WO2015021971A1 - Adjustment apparatus, in particular for combustion engines - Google Patents

Abstract

The invention relates to an adjustment apparatus, particularly for internal combustion engines, comprising a driving means (11), a first transmission (12), downstream of the driving means (11), and an output (14) downstream of the transmission (12). In order to enable grease lubrication and cost optimization while having the same adjusting function characteristics, according to the invention the first transmission uses an internally toothed, first ring gear and a first thermal bridge for deriving thermal energy from the first transmission. According to the invention, it is thus possible that the occurring friction heat is minimized so that no engine oil cooling or engine oil lubrication is required.

Description

Titel  title

VerStelleinrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen Adjusting device, in particular for internal combustion engines

Beschreibung description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft eine Versteileinrichtung, insbesondere für Brennkraftma schinen, umfassend ein Antriebsmittel, ein dem Antriebsmittel nachgeschalte tes erstes Getriebe sowie ein dem Getriebe nachgeschalteter Abtrieb. The invention relates to an adjusting device, in particular for internal combustion engines, comprising a drive means, a nachgeschalte the drive means tes first transmission and the transmission downstream output.

Hintergrund der Erfindung Background of the invention

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Wellenverstellung, wie sie auf dem Fahrzeugsektor weit verbreitet ist und beispielsweise zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses in einem Verbrennungsmotor oder zur Nockenwellenverstellung herangezogen werden kann. Durch die Wellenverstellung wird der Betrieb eines Verbrennungsmotors auf eine variabel regulierbare Weise den aktuellen Anforderungen der Brennkraftmaschine angepasst. The invention is in the field of shaft adjustment, as it is widely used in the automotive sector and can be used for example for adjusting the compression ratio in an internal combustion engine or for camshaft adjustment. By adjusting the shaft, the operation of an internal combustion engine is adapted in a variably adjustable manner to the current requirements of the internal combustion engine.

Aus EP 0 837 226 A1 und US 2004/0231623 A1 sind beispielsweise ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen mit einer Versteileinrichtung zur Verdichtungs- änderung bekannt, die in den Mechanismus zur Ansteuerung der Gaswechselventile integriert ist. Dabei kann das effektive Kompressionsverhältnis einer Brennkraftmaschine über die Ansteuerung der Gasventile in einer positiven Art und Weise beeinflusst werden. Auf dem daher relevanten Gebiet der Nockenwellenversteller wurden Wellgetriebe für die elektrische Wellenverstellung eingesetzt, wie zum Beispiel in der DE 10 2009 037 403 A1 . Auch mit der Schmierung von Nockenwellenverstel- lern, wie sie beispielsweise aus der EP 2 604 817 A1 oder insbesondere für die Lebensdauerschmierung aus der WO 2006/045389 A1 bekannt sind, hat man sich intensiv befasst. EP 0 837 226 A1 and US 2004/0231623 A1, for example, disclose valve-controlled internal combustion engines having an adjusting device for changing the compression, which is integrated in the mechanism for actuating the gas exchange valves. In this case, the effective compression ratio of an internal combustion engine via the control of the gas valves can be influenced in a positive manner. In the field of camshaft adjusters which is relevant in this case, wave gear drives for electric shaft adjustment were used, as for example in DE 10 2009 037 403 A1. Also with the lubrication of camshaft adjuster, as for example from EP 2 604 817 A1 or in particular for the Lifetime lubrication from WO 2006/045389 A1 are known, one has studied intensively.

Aus dem Stand der Technik bekannte Wellenverstellungstechnik, insbesonde- re die der elektrischen Wellenverstellung, lehrt also auf dem Gebiet der Nockenwellenversteller das Verdichtungsverhältnis in einem Kolben einer Brennkraftmaschine zu steuern. Jedoch erfordert dies einen nicht zu unterschätzenden Aufwand, zumal Nockenwellenversteller in der Regel an die Kurbelwelle gekoppelt sind und nachteiligerweise über die Motorölschmierung gekühlt und somit auch an den Motorölkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen werden müssen. Unter anderem hat dies zur Folge, dass die Ölpumpe größer ausgelegt werden muss, um auch den Versteller mit Motoröl versorgen zu können. Aufgabe der Erfindung Known from the prior art shaft adjustment technology, in particular the electric shaft adjustment, so teaches in the field of camshaft adjuster to control the compression ratio in a piston of an internal combustion engine. However, this requires a not to be underestimated effort, especially as camshaft adjuster are usually coupled to the crankshaft and disadvantageously cooled by the engine oil lubrication and thus must be connected to the engine oil circuit of the engine. Among other things, this has the consequence that the oil pump must be designed larger, in order to supply the stage with engine oil. Object of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Versteileinrichtung zur Wellenverstellung in Fahrzeugen, insbesondere zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses in einem Verbrennungsmotor, anzugeben, die kostengünstig, aufwandsarm und effektiv in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine einzusetzen ist. The invention has for its object to provide an adjusting device for adjusting the shaft in vehicles, in particular for changing the compression ratio in an internal combustion engine, which is cost-effective, inexpensive and effective to use in conjunction with an internal combustion engine.

Beschreibung der Erfindung Diese Aufgabe wird bei einer Versteileinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das erste Getriebe ein feststehendes, verzahntes, erstes Rad, insbesondere ein innenverzahntes Hohlrad, mit einer ersten Wärmeleitbrücke zur Ableitung thermischer Energie aus dem ersten Getriebe aufweist. Das feststehende, verzahnte, erste Rad ist beispielsweise als feststehendes Hohlrad umsetzbar, welches Teil eines Planetengetriebes oder eines Wellgetriebes ist. Alternativ kann das erste Rad auch als ein topfformiges, elastisches Verzahnungselement eines Wellgetriebes ausgebildet sein, womit das Wellge- triebe in Topfbauform ausgeführt wäre. Dabei kann das zumindest abschnittsweise oder ganz stirnradverzahnte, topfförmige Verzahnungselement wahlweise mit einem Abtriebsrad oder mit dem feststehenden Gehäuseteil oder feststehenden Gehäuse verbunden sein. DESCRIPTION OF THE INVENTION This object is achieved in an adjusting device of the type mentioned above in that the first gearbox has a fixed, toothed, first wheel, in particular an internally toothed ring gear, with a first heat conducting bridge for dissipating thermal energy from the first gearbox. The fixed, toothed, first wheel can be converted, for example, as a fixed ring gear, which is part of a planetary gear or a corrugated transmission. Alternatively, the first wheel may also be designed as a cup-shaped, elastic toothed element of a corrugated transmission, with which the corrugation gear would be executed in pot design. In this case, the at least partially or completely spur-toothed, cup-shaped toothing element can optionally be connected to a driven wheel or with the fixed housing part or fixed housing.

An dem feststehenden, verzahnten, ersten Rad entsteht aufgrund des Verzahnungseingriffes des ersten Getriebes Reibungswärme an dessen Außen- oder Innenverzahnung. Nunmehr wird mittels einer ersten Wärmeleitbrücke ausgehend vom ersten Rad thermische Energie aus dem ersten Getriebe abgeleitet. Somit kann die erste Wärmeleitbrücke beispielsweise aus einem oder mehreren Bauteilen bestehen, die zwischen dem ersten Rad und der Umgebung des ersten Getriebes angeordnet ist beziehungsweise sind. On the fixed, toothed, first wheel is due to the meshing engagement of the first gear friction heat on the outer or inner teeth. Now thermal energy is derived from the first gear by means of a first Wärmeleitbrücke starting from the first wheel. Thus, the first Wärmeleitbrücke for example, consist of one or more components, which is or are arranged between the first wheel and the environment of the first transmission.

Alternativ kann das erste Rad auch unmittelbar in einer Aufnahme eines Ge- häuses oder eines Gehäusebauteils fixiert sein, womit die thermische Energie über eine Außenfläche des ersten Rades in die angrenzende Aufnahme übergehen kann. Dieser Übergang kann thermisch unterstützt werden, indem Substanzen eingebracht werden, die eine Wärmeleitung unterstützen. Alternativ oder optional können Werkstoffe verwendet werden, die eine sehr gute Wär- meleitfähigkeit aufweisen. Alternatively, the first wheel can also be fixed directly in a receptacle of a housing or a housing component, with which the thermal energy can pass over an outer surface of the first wheel into the adjacent receptacle. This transition can be thermally assisted by introducing substances that promote heat conduction. Alternatively or optionally, materials can be used which have a very good thermal conductivity.

Besonders bevorzugt ist ein erstes Rad, welches direkt in ein Gehäusebauteil oder ein Gehäuse integriert oder einstückig mit diesem ausgeführt ist. Dies ist der Bauteilanzahl einträglich. Particularly preferred is a first wheel, which is integrated directly into a housing component or a housing or designed in one piece with this. This is the component number profitable.

Bei dem Antriebsmittel handelt es sich beispielsweise um einen Elektromotor oder um einen anderen Motor, der autark von der Brennkraftmaschine arbeitet oder alternativ an eine mechanische Energiequelle der Brennkraftmaschine gekoppelt ist. The drive means are, for example, an electric motor or another motor which operates autonomously by the internal combustion engine or alternatively is coupled to a mechanical energy source of the internal combustion engine.

Unter einer Nachschaltung wird eine mechanische Wirkverbindung verstanden, die dazu geeignet ist Bewegungsenergie zu übertragen. Somit überträgt das Antriebsmittel kinetische Energie auf das erste Getriebe, wobei das erste Ge- triebe diese kinetische Energie gegebenenfalls auf ein zweites Getriebe überträgt, bevor die kinetische Energie bei einem Abtrieb, insbesondere bei einer Abtriebswelle, ankommt. Dabei ist die Versteileinrichtung nicht auf zwei Getriebe beschränkt, sondern kann durchaus drei oder mehr Getriebe aufweisen, die zwischen Antriebsmittel und dem Abtrieb zwischengeschaltet sind. A downstream circuit is understood to be a mechanical active connection which is suitable for transmitting kinetic energy. Thus, the drive means transmits kinetic energy to the first transmission, the first If necessary, this kinetic energy transmits to a second transmission before the kinetic energy arrives at an output, in particular at an output shaft. In this case, the adjusting device is not limited to two transmissions, but may well have three or more gears that are interposed between the drive means and the output.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen dem ersten Getriebe und dem Abtrieb oder zwischen dem Antriebsmittel und dem ersten Getriebe ein zweites Getriebe zwischengeschaltet. Zumal in der Regel eine sehr hohe Ü- bersetzung gewünscht ist, macht es durchaus Sinn weitere Getriebe zwischenzuschalten, deren Reibungsenergie klein gehalten werden kann und jeweils mit einer Wärmeleitbrücke versehen werden können. Dies ist insbesondere bei Planetengetrieben und Wellgetrieben möglich, weil der Eingriffsbereich entlang der Umfangsrichtung in der Regel klein gehalten wer- den kann. In an advantageous embodiment, a second transmission is interposed between the first transmission and the output or between the drive means and the first transmission. Especially since a very high Ü translation is usually desired, it makes sense to interpose further gear, whose frictional energy can be kept small and each can be provided with a Wärmeleitbrücke. This is possible in particular in planetary gearboxes and corrugated gearboxes, because the engagement area along the circumferential direction can generally be kept small.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das zweite Getriebe ein feststehendes, verzahntes, zweites Rad, insbesondere innenverzahntes Hohlrad, mit einer zweiten Wärmebrücke zur Ableitung thermischer Energie aus dem zweiten Getriebe auf. Alle Maßnahmen und Merkmale der ersten Wärmebrücke sind auch entsprechend an der zweiten Wärmebrücke mit den gleichen Vorteilen umsetzbar. Der gleichzeitige Einsatz der ersten und zweiten Wärmebrücke gewährleistet eine direkte Ableitung der Reibungswärme vom jeweiligen Entstehungsort zum Energiespeicher oder zu unterschiedlichen Energiespeichern. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform stellt die erste und/oder zweite Wärmeleitbrücke eine thermische Kopplung zu einem Energiespeicher her, wobei der Energiespeicher luftgekühlt ist und/oder thermische Energie abstrahlt. Beispielsweise kann der Energiespeicher aus einem Metallblock bestehen, zumal Metalle in der Regel eine hohe Leitfähigkeit aufweisen und auch eine große Wärmemenge speichern können. Aufgabe des Energiespeichers ist es die thermische Energie an die Umgebung abzugeben. Dies kann beispielsweise durch eine Luftkühlung geschehen, die insbesondere über die Ausbildung von Kühlrippen am Energiespeicher unterstützt wird. Optional oder alternativ ist der Energiespeicher auch zur strahlenden Abgabe der thermischen Energie vorgesehen, wobei beispielsweise durch eine besonders große Oberfläche eine Wärmestrahlung in die Umgebung der Versteileinrichtung gewährleistet ist. Unter einer Wärmeleitbrücke wird eine Wärmeleitung verstanden, die vom jeweiligen verzahnten Rad zum Energiespeicher führt. Die erste oder zweite Wärmeleitbrücke kann daher aus einem Bauteil oder mehreren Bauteilen, aber insbesondere auch aus einer oder mehreren flächigen Kontaktbereichen zwischen den Bauteilen bestehen, zum Beispiel kann die erste und/oder zweite Wärmeleitbrücke ganz oder teilweise aus dem Kontaktbereich zwischen dem jeweiligen verzahnten Rad und dem Energiespeicher bestehen. In an advantageous embodiment, the second transmission has a fixed, toothed, second wheel, in particular internally toothed ring gear, with a second thermal bridge for dissipating thermal energy from the second transmission. All measures and features of the first thermal bridge are also correspondingly implemented on the second thermal bridge with the same advantages. The simultaneous use of the first and second thermal bridge ensures a direct dissipation of the frictional heat from the respective place of origin for energy storage or different energy storage. In an advantageous embodiment, the first and / or second Wärmeleitbrücke produces a thermal coupling to an energy storage, wherein the energy storage is air-cooled and / or radiates thermal energy. For example, the energy storage can consist of a metal block, especially since metals usually have a high conductivity and can also store a large amount of heat. The task of the energy storage is to deliver the thermal energy to the environment. This can be done for example by an air cooling, which is supported in particular via the formation of cooling fins on the energy storage. Optionally or alternatively, the Energy storage also provided for the radiating emission of thermal energy, for example, by a particularly large surface heat radiation is ensured in the environment of the adjusting device. Under a Wärmeleitbrücke a heat conduction is understood, which leads from the respective toothed wheel to energy storage. The first or second Wärmeleitbrücke may therefore consist of one or more components, but in particular also one or more surface contact areas between the components, for example, the first and / or second Wärmeleitbrücke wholly or partly from the contact area between the respective toothed wheel and consist of energy storage.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Energiespeicher ein Gehäuseteil oder ein Gehäuse, insbesondere wobei das Gehäuseteil oder das Gehäuse aus einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 100 Wm^'1K^'1 besteht. Auf diese Weise ist eine Wärmemenge ableitbar, die eine Kühlung über das Motoröl ersetzen kann und somit aufwändige Anpassungen des Öl- kreislaufes an den Versteller vermeidet. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Getriebe und/oder das zweite Getriebe ein Wellgetriebe oder ein Planetengetriebe. Der Begriff Wellgetriebes wird vereinfachend für den Begriff Spannungswellgetriebe verwendet, wobei ein Wellgetriebe oftmals auch als Harmonic-Drive-Getriebe bezeichnet wird. Das Wellgetriebe weist typischerweise einen Wellgenerator in der Form einer elliptischen Scheibe, ein auf dem Wellgenerator aufliegendes, riemenartiges, verformbares, mit einer Außenverzahnung versehenes Element und ein starres, innenverzahntes Hohlrad auf. Es sind Anordnungen denkbar, bei denen entweder das innenverzahnte Hohlrad oder das mit einer Außenverzahnung versehene Element das feststehende, verzahnte, erste Rad bildet. In an advantageous embodiment, the energy store is a housing part or a housing, in particular wherein the housing part or the housing consists of a material with a thermal conductivity of more than 100 Wm ^'1 K ^{' 1} . In this way, a quantity of heat can be derived, which can replace cooling via the engine oil and thus avoids costly adjustments of the oil circuit to the adjuster. In an advantageous embodiment, the first transmission and / or the second transmission is a corrugated transmission or a planetary gear. The term wave gear is used to simplify the term stress wave gear, wherein a wave gear often referred to as a harmonic drive transmission. The wave gear typically includes a wave generator in the form of an elliptical disk, a belt-type, deformable, externally-toothed element resting on the wave generator, and a rigid internally-toothed ring gear. Arrangements are conceivable in which either the internally toothed ring gear or the element provided with an external toothing forms the stationary, toothed, first wheel.

In einem optionalen zweiten Getriebe wird die Rolle des ersten Rades durch ein zweites Rad wahrgenommen. Dies gilt für weitere nachgeschaltete Getriebe entsprechend. Die Außenverzahnung des verformbaren Elementes, wie zum Beispiel einem wälzgelagertem Riemen, hat typischerweise weniger Zähne als die Verzahnung des jeweiligen Rades. Das Wellgetriebe kann in einer sogenannten Flachbauform oder einer Topfbauform vorliegen. Alternativ ist das erste und/oder zweite Getriebe als Planetengetriebe ausgeführt, wobei sich das jeweilige erste beziehungsweise zweite Rad im Verzahnungseingriff mit den Planetenrädern befindet und die Planetenräder wiederum ihrerseits mit dem Sonnenrad, welches mechanisch an die Antriebsachse des Antriebsmittels gekoppelt ist. In an optional second transmission, the role of the first wheel is sensed by a second wheel. This applies accordingly to further downstream transmissions. The external toothing of the deformable element, such as For example, a roller bearing belt typically has fewer teeth than the teeth of the respective wheel. The wave gear can be in a so-called flat design or a pot design. Alternatively, the first and / or second gear is designed as a planetary gear, wherein the respective first and second wheel is in meshing engagement with the planetary gears and the planet gears in turn with the sun gear, which is mechanically coupled to the drive axle of the drive means.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erste und/oder zweite Wärmeleitbrücke im Wesentlichen durch den Energiespeicher gebildet, wobei der E- nergiespeicher einteilig mit dem ersten Rad ausgeführt oder in das erste Rad integriert ist. Es ist denkbar, das erste Rad mit einem in Bezug auf die Verzah- nung radial oder axial ausgedehnten Korpus zu versehen, wobei der Korpus aufgrund seiner Masse zur Aufnahme und Weiterleitung von thermischer Energie geeignet ist. Ferner entsteht somit eine sehr bauteilarme Versteileinrichtung, die keine Kontaktzonen, bei denen die Gefahr einer Luftisolierung besteht, zwischen dem ersten und/oder Rad und dem Energiespeicher aufweist, sondern materialschlüssig oder zumindest stoffschlüssig ist. In an advantageous embodiment, the first and / or second Wärmeleitbrücke is essentially formed by the energy storage, wherein the E nergiespeicher is integral with the first wheel or integrated into the first wheel. It is conceivable to provide the first wheel with a body extending radially or axially with respect to the toothing, the body being suitable for receiving and transmitting thermal energy because of its mass. Furthermore, thus creating a very low-component adjustment device, which has no contact zones where there is a risk of air insulation, between the first and / or wheel and the energy storage, but is material-locking or at least cohesive.

Bevorzugt weist die Wärmeleitbrücke eine kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung auf. Die Wärmeleitbrücke kann aus mehreren Bauteilen als auch Verbindungen und Kontaktzonen zwischen diesen Bauteilen bestehen. Eine oder mehrere Verbindungen können kraftschlüssig sein, wie es beispielsweise bei einer Verschraubung der Fall ist. Ebenso kann ein großflächiger Formschluss eine energieübertragende Verbindungsstelle ausbilden. Jedoch ist insbesondere die stoffschlüssige Verbindung interessant, zumal die an der Wärmeleitbrücke teilnehmenden Bauteile dazu miteinander verschweißt oder verlötet werden können. Auf diese Weise ist es möglich wärmeisolierende Luftschichten zu vermeiden und auch beispielsweise mittels einer Schweißnaht, deren Metallgitter kontinuierlich in den miteinander verbundenen Bauteilen fortgesetzt ist, eine deutlich bessere Wärmeleitung zu ermög- liehen. The heat-conducting bridge preferably has a frictional, positive and / or material-locking connection. The Wärmeleitbrücke may consist of several components as well as connections and contact zones between these components. One or more connections can be non-positive, as is the case for example with a screw connection. Likewise, a large-area positive connection form an energy-transmitting connection point. However, in particular the cohesive connection is interesting, especially since the participating in the Wärmeleitbrücke components can be welded or soldered to each other. In this way, it is possible to avoid heat-insulating layers of air and also, for example, by means of a weld, the metal grid is continuously continued in the interconnected components, a much better heat conduction to allow borrowed.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das erste und/oder zweite Getriebe eine Lebensdauerfettfüllung auf, insbesondere wobei ein Hochtempera- turfett mit hoher Scherstabilität als Lebensdauerfettfüllung eingesetzt ist. Somit muss das jeweilige Getriebe nicht in regelmäßigen Intervallen überprüft werden. In an advantageous embodiment, the first and / or second gearbox has a life fat filling, in particular wherein a high temperature turfett is used with high shear stability as fatigue life filling. Thus, the respective transmission does not need to be checked at regular intervals.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind/ist das Gehäuse, das erste Ge- triebe und/oder das zweite Getriebe mittels wenigstens einer Spaltdichtung abgedichtet. Man erlangt dadurch einen Fertigungsvorteil, zumal nunmehr mit Fett geschmiert werden kann. Somit sind Lippendichtungen ebenfalls nicht mehr zwingend erforderlich, wobei jedoch auf die Maximaltemperatur geachtet werden muss, bei der die Viskosität des verwendeten Schmierfettes immer noch gering genug sein muss, um nicht durch die Spaltdichtung als Leckage nach außen zu gelangen. In an advantageous embodiment, the housing, the first gearbox and / or the second gearbox are / is sealed by means of at least one gap seal. This gives a manufacturing advantage, especially now can be lubricated with grease. Thus, lip seals are also no longer mandatory, but care must be taken to the maximum temperature at which the viscosity of the grease used must still be low enough not to get through the gap seal as leakage to the outside.

Vorteilhafterweise bilden beziehungsweise bildet das feststehende, erste Rad des ersten Getriebes und/oder das feststehende, zweite Rad des zweiten Ge- triebes zu einem mit dem jeweiligen Rad im Verzahnungseingriff befindlichen, beweglichen Getriebebauteil eine geringe Schmiegung von weniger als 20% aus. Unter dem beweglichen Getriebebauteil wird beispielsweise ein Planetenrad eines Planetengetriebes oder ein verformbares mit einer Außenverzahnung versehenes Element eines Wellgetriebes verstanden. Die Schmiegung kann auf einfache Weise mit der Wahl des jeweiligen Bauteildurchmessers gewählt werden, womit beim Planetenrad eine vorteilhafte geringe Schmiegung erreicht werden kann. Auch im Wellgetriebe kann durch eine entsprechende Elliptizität des Wellgenerators eine geringe Schmiegung erreicht werden. Somit ist die anfallende Reibungswärme beziehungsweise die abzuleitende thermische E- nergie, die über die Wärmeleitbrücke nach außen abgegeben werden muss, erheblich reduziert. Advantageously, the stationary, first wheel of the first transmission and / or the fixed, second wheel of the second gear form or form a low osculation of less than 20% relative to a movable gear component in meshing engagement with the respective wheel. Under the movable transmission component is understood, for example, a planetary gear of a planetary gear or a deformable provided with an external tooth element of a wave gear. The osculation can be easily selected with the choice of the respective component diameter, whereby the planetary gear advantageously low osculation can be achieved. Even in the wave gear, a small osculation can be achieved by a corresponding ellipticity of the wave generator. Thus, the resulting frictional heat or the thermal energy to be dissipated, which must be discharged via the Wärmeleitbrücke to the outside, significantly reduced.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen. Further advantageous embodiments and preferred development of the invention are to be taken from the description of the figures and / or the dependent claims.

Im Folgenden wir die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben und erläutert. In the following, the invention will be described and explained with reference to the embodiments illustrated in the figures.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Es zeigen: Fig. 1 einen Wellenversteller mit zwei Getrieben und jeweils einer Wärmeleitbrücke, 1 shows a shaft adjuster with two gears and one heat-conducting bridge each,

Fig. 2 zeigt die Wärmeaufnahmebereiche des als Energiespeicher fungierenden Gehäuses am Wellenversteller der Fig. 1 , FIG. 2 shows the heat absorption areas of the housing acting as the energy store on the shaft adjuster of FIG. 1, FIG.

Fig. 3 zeigt ein Planetengetriebe in schematischer Darstellung, und Fig. 3 shows a planetary gear in a schematic representation, and

Fig. 4 zeigt ein Wellgetriebe in schematischer Darstellung. Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Fig. 4 shows a harmonic drive in a schematic representation. Detailed description of the drawings

Fig. 1 zeigt einen elektrischen Wellenversteller, wie er in Fahrzeugen, insbesondere in Verbindung mit Brennkraftmaschinen und den dazu benötigten Wellen, eingesetzt werden kann. Fig. 1 shows an electric shaft adjuster, as it can be used in vehicles, especially in conjunction with internal combustion engines and the required shafts.

Der Versteller 1 weist einen Elektromotor 1 1 auf, der ein erstes Getriebe 12 antreibt und bei dem nach dem ersten Getriebe 12 noch ein zweites Getriebe 13 nachgeschaltet ist. Der Abtrieb 14 kann dazu verwendet werden die jeweilige Abtriebswelle, wie zum Beispiel eine Nockenwelle oder eine andere Welle mit einem hohen Übersetzungsverhältnis zu verstellen. The adjuster 1 has an electric motor 1 1, which drives a first gear 12 and in which after the first gear 12, a second gear 13 is connected downstream. The output 14 may be used to adjust the respective output shaft, such as a camshaft or other shaft with a high gear ratio.

Vorteilhafterweise ist der Elektromotor 1 1 , aber insbesondere das erste Getriebe 12 und das zweite Getriebe 13, innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet. Der Wärmeaufnahmebereich 15 am Gehäuse 10 ist zum Speichern und Abgeben von thermischer Energie nach außen vorgesehen, die durch Reibung innerhalb des ersten Getriebes 12 entstanden ist. Entsprechendes gilt für den Wärmeaufnahmebereich 16 des Gehäuses 10, der die thermische Energie des zweiten Getriebes 13 aufnimmt und abstrahlt oder an die Umgebungsluft abgibt. Somit bildet das Gehäuse 10 einen Energiespeicher aus. Advantageously, the electric motor 1 1, but in particular the first gear 12 and the second gear 13, disposed within the housing 10. The heat receiving area 15 on the housing 10 is provided for storing and discharging thermal energy to the outside, which has arisen due to friction within the first gear 12. The same applies to the heat receiving area 16 of the housing 10, which receives the thermal energy of the second transmission 13 and radiates or emits to the ambient air. Thus, the housing 10 forms an energy storage.

Das erste Getriebe 12 ist als Wellgetriebe ausgebildet, wobei das Sonnenrad 17 des zweiten Getriebes 13 mit einem verformbaren, elastischen Riemen 28 des ersten Getriebes 12 verbunden ist, um die kinetische Energie zwischen dem ersten Getriebe 12 und dem zweiten Getriebe 13 zu übertragen. Der Riemen 28 ist auf den Wälzkörpern 29 gegenüber dem Wellengenerator 18 gelagert und wird durch die Rotation des Wellgenerators 18 in der Weise eines Wellgetriebes in Rotation versetzt. The first gear 12 is formed as a wave gear, wherein the sun gear 17 of the second gear 13 is connected to a deformable elastic belt 28 of the first gear 12 to transmit the kinetic energy between the first gear 12 and the second gear 13. The belt 28 is mounted on the rolling elements 29 with respect to the wave generator 18 and is rotated by the rotation of the wave generator 18 in the manner of a wave gear in rotation.

Fig. 2 zeigt einen detaillierten Ausschnitt aus der Fig. 1 . FIG. 2 shows a detail of FIG. 1. FIG.

Die erste Wärmeleitbrücke ist dazu vorgesehen thermische Energie des ersten innenverzahnten Hohlrads 26 radial nach außen, an den Bereich 15 des Ge- häuses 10 abzugeben. Idealerweise kann die erste Wärmeleitbrücke teilweise als Metallring 27 ausgebildet werden, welcher entweder an das Gehäuse 10 und/oder an das erste innenverzahnte Hohlrad 26 angeschweißt ist. Alternativ kann ein Presssitz im Gehäuse 10 beziehungsweise mit dem Hohlrad 26 zur Wärmeleitung vorgesehen werden, wobei jedoch eine Isolierung durch einen Luftspalt vermieden werden sollte. Insgesamt wird die erste Wärmeleitbrücke durch das Hohlrad 26, den Kontaktbereich zwischen Hohlrad 26 und Metallring 27, den Metallring 27 selbst, den Kontaktbereich zwischen Metallring 27 und Gehäuse 10, sowie dem Gehäuse 10 als Energiespeicher gebildet. Im ersten Getriebe 12 entsteht durch die Reibung der Verzahnung 25 die abzuführende thermische Energie. Beim zweiten Getriebe 13 entsteht Reibungswärme durch die Sonnenradverzahnung 22, aber auch durch die Verzahnung des Planetenrades 20 mit dem zweiten innenverzahnten Hohlrad 23. Das zwei- te Getriebe ist ein Planetengetriebe mit vier Planetenrädern 20 in einem Planetenträger 21 , sodass im Schnitt der Fig. 2 der Verzahnungseingriff der Innenverzahnung 24 des zweiten Hohlrades 23 mit der Verzahnung des Planetenrades 20 nicht zu erkennen ist. The first heat-conducting bridge is intended to deliver thermal energy of the first internally toothed ring gear 26 radially outwards to the region 15 of the housing 10. Ideally, the first Wärmeleitbrücke can be partially formed as a metal ring 27 which is welded either to the housing 10 and / or to the first internally toothed ring gear 26. Alternatively, a press fit in the housing 10 or with the ring gear 26 may be provided for heat conduction, but an insulation should be avoided by an air gap. Overall, the first Wärmeleitbrücke by the ring gear 26, the contact area between ring gear 26 and metal ring 27, the metal ring 27 itself, the contact area between the metal ring 27 and housing 10, and the housing 10 is formed as an energy store. In the first gear 12 is formed by the friction of the teeth 25, the thermal energy to be dissipated. In the second transmission 13, frictional heat is generated by the sun gear toothing 22, but also by the toothing of the planetary gear 20 with the second internally toothed ring gear 23. te gear is a planetary gear with four planetary gears 20 in a planet carrier 21 so that in the section of Fig. 2, the toothing engagement of the internal teeth 24 of the second ring gear 23 with the toothing of the planet gear 20 is not visible.

Die thermische Energie wird vom Hohlrad 23 radial in den Wärmeleitungsbereich 16 des Gehäuses 10 abgeleitet. Die zweite Wärmeleitbrücke besteht folglich aus dem zweiten Hohlrad 23, dem Kontaktbereich des zweiten Hohlrades 23 mit dem Gehäuse 10 und aus dem Gehäuse 10 selbst. The thermal energy is derived from the ring gear 23 radially into the heat conduction region 16 of the housing 10. The second Wärmeleitbrücke therefore consists of the second ring gear 23, the contact region of the second ring gear 23 with the housing 10 and from the housing 10 itself.

Alternativ können das erste und zweite Getriebe 12,13 jeweils ein eigenes Gehäuse oder Gehäuseteil aufweisen, zu dem von der jeweiligen Verzahnung eine Wärmeleitbrücke führt. Somit wird der Energiespeicher in Form des Gehäuses 10 in einen ersten und einen zweiten Energiespeicher aufgeteilt. Alternatively, the first and second gear 12,13 each have their own housing or housing part, leading to the respective toothing a Wärmeleitbrücke. Thus, the energy storage is divided in the form of the housing 10 in a first and a second energy storage.

Das erste Getriebe 12, welches als geräuscharmes Wellgetriebe ausgebildet ist, weist ein maximales Übersetzungsverhältnis von 1 :300 aber idealerweise ein Übersetzungsverhältnis von 1 :100 auf. Zusammen mit dem nachgeschalteten zweiten Getriebe 13, welches als Planetengetriebe ausgebildet ist und eine Übersetzung von 1 :4 aufweist, wird ein Übersetzungsverhältnis von 1 :400 erreicht. The first gear 12, which is designed as a low-noise wave gear, has a maximum gear ratio of 1: 300 but ideally a gear ratio of 1: 100. Together with the downstream second transmission 13, which is designed as a planetary gear and has a ratio of 1: 4, a transmission ratio of 1: 400 is achieved.

Der Wellenversteller 1 ist somit als Positionierantrieb einsetzbar, der beispielsweise zusammen mit einem Positionssensor als hochübersetzter Aktuator fungieren kann. Alternativ ist er auch zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses in einem Verbrennungsmotor einsetzbar, in dem der Kolbenhub dahingehend verändert wird, dass das Verdichtungsverhältnis über die Steuerung des Elektromotors 1 1 anpassbar wird. Fig. 3 zeigt das zweite Getriebe 13 in schematischer Darstellung. Die Innenverzahnung 30 des zweiten Hohlrades befindet sich im Verzahnungseingriff mit der Außenverzahnung der Planetenträger 31 , wobei im Verzahnungsbereich 34 eine sehr geringe Schmiegung von weniger als 20% realisiert ist und damit ein relativ geringer Wärmeeintrag entsteht. Dies ist auf einfache Weise durch eine Dimensionierung des Durchmessers der Planetenräder 31 im Bezug zur Dimensionierung des Durchmessers der Innenverzahnung 30 umzusetzen. Dabei ist die zu erzielende Übersetzung zu berücksichtigen. The shaft adjuster 1 can thus be used as a positioning drive which, for example, can function together with a position sensor as a highly-translated actuator. Alternatively, it can also be used to change the compression ratio in an internal combustion engine, in which the piston stroke is changed so that the compression ratio can be adjusted via the control of the electric motor 11. Fig. 3 shows the second transmission 13 in a schematic representation. The internal toothing 30 of the second ring gear is in meshing engagement with the external toothing of the planet carrier 31, wherein in the toothing region 34, a very small osculation of less than 20% is realized and thus a relatively low heat input arises. This can be implemented in a simple manner by dimensioning the diameter of the planet wheels 31 in relation to the dimensioning of the diameter of the internal toothing 30. The translation to be achieved must be taken into account.

Das zweite Getriebe 13 der Fig. 1 funktioniert nach dem Schema der Fig. 3, wobei die Innenverzahnung 30 die Innenverzahnung 24 des Hohlrades 21 schematisch nachbildet und die Planetenräder 31 den Planetenrädern 20 entsprechen. Das Sonnenrad 32 entspricht dem Sonnenrad 17. The second gear 13 of FIG. 1 functions according to the scheme of FIG. 3, wherein the internal teeth 30, the internal teeth 24 of the ring gear 21 is modeled schematically and the planetary gears 31 correspond to the planetary gears 20. The sun gear 32 corresponds to the sun gear 17th

Fig. 4 zeigt ein Wellgetriebe mit einem elastischen, riemenartigen mit Außenverzahnung versehenen Element 41 , welches im Eingriffsbereich 42 mit geringer Schmiegung von weniger als 20% mit der Innenverzahnung 40 im Verzahnungseingriff steht. Fig. 4 shows a wave gear with an elastic, belt-like element provided with external teeth 41, which is in the engagement region 42 with low osculation of less than 20% with the internal teeth 40 in meshing engagement.

Die relativ hohe Übersetzung eines Wellgetriebes kann dadurch erreicht werden, dass sich die Verzahnungen mit einer großen Anzahl von Zähnen nur um einen Zahn unterscheiden, womit eine Rotationsbewegung der Außenverzahnung 41 in Bezug zur Innenverzahnung 40 erreicht wird. The relatively high gear ratio of a corrugated transmission can be achieved in that the teeth with a large number of teeth differ only by one tooth, whereby a rotational movement of the external teeth 41 in relation to the internal teeth 40 is achieved.

Außerdem kann durch eine sehr elliptische Ausbildung des (in der Fig. 4 nicht abgebildeten) Wellgenerators, die Schmiegung des Eingriffsbereichs 42 festgelegt werden. Die Wälzlagerung und der elastische Riemen 41 , die vom Wellgenerator bewegt werden, wirken bei der elliptischen Ausbildung nicht begrenzend. In addition, by a very elliptical design of the wave generator (not shown in FIG. 4), the osculation of the engagement region 42 can be determined. The rolling bearing and the elastic belt 41, which are moved by the wave generator, do not limit the elliptical training.

Die Außenverzahnung 41 des elastischen Riemens entspricht der Außenverzahnung 25 des elastischen Riemens 28 aus Fig. 2. Die Innenverzahnung 40 entspricht der Innenverzahnung des ersten Hohlrades 26 aus Fig. 2. The external toothing 41 of the elastic belt corresponds to the external toothing 25 of the elastic belt 28 from FIG. 2. The internal toothing 40 corresponds to the internal toothing of the first ring gear 26 from FIG. 2.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Versteileinrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, umfassend ein Antriebsmittel 1 1 , ein dem Antriebsmittel 1 1 nachgeschaltetes, erstes Getriebe 12 sowie ein dem Getriebe 12 nachgeschalteter Abtrieb 14. Zur Ermöglichung einer Fettschmierung und Kostenoptimierung bei gleichbleibender Verstellerfunktionscharakteristik wird vorgeschlagen, das erste Getriebe mit einem innenverzahnten, ersten Hohlrad und einer ersten Wärmeleitbrücke zur Ableitung thermischer Energie aus dem ersten Getriebe zu verwenden. Auf diese Weise ist es möglich, dass die entstehende Reibungswärme derart minimiert wird, dass keine Motorölkühlung beziehungsweise Motorölschmierung erforderlich ist. In summary, the invention relates to an adjusting device, in particular for internal combustion engines, comprising a drive means 1 1, a drive means 1 1 downstream of the first gear 12 and a transmission 12th downstream output 14. To enable a grease lubrication and cost optimization with constant Versteller characteristic is proposed to use the first transmission with an internally toothed first ring gear and a first heat transfer bridge for dissipating thermal energy from the first gearbox. In this way, it is possible that the resulting frictional heat is minimized so that no engine oil cooling or engine oil lubrication is required.

Bezugszahlenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Wellenversteller 1 shaft adjuster

10 Gehäuse  10 housing

1 1 Elektromotor  1 1 electric motor

12 erstes Getriebe  12 first transmission

13 zweites Getriebe  13 second transmission

14 Abtrieb  14 downforce

15 Wärmeaufnahmebereich am Gehäuse 15 Heat absorption area on the housing

16 Wärmeaufnahmebereich am Gehäuse16 heat absorption area on the housing

17 Sonnenrad 17 sun wheel

18 Wellgenerator  18 wave generator

20 Planetenrad  20 planetary gear

21 Planetenträger  21 planet carrier

22 Sonnenradverzahnung  22 sun gear toothing

23 zweites, innenverzahntes Hohlrad  23 second, internally toothed ring gear

24 Innenverzahnung  24 internal toothing

25 Außenverzahnung  25 external toothing

26 erstes, innenverzahntes Hohlrad  26 first internally toothed ring gear

27 Metallring  27 metal ring

28 verformbarer, elastischer Riemen  28 deformable, elastic straps

29 Wälzkörper  29 rolling elements

30 Innenverzahnung des zweiten Hohlrads 30 internal toothing of the second ring gear

31 Planetenrad 31 planetary gear

32 Sonnenrad  32 sun wheel

34 Verzahnungsbereich  34 toothing area

40 Innenverzahnung des ersten Hohlrads 40 internal toothing of the first ring gear

41 Außenverzahnung des Riemens 41 External toothing of the belt

42 Eingriffsbereich  42 engagement area

Claims

Patentansprüche claims

1 . Verstelleinrichtung (1 ), insbesondere für Brenn kraftmasch inen, umfassend ein Antriebsmittel (1 1 ), ein dem Antriebsmittel (1 1 ) nachgeschaltetes, erstes Getriebe (12) sowie ein dem ersten Getriebe (12) nachgeschalteter Abtrieb (14), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebe (12) ein feststehendes, verzahntes, erstes Rad (26), insbesondere ein innenverzahntes Hohlrad (26), mit einer ersten Wärmeleitbrücke (27) zur Ableitung thermischer Energie aus dem ersten Getriebe (12) aufweist. 1 . Adjusting device (1), in particular for internal combustion engines, comprising a drive means (1 1), a drive means (1 1) downstream, first transmission (12) and a first transmission (12) downstream output (14), characterized in that the first gear (12) has a fixed, toothed, first wheel (26), in particular an internally toothed ring gear (26), with a first heat-conducting bridge (27) for discharging thermal energy from the first gear (12).

2. Verstelleinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei zwischen dem ersten Getriebe2. adjusting device (1) according to claim 1, wherein between the first gear

(12) und dem Abtrieb (14) oder zwischen dem Antriebsmittel (1 1 ) und dem ersten Getriebe (12) ein zweites Getriebe (13) geschaltet ist. (12) and the output (14) or between the drive means (1 1) and the first transmission (12), a second transmission (13) is connected.

3. Verstelleinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Getriebe3. adjusting device (1) according to claim 1 or 2, wherein the second transmission

(13) ein feststehendes, verzahntes, zweites Rad (23), insbesondere ein innenverzahntes Hohlrad (23), mit einer zweiten Wärmeleitbrücke zur Ableitung thermischer Energie aus dem zweiten Getriebe (13) aufweist. (13) has a fixed, toothed, second wheel (23), in particular an internally toothed ring gear (23), with a second Wärmeleitbrücke for dissipating thermal energy from the second transmission (13).

4. Verstelleinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Wärmeleitbrücke (27) und/oder die zweite Wärmebrücke eine thermische Kopplung zu einem Energiespeicher (10) herstellt, wobei der Energiespeicher (10) luftgekühlt ist und/oder thermische Energie abstrahlt. 4. Adjusting device (1) according to one of the preceding claims, wherein the first heat transfer bridge (27) and / or the second thermal bridge produces a thermal coupling to an energy store (10), wherein the energy store (10) is air-cooled and / or radiates thermal energy ,

5. Verstelleinrichtung (1 ) nach Anspruch 4, wobei der Energiespeicher (10) ein Gehäuseteil oder ein Gehäuse (10) ist, insbesondere wobei das Gehäuseteil oder das Gehäuse (10) aus einem Werkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 100 Wm^"1K^"1 besteht. 5. Adjusting device (1) according to claim 4, wherein the energy store (10) is a housing part or a housing (10), in particular wherein the housing part or the housing (10) made of a material having a thermal conductivity of more than 100 Wm ^"1 K. ^"1 exists.

6. Verstelleinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Getriebe (12) und/oder das zweite Getriebe (13) ein Wellgetriebe oder ein Planetengetriebe ist. 6. adjusting device (1) according to one of the preceding claims, wherein the first gear (12) and / or the second gear (13) is a corrugated gear or a planetary gear.

7. Verstelleinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Wärmeleitbrücke (27) im Wesentlichen durch den Energiespeicher (10) gebildet sind/ist und der Energiespeicher (10) einteilig mit dem feststehenden, verzahnten, ersten Rad (26) beziehungsweise mit dem feststehendem, verzahnten, zweiten Rad (23) ausgeführt ist oder zumindest teilweise in wenigstens eines der beiden Hohlräder (23,26) integriert ist. 7. adjusting device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first and / or second Wärmeleitbrücke (27) substantially by the energy storage (10) are / is formed and the energy storage device (10) integral with the fixed, toothed, first wheel (26) or with the fixed, toothed, second wheel (23) is executed or at least partially in at least one of the two ring gears (23,26) is integrated.

8. Verstelleinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Wärmeleitbrücke (27) und/oder die zweite Wärmeleitbrücke eine kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung aufweist. 8. Adjusting device (1) according to one of the preceding claims, wherein the first Wärmeleitbrücke (27) and / or the second Wärmeleitbrücke having a frictional, positive and / or material connection.

9. Verstelleinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder zweite Getriebe (12,13) eine Lebensdauerfettfüllung aufweist, insbesondere wobei ein Hochtemperaturfett mit hoher Scherstabilität als Lebensdauerfettfüllung verwendet wird. 9. adjusting device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the first and / or second transmission (12,13) has a fat storage life, in particular wherein a high-temperature grease with high shear stability is used as life fat filling.

10. Verstelleinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (10), das erste Getriebe (12) und/oder das zweite Getriebe (13) mittels wenigstens einer Spaltdichtung abgedichtet sind/ist. 10. Adjusting device (1) according to one of the preceding claims, wherein the housing (10), the first gear (12) and / or the second gear (13) are sealed by means of at least one gap seal / is.

1 1 . Verstelleinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das feststehende, verzahnte, erste Rad (26) und/oder das feststehende, verzahnte, zweite Rad (23) zu einem mit dem jeweiligen Rad (23,26) im Verzahnungseingriff befindlichen, beweglichen Getriebebauteil (20,41 ) eine Schmiegung von weniger als 20% ausbildet. 1 1. Adjusting device (1) according to one of the preceding claims, wherein the fixed, toothed, first wheel (26) and / or the fixed, toothed, second wheel (23) to a with the respective wheel (23,26) in meshing engagement, movable Transmission component (20,41) forms an osculation of less than 20%.