelle 1 besteht aus einem Wellenkörper 3, einem Nockenendstück 4 und einem Antriebsrad 5. Das Antriebsrad 5 ist über einen Zahnriemen oder Kettenantrieb mit der Kurbelwelle und mit einer radial erweiterten Verlängerung 6 verbunden. Die Verlängerung 6 des Antriebsrades 5 ist mit einer innen liegenden Keilverzahnung 7 ausgestattet. Das Nockenend stück 4 weist eine außenliegende Keilverzahnung 8 auf und ist mittels einer Befestigungsschraube 26 mit dem Wellen körper 3 drehfest verschraubt, wobei das Ende des Wellen körpers 3 koaxial im Antriebsrad 5 gelagert ist. Die Keil verzahnung 7 der Verlängerung 6 und die Keilverzahnung 8 des Nockenendstückes 4 greifen nicht unmittelbar inein ander, sondern sind mittelbar über ein Stellelement 9 mit einer Außenkeilverzahnung 10 und einer Innenkeilverzahnung 11 zur Drehmomentübertragung verbunden. Das Stellelement 9 ist in Richtung auf die Nockenwelle 1 axial verschiebblich gelagert und wird durch einen Verstellvorrichtung 2 ver schoben. Zur Relativverstellung der Nockenwelle 1 gegen über dem Antriebsrad 5 ist die Außenkeilverzahnung 10 oder die Innenkeilverzahnung 11 als Schrägverzahnung ausgebil det, so daß nach dem Prinzip der schiefen Ebenen bei einer axialen Verlagerung des Stellelementes 9 eine Relativver drehung des Antriebsrades 5 gegenüber der Nockenwelle 1 erzielt wird. Fig. 1 and 2 show in a sectional view the end of a cam shaft 1, the apparatus 2 with an adjustment allows a relative adjustment of the camshaft 1 relative to the crankshaft. The camshaft 1 consists of a shaft body 3 , a cam end piece 4 and a drive wheel 5 . The drive wheel 5 is connected to the crankshaft and to a radially widened extension 6 via a toothed belt or chain drive. The extension 6 of the drive wheel 5 is equipped with internal splines 7 . The cam end piece 4 has an external spline 8 and is rotatably screwed to the shaft body 3 by means of a fastening screw 26 , the end of the shaft body 3 being mounted coaxially in the drive wheel 5 . The spline 7 of the extension 6 and the spline 8 of the cam end piece 4 do not engage directly in each other, but are indirectly connected via an actuator 9 with an external spline 10 and an internal spline 11 for torque transmission. The actuator 9 is axially displaceably mounted in the direction of the camshaft 1 and is pushed ver by an adjusting device 2 . For relative adjustment of the camshaft 1 relative to the drive wheel 5 , the external spline 10 or the internal spline 11 is formed as helical teeth, so that, according to the principle of the inclined planes, with an axial displacement of the control element 9, a relative rotation of the drive wheel 5 relative to the camshaft 1 is achieved .

Das Stellelement 9 weist an dem der Verzahnung gegenüber liegenden Ende eine radiale Erweiterung auf, die über ein Lager 12 drehbar gegenüber dem Stellelement 9 der An triebsvorrichtung 2 abgestützt ist. Die Verstellvor richtung 2 und das Nockenendstück 4 sind in einem Gehäuse 13 gelagert, welches endseitig und in Axialrichtung zur Nockenwelle 1 angeordnet ist. Die Verstellvorrichtung 2 besteht aus einem Elektromotor 14, der einen Rotor 15 und einen Stator 16 aufweist. Der Rotor 15 ist mit einem ersten Gewindeabschnitt 17 ausgestattet, der mit einem zweiten Gewindeabschnitt 18 in Eingriff ist. Desweiteren ist im Gehäuse 13 eine Führungswelle 19 angeordnet, welche ortsfest gehalten ist und den zweiten Gewindeabschnitt 18 in Form eines Außengewindes trägt.The actuating element 9 has at the opposite end of the toothing a radial extension which is rotatably supported via a bearing 12 relative to the actuating element 9 of the drive device 2 . The Verstellvor direction 2 and the cam end piece 4 are mounted in a housing 13 which is arranged at the end and in the axial direction to the camshaft 1 . The adjusting device 2 consists of an electric motor 14 which has a rotor 15 and a stator 16 . The rotor 15 is equipped with a first threaded section 17 which engages with a second threaded section 18 . Furthermore, a guide shaft 19 is arranged in the housing 13 , which is held stationary and carries the second threaded section 18 in the form of an external thread.

In Fig. 1 ist der Rotor 15 des Elektromotors 14 koaxial außerhalb des Stators 16 angeordnet und greift mit dem ersten Gewindeabschnitt 17 mittelbar über Kugeln 27 in den Gewindeabschnitt 18 der Führungswelle 19 ein. Hierbei ist es durchaus denkbar, daß die Lagerung der beiden Gewinde abschnitte 17, 18 unmittelbar, wie in Fig. 2 dargestellt, oder mittelbar über Wälz- oder Rollenkörper erfolgt. Die genannten Hilfsmittel vergrößern die Leichtgängigkeit der Gewindeabschnitte 17,18 und führen dazu, daß die Antriebs energie des Elektromotors 14 reduziert werden kann. Die Führungswelle 19 weist an ihrem zum Gehäuse 13 gerichteten Ende ein Abschnitt ohne Gewinde auf, auf dem der Stator 16 drehfest gelagert ist. Der Stator 16 wird über eine Zu leitung 20 mit Spannung beaufschlagt, so daß bei einer Drehbewegung des außenliegenden Rotors der Rotor 15 in Axialrichtung auf der Führungswelle 19 verschoben wird. Gleichzeitig mit dem Rotor 15 erfolgt eine axiale Ver schiebung des Stellelementes 9, welches eine Relativver stellung der Nockenwelle 1 gegenüber dem Antriebsrad 5 bewirkt. Der Vorteil diese Ausführungsform in der Ver stellvorrichtung 2 besteht in einer exakten und sehr ge nauen Positionierung der Nockenwelle 1 gegenüber der Kurbelwelle mit wenigen Umdrehungen des Rotors 15.In Fig. 1, the rotor 15 is of the electric motor 14 is arranged coaxially outside the stator 16, and meshes with the first threaded portion 17 indirectly via balls 27 into the threaded portion 18 of the guide shaft 19 a. It is quite conceivable that the storage of the two threaded sections 17 , 18 directly, as shown in Fig. 2, or indirectly via rolling or roller body. The tools mentioned increase the smoothness of the threaded portions 17, 18 and lead to the fact that the drive energy of the electric motor 14 can be reduced. The guide shaft 19 has at its end directed towards the housing 13 a section without thread, on which the stator 16 is rotatably mounted. The stator 16 is supplied with voltage via a line 20 , so that when the outer rotor rotates, the rotor 15 is displaced in the axial direction on the guide shaft 19 . Simultaneously with the rotor 15 there is an axial displacement of the actuating element 9 , which causes a relative position of the camshaft 1 with respect to the drive wheel 5 . The advantage of this embodiment in the adjusting device 2 is an exact and very precise positioning of the camshaft 1 with respect to the crankshaft with a few revolutions of the rotor 15 .

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der An triebsvorrichtung 2, mit einer Führungswelle 19, welche einen zweiten Gewindeabschnitt 18 aufweist. Der Rotor 15 des Elektromotors 14 ist in diesem Fall koaxial innen liegend im Stator 16 gelagert. Der Stator 16 ist drehfest über eine Bohrung 21 und einen Stift 22 des Gehäuses 13 gehalten. Bei einer Rotationsbewegung des Rotors 15 er folgt eine axiale Verschiebung des gesamten Elektromotors 14 auf der Führungswelle 19, mit einer gleichzeitigen axialen Verschiebung des Stellelementes 9 zur Relativver stellung der Nockenwelle 1 gegenüber der Kurbelwelle. Auch bei dieser Ausführungsform der Verstellvorrichtung 2 wird eine kontinuierliche und exakte Bewegung der Relativver stellung erzielt. Der Rotor 15 des Elektromotors 14 ist hierbei drehbeweglich gegenüber dem Stator 16 über Rillen kugellager 23 abgestützt, wobei der Stator 16 zwei äußere Laufrillen 24 aufweist und an den Rotor 15 zwei innere Laufrillen 25 angeformt sind. Durch diese Ausführungsform des Elektromotors 14 als Hohlwellenmotor wird eine beson ders preisgünstige Verstellvorrichtung 2 erzielt. Fig. 2 shows an alternative embodiment of the drive device 2 , with a guide shaft 19 which has a second threaded portion 18 . In this case, the rotor 15 of the electric motor 14 is mounted coaxially on the inside in the stator 16 . The stator 16 is held in a rotationally fixed manner via a bore 21 and a pin 22 of the housing 13 . With a rotational movement of the rotor 15 it follows an axial displacement of the entire electric motor 14 on the guide shaft 19 , with a simultaneous axial displacement of the actuating element 9 for the relative position of the camshaft 1 with respect to the crankshaft. In this embodiment of the adjustment device 2 , a continuous and exact movement of the Relativver position is achieved. The rotor 15 of the electric motor 14 is rotatably supported relative to the stator 16 via grooves ball bearings 23 , the stator 16 having two outer raceways 24 and two inner raceways 25 being integrally formed on the rotor 15 . With this embodiment of the electric motor 14 as a hollow shaft motor, a particularly inexpensive adjusting device 2 is achieved.

Durch eine Steuereinheit besteht die Möglichkeit, den augenblicklichen Motorzustand zu erfassen und einen ent sprechenden Verstellwinkel der Nockenwelle 1 gegenüber der Kurbelwelle zu berechnen und über die Antriebsvorrichtung einzustellen. A control unit makes it possible to detect the current engine state and to calculate a corresponding adjustment angle of the camshaft 1 with respect to the crankshaft and to set it via the drive device.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Nockenwelle
2 Verstellvorrichtung
3 Wellenkörper
4 Nockenendstück
5 Antriebsrad
6 Verlängerung
7 Keilverzahnung der Verlängerung
8 Keilverzahnung des Nockenendstückes
9 Stellelement
10 Außenkeilverzahnung
11 Innenkeilverzahnung
12 Lager
13 Gehäuse
14 Elektromotor
15 Rotor
16 Stator
17 erster Gewindeabschnitt
18 zweiter Gewindeabschnitt
19 Führungswelle
20 Zuleitung
21 Bohrung
22 Stift
23 Rillenkugellager
24 äußere Laufrille
25 innere Laufrille
26 Befestigungsschraube
27 Kugel 1 camshaft
2 adjustment device
3 shaft bodies
4 cam end piece
5 drive wheel
6 extension
7 Extension splines
8 spline of the cam end piece
9 control element
10 external splines
11 internal splines
12 bearings
13 housing
14 electric motor
15 rotor
16 stator
17 first thread section
18 second threaded section
19 guide shaft
20 supply line
21 hole
22 pen
23 deep groove ball bearings
24 outer groove
25 inner grooves
26 fastening screw
27 bullet

Claims

1. Verstellvorrichtung (2) für zwei in drehender An triebsverbindung stehende Bauteile, insbesondere zur Relativverstellung einer Nockenwelle (1) zu dem sie antreibenden Antriebsrad (5), welche einen Elektromo tor (14) aufweist, dessen Rotor (15) einen ersten Ge windeabschnitt (17) antreibt, der mit einem zweiten Gewindeabschnitt (18) in Eingriff ist und wobei einer der beiden Gewindeabschnitte (17, 18) axial bewegbar ist und ein Stellelement (9) axial beaufschlagt, welches zur Relativverstellung nach dem Prinzip der schiefen Ebene an beiden Bauteilen eingreift und einer der beiden Gewindeabschnitte (17, 18) undrehbar gehal ten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (9) als Hülse ausgebildet ist, welche über ein Lager (12) axial fest, aber relativ drehbar unmittelbar an einem der beiden Bauteile des Elektromotors (14), bestehend aus dem Rotor (15) und einem Stator (16), gelagert ist und daß der Rotor (15) den ersten Gewindeabschnitt (17) aufweist und der zweite Gewindeabschnitt (18) ortsfest und undrehbar gegenüber der Hülse gehalten ist. 1. Adjusting device ( 2 ) for two components in a rotating connection to the drive, in particular for the relative adjustment of a camshaft ( 1 ) to the drive wheel ( 5 ) driving it, which has an electromotor ( 14 ), the rotor ( 15 ) of which has a first threaded section ( 17 ) drives, which is in engagement with a second threaded section ( 18 ) and wherein one of the two threaded sections ( 17 , 18 ) is axially movable and axially acts on an actuating element ( 9 ) which is used for relative adjustment on the principle of the inclined plane on both Components engages and one of the two threaded sections ( 17 , 18 ) is held non-rotatably, characterized in that the actuating element ( 9 ) is designed as a sleeve which is axially fixed, but relatively rotatable directly on one of the two components via a bearing ( 12 ) of the electric motor ( 14 ), consisting of the rotor ( 15 ) and a stator ( 16 ), and that the rotor ( 15 ) has the first threaded section ( 1 7 ) and the second threaded section ( 18 ) is held stationary and non-rotatable relative to the sleeve.

2. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gewindeabschnitte (17, 18) unmittelbar als Gewinde oder als Wälzschraub-, Kugelschraub- oder Rollengewinde ausgebildet sind.2. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the two threaded sections ( 17, 18 ) are formed directly as a thread or as a hob screw, ball screw or roller thread.

3. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gewindeabschnitt (18) als Träger des Stators (16) ausgebildet ist und der Rotor (15) axial bewegbar und außenliegend auf dem zweiten Gewindeab schnitt (18) angeordnet ist.3. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the second threaded portion ( 18 ) is designed as a carrier of the stator ( 16 ) and the rotor ( 15 ) axially movable and external to the second threaded portion ( 18 ) is arranged.

4. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (16) und Rotor (15) zusammen axial be wegbar auf dem zweiten Gewindeabschnitt (18) ange ordnet sind und der Stator (16) undrehbar gehalten ist.4. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the stator ( 16 ) and rotor ( 15 ) together axially be movable on the second threaded portion ( 18 ) are arranged and the stator ( 16 ) is held non-rotatably.

5. Verstellvorrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (9) eine Innen- (11) und eine Außenkeilverzahnung (10) aufweist, von denen eine in Eingriff mit dem Antriebsrad (5) und eine in Verbin dung mit dem Nockenendstück (4) steht und eine der Keilverzahnungen (10, 11) als Schrägverzahnung ausge bildet ist. 5. Adjusting device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the adjusting element ( 9 ) has an inner ( 11 ) and an outer spline ( 10 ), one of which engages with the drive wheel ( 5 ) and one is in connec tion with the cam end piece ( 4 ) and one of the splines ( 10 , 11 ) is formed as helical teeth.

6. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfeste Verbindung zwischen Antriebsrad (5) und Hülse durch eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung zeitweise aufhebbar ist.6. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the rotationally fixed connection between the drive wheel ( 5 ) and sleeve can be temporarily canceled by an electromagnetically actuated coupling.

7. Verstellvorrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (14) ein Hohlwellenmotor ist und daß der Rotor (15) koaxial inner- oder außerhalb des Stators (16) angeordnet ist.7. Adjusting device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the electric motor ( 14 ) is a hollow shaft motor and that the rotor ( 15 ) is arranged coaxially inside or outside the stator ( 16 ).

8. Verstellvorrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (15) des Elektromotors (14) aus einem dauermagnetischen Werkstoff besteht.8. Adjusting device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the rotor ( 15 ) of the electric motor ( 14 ) consists of a permanent magnetic material.

9. Verstellvorrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (15) gegenüber dem Stator (16) durch zwei Rillenkugellager (23) gelagert ist. 9. Adjusting device according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the rotor ( 15 ) relative to the stator ( 16 ) is supported by two deep groove ball bearings ( 23 ).

10. Verstellvorrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillenkugellager (23) als Schrägkugellager ausgebildet sind.10. Adjusting device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the deep groove ball bearing ( 23 ) are designed as angular contact ball bearings.

11. Verstellvorrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Laufrille (24) Teil des Stators (16) und die innere Laufrille (25) an den Rotor (15) ange formt ist.11. Adjusting device according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the outer groove ( 24 ) part of the stator ( 16 ) and the inner groove ( 25 ) on the rotor ( 15 ) is formed.

12. Verstellvorrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde der ersten (17) und zweiten Gewinde abschnitte (18) ein leichtgängiges, aber im selbst hemmenden Bereich arbeitendes Gewinde ist.12. Adjusting device according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the thread of the first ( 17 ) and second thread sections ( 18 ) is a smooth, but working in the self-locking area thread.

13. Verstellvorrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Steuereinheit vorhanden ist, die gleichzeitig zur Erfassung und Verarbeitung von Steuersignalen des jeweiligen Motorzustandes ausgebildet ist.13. Adjustment device according to one or more of the sayings 1 to 12, characterized, that there is an electronic control unit, which are simultaneously used to record and process Control signals of the respective engine status is trained.