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Patent Searching and Data


Title:
ACTUATOR SYSTEM FOR THE VARIABLE ADJUSTMENT OF THE COMPRESSION RATIO OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR ASSEMBLING AN ACTUATOR SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/166058
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an actuator system for the variable adjustment of the compression rate of an internal combustion engine, comprising an electrical drive unit (1) having an input shaft (4) and a transmission unit (2) which is drive-connected to the latter for the transmission of an adjustment moment by means of a spur gear stage (5), where a drive wheel (7) arranged on the input shaft (4) and a transmission input wheel (8) of the transmission unit (2) are arranged axially in parallel to each other, on the spur gear stage (5), with an axial offset (D) according to a pre-determined transmission ratio of the spur gear stage (5), and where an adapter (12) arranged axially between the drive unit (1) and the transmission unit (2) is provided, to which the drive unit (1) is excentrically attached by means of first attaching means (15) arranged on a first attaching pitch circle (17) and to which the transmission unit (2) is excentrically attached by means of second attaching means (16) arranged on a second attaching pitch circle (19), in order to compensate for the axial offset (D). The invention also relates to a method for mounting an actuator system for the variable adjustment of the compression rate of an internal combustion engine.

Inventors:
ZWAHR, Sebastian (Zum Pfaffenweiher 3, Obermichelbach, 90587, DE)
NEHMEYER, Thomas (Reckstraße 10a, Kalchreuth, 90562, DE)
Application Number:
DE2019/100174
Publication Date:
September 06, 2019
Filing Date:
February 27, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
F02B75/04; F16H57/022
Foreign References:
US20150007678A12015-01-08
US5960671A1999-10-05
DE3126243A11983-01-20
CN201599392U2010-10-06
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression in einer Brennkraftmaschine, mit einer elektrischen Antriebseinheit (1 ) mit einer Antriebswelle (4) und einer mit dieser zur Übertragung eines Verstellmoments über eine Stirnradstufe (5) antriebsverbundenen Getriebeeinheit (2), wobei an der Stirnradstufe (5) ein auf der Antriebswelle (4) angeordnetes Antriebsrad (7) und ein Getriebeeingangsrad (8) der Getriebeeinheit (2) mit einem von einer vorbestimmten Übersetzung der Stirnradstufe (5) abhängigen Achsversatz (D) zueinander achsenparallel angeordnet sind, wobei ein axial zwischen Antriebseinheit (1 ) und Getriebeeinheit (2) angeordneter Adapter (12) vorgesehen ist, an dem zum Ausgleich des Achsversatzes (D) einerseits die Antriebseinheit (1 ) mit auf einem ersten Befestigungsteilkreis (17) angeordneten ersten Befestigungsmitteln (15) und andererseits die Getriebeeinheit (2) mit auf einem zweiten Befestigungsteilkreis (19) angeordneten zweiten Befestigungsmitteln (16) exzentrisch befestigt sind.

2. Aktorik nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Exzentrizität (E) von erstem und zweitem Befestigungsteilkreis (17, 19) dem vorbestimmten Achsversatz (D) entspricht.

3. Aktorik nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Adapter (12) einerseits an einer ersten Zentriergeometrie (26) die Antriebseinheit

(1 ) und andererseits an einer zweiten Zentriergeometrie (27) die Getriebeeinheit

(2) exzentrisch mit dem erforderlichen Achsversatz (D) formschlüssig positioniert sind.

4. Aktorik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits an der Antriebseinheit (1 ) ein antriebsseitiger Befestigungsteilkreis (23) und die Antriebswelle (4) und andererseits an der Getriebeeinheit (2) ein getriebeseitiger Befestigungsteilkreis (24) und das Getriebeeingangsrad (8) jeweils exzentrisch angeordnet sind.

5. Aktorik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl und die Teilungen (Si, Si) der Befestigungsmittel (15, 16) auf den Befestigungsteilkreisen (17, 19, 23, 24) derart aufeinander abgestimmt sind, dass durch Verdrehen des Adapters (12) gegenüber der Antriebs- bzw. der Getriebeeinheit (1 , 2) der erforderliche Achsversatz (D) zur Befestigung am Adapter (12) einstellbar ist.

6. Aktorik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (12) als Scheibe oder Flansch ausgebildet ist.

7. Aktorik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradstufe (5) ein auf der Antriebswelle (4) angeordnetes Antriebsrad (7) aufweist, das mit einer Innenverzahnung (9) eines als Hohlrad ausgeführten Getriebeeingangsrads (8) in Eingriff steht.

8. Verfahren zur Montage einer Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression in einer Brennkraftmaschine, mit einer elektrischen Antriebseinheit (1 ) und einer mit dieser zur Übertragung eines Verstellmoments über eine Stirnradstufe (5) antriebsverbundenen Getriebeeinheit (2), wobei Antriebseinheit (1 ) und Getriebeeinheit (2) an der Stirnradstufe (5) mit einem von einer vorbestimmten Übersetzung derselben abhängigen Achsversatz (D) zueinander achsenparallel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebseinheit (1 ) und Getriebeeinheit (2) an einem axial zwischen diesen angeordneten Adapter (12) mit dem für die vorbestimmte Übersetzung erforderlichen Achsversatz (D) exzentrisch befestigt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebs- und Getriebeeinheit (1 , 2) am Adapter (12) positioniert werden und durch Verdrehen desselben gegenüber der Antriebs- und Getriebeeinheit (1 , 2) der erforderliche Achsversatz am Adapter (12) zur Befestigung eingestellt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Übersetzung der Stirnradstufe (5) durch Montage eines mit der entsprechenden Zähnezahl vorgefertigten Antriebsrads (7) der Stirnradstufe (5) eingestellt wird.

Description:
Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression in einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Montage einer Aktorik

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression in einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Montage einer Aktorik gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 8 näher definierten Art.

Eine derartige Aktorik weist üblicherweise ein ein- oder mehrstufiges Übersetzungsgetriebe in Verbindung mit einem antreibenden Elektromotor auf. In einer noch nicht veröffentlichten Voranmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 10 2017 109 307.9 ist eine Aktorik mit einem zweistufigen Verstellgetriebe beschrieben, das eine Stirnradstufe umfasst. Typischerweise besitzt diese einen Achsversatz zwischen an- und abtreibenden Zahnrad. Eine Änderung der Übersetzung bzw. der Zähnezahlen führt häufig auch zur Änderung des Achsversatzes an der Stirnradstufe. Dies bedeutet, dass das Getriebegehäuse und/oder das Elektromotorgehäuse zur Befestigung entsprechend angepasst werden müssen, was hohe Anpassungskosten, insbesondere hohe Werkzeugkosten, zur Folge hat.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Aktorik der vorgenannten Art hinsichtlich der Montage- und Herstellung zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein vereinfachtes und kostengünstige Verfahren zur Montage der Aktorik anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und alternativ durch die Merkmale des Patentanspruchs 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Es wird eine Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression in einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, wobei die Aktorik eine elektrische Antriebseinheit mit einer Antriebswelle und einer mit dieser zur Übertragung eines Verstellmoments über eine Stirnradstufe antriebsverbundenen Getriebeeinheit umfasst. An der Stirnradstufe sind ein auf der Antriebswelle angeordnetes Antriebsrad und ein Getriebeeingangsrad der Getriebeeinheit mit einem von einer vorbestimmten Übersetzung der Stirnradstufe abhängigen Achsversatz zueinander achsenparallel angeordnet. Zum Ausgleich des Achsversatzes ist ein axial zwischen Antriebseinheit und Getriebeeinheit angeordneter Adapter vorgesehen, an dem einerseits die Antriebseinheit mit auf einem ersten Befestigungsteilkreis angeordneten ersten Befestigungsmitteln und andererseits die Getriebeeinheit mit auf einem zweiten Befestigungsteilkreis angeordneten zweiten Befestigungsmitteln exzentrisch befestigt sind. Auf diese Weise wird der Achsversatzausgleich am Adapter erreicht und eine kostenintensive Anpassung von Antriebs- und Getriebeeinheit vermieden.

Bevorzugt sind dabei erster und zweiter Befestigungsteilkreis mit einer dem vorbestimmten Achsversatz entsprechenden Exzentrizität angeordnet. Auf diese Weise ist bei Anpassung der Übersetzung der Stirnradstufe nur der Austausch des Adapters zur Änderung des Achsversatzes erforderlich.

In besonders vorteilhafter Weise können am Adapter Zentriergeometrien vorgesehen sein, um den Achsversatz noch toleranzärmer zu gestalten. Bevorzugt sind hierbei am Adapter einerseits an einer ersten Zentriergeometrie die Antriebseinheit und andererseits an einer zweiten Zentriergeometrie die Getriebeeinheit exzentrisch entsprechend dem erforderlichen Achsversatz formschlüssig positioniert. Die Zentriergeometrien sind jeweils vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet. Denkbar sind auch andere Zentriergeometrien, an denen die Achspositionen von Antriebseinheit und Getriebeeinheit zueinander festgelegt sind, insbesondere können jeweils drei um 120° versetzt angeordnete Anschläge vorgesehen sein. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn einerseits an der Antriebseinheit ein antriebsseitiger Befestigungsteilkreis und die Antriebswelle exzentrisch angeordnet sind und andererseits an der Getriebeeinheit ein getriebeseitiger Befestigungsteilkreis und das Getriebeeingangsrad derselben exzentrisch angeordnet sind. Vorzugsweise sind dabei die Zentriergeometrien auf exzentrischen Zentrierteilkreisen angeordnet.

Hierbei ist es möglich, die Anzahl und die Teilungen der auf den Befestigungsteilkreisen angeordneten Befestigungsmittel und die Exzentrizität der Befestigungsteilkreise derart aufeinander abzustimmen, dass bei der Montage durch Verdrehen des Adapters gegenüber der Antriebs- bzw. der Getriebeeinheit der erforderliche Achsversatz am Adapter zur Befestigung einstellbar ist. Hierdurch kann in besonders vorteilhafter weise zur Änderung des Achsversatzes bei Anpassung der Übersetzung der Stirnradstufe immer der gleiche Adapter verwendet und ein Austausch desselben vermieden werden.

In weiterhin besonders vorteilhafter weise, sind die Teilungen derart gewählt, dass ein Verdrehen des Adapters um eine Teilung der erforderlichen Achsversatzdifferenz bei Anpassung der Übersetzung der Stirnradstufe durch Zahnvarianz von einem Zahn eines Antriebsrads der Stirnradstufe entspricht.

Der Adapter ist vorzugsweise als bauraumsparende und einfach herstellbare Scheibe, insbesondre Ringscheibe bzw. -flansch, ausgebildet.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Stirnradstufe ein auf der Antriebswelle angeordnetes, beispielsweise als Antriebsritzel ausgeführtes Antriebsrad auf, das mit einer Innenverzahnung des als Hohlrad ausgebildeten Getriebeeingangsrads in Eingriff steht.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Montage einer Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression in einer Brennkraftmaschine gelöst. Hierbei sind eine elektrische Antriebseinheit und eine mit dieser zur Übertragung eines Verstellmoments über eine Stirnradstufe antriebsverbundene Getriebeeinheit mit einem von einer vorbestimmten Übersetzung der Stirnradstufe abhängigen Achsversatz zueinander achsenparallel angeordnet. Erfindungsgemäß werden Antriebseinheit und Getriebeeinheit zur Befestigung an einem axial zwischen diesen angeordneten Adapter mit dem für die vorbestimmte Übersetzung erforderlichen Achsversatz exzentrisch befestigt. Hierbei können jeweils Antriebs- und Getriebeeinheit modulartig als unveränderte Bauteile montiert werden, wobei eine erforderliche Änderung des Achsversatzes zur Anpassung der Übersetzung alleine durch Verwendung eines entsprechend angepassten Adapters als Zwischenstück zur Befestigung erfolgt. Dieser ist als einfach aufgebautes Bauteil kostengünstig angepasst herstell- und montierbar.

Dabei können Antriebs- und Getriebeeinheit am Adapter positioniert und kann durch Verdrehen desselben gegenüber der Antriebs- bzw. der Getriebeeinheit der erforderliche Achsversatz am Adapter zur Befestigung eingestellt werden. Hierdurch ist es möglich zur Anpassung des Achsversatzes immer den gleichen Adapter zu verwenden.

Die vorbestimmte Übersetzung der Stirnradstufe kann auf einfache Weise durch Montage eines mit der entsprechenden Zähnezahl vorgefertigten Antriebsrads der Stirnradstufe eingestellt werden. Durch Variation der Zähnezahl des Antriebsrads kann dabei in besonders vorteilhafter Weise eine Übersetzungsspreizung an der Stirnradstufe in einem Bereich von 1 : 1 ,5 bis 1 :4 erreicht werden. Hierbei ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die Getriebeeinheit eine mit der Stirnradstufe verbundene, insbesondere als Wellgetriebe ausgeführte, weitere Getriebestufe mit einer Übersetzung in einem Bereich von 1 :50 bis 1 :200 aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, bei kleinem Drehmoment der elektrischen Antriebseinheit durch Variation des Antriebsrads das Verstellmoment am Abtrieb der Aktorik zur Anpassung an die Einsatzbedingungen in einem weiten Bereich zu variieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere zur Montage der beanspruchten und oben beschriebenen Aktorik verwendet werden.

Auf diese Weise kann die Aktorik modular zusammengesetzt und an Adapter und Antriebsrad als einfach aufgebaute Bauteile besonders einfach an die jeweiligen Einsatzbedingungen bzw. Kundenwünsche, innbesondere hinsichtlich der Getriebeübersetzung, angepasst werden. Antriebseinheit und Getriebeeinheit können dabei als gleichbleibende Standardbauteile durch Massenfertigung mit Großserientechnologie kostengünstig hergestellt werden. Die erforderlichen Anpassungen erfolgen durch Montage eines entsprechenden Adapters bzw. durch Verdrehung desselben und an der Stirnradstufe durch Montage eines Antriebsrads mit der für die vorbestimmte Übersetzung der Stirnradstufe erforderlichen Zähnezahl. Montage und Fierstellung der Aktorik können so vereinfacht und die Kosten hierfür reduziert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Aktorik zur variablen Einstellung der

Kompression in einer Brennkraftmaschine in einem ersten

Ausführungsbeispiel,

Figur 2 die Aktorik in einer Schnittdarstellung,

Figuren 3 und 4 Einzelansichten eines erfindungsgemäßen Adapters der Aktorik,

Figur 5 eine erfindungsgemäße Aktorik zur variablen Einstellung der

Kompression in einer Brennkraftmaschine in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Figur 6 Einzelansicht eines erfindungsgemäßen Adapters der Aktorik aus

Figur 5,

Figur 7 eine Ansicht einer Antriebseinheit der Aktorik aus Figur 5.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In Figuren 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression in einer Brennkraftmaschine in einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Aktorik ist modular mit einer elektrischen Antriebseinheit 1 und einer Getriebeeinheit 2 aufgebaut. Die Antriebseinheit 1 besteht aus einem Elektromotor mit Motorgehäuse 3 und einer Antriebswelle 4. Die Getriebeeinheit 2 ist zweistufig aufgebaut und umfasst eine Stirnradstufe 5 und ein nicht dargestelltes Wellgetriebe sowie ein Getriebegehäuse 6. Die Antriebseinheit 1 ist mit der Antriebswelle 4 über die Stirnradstufe 5 mit einem Getriebeeingangsrad 8 der Getriebeeinheit 2 antriebsverbunden. Die Stirnradstufe 5 weist ein auf einem freien Ende der Antriebswelle 4 drehfest angeordnetes Antriebsrad 7 auf, das mit dem Getriebeeingangsrad 8 zur Übertragung eines Verstellmoments in Eingriff steht. Das Getriebeeingangsrad 8 ist als Hohlrad mit einer Innenverzahnung 9 ausgeführt, die mit einer geradverzahnten Außenverzahnung des Antriebsrads 7 kämmt.

Die Antriebswelle 4 greift mit dem Antriebsrad 7 in eine zentrale axiale Öffnung des Getriebegehäuses 6 ein. Die Drehachse 10 des Antriebsrads 7, die zugleich die Drehachse der Antriebswelle 4 und des Elektromotors der Antriebseinheit 1 bildet, ist mit einem Achsversatz bzw. -abstand D parallel versetzt bzw. beabstandet zur Drehachse 1 1 des Getriebeeingangsrads 8 angeordnet, das zugleich die Drehachse des an dieses angeschlossenen Wellgetriebes bildet.

Die Antriebseinheit 1 ist mit dem Motorgehäuse 3 über einen axial zwischen dieser und der Getriebeeinheit 2 angeordneten Adapter 12 am Getriebegehäuse 6 letzterer befestigt, derart, dass an der Stirnradstufe 5 zwischen Antriebswelle 4 und Getriebeeingangsrad 8 der erforderliche Achsversatz D erreicht wird. Der Adapter 12 ist als kreisrunde flache Ringscheibe bzw. -flansch ausgeführt, an deren flachen Seiten einerseits die Antriebseinheit 1 und andererseits die Getriebeeinheit 2 flächig anliegt (Figuren 2, 3 und 4). Der Adapter 12 ist radial innen mit einer zentralen axialen Durchgangsöffnung 13 ausgeführt, an der die Antriebswelle 4 mit dem Antriebsrad 5 hindurchgeführt ist.

Am Adapter 12 ist auf einem ersten Befestigungsteilkreis 17 die Antriebseinheit 1 und auf einem exzentrisch zum ersten Befestigungsteilkreis 17 angeordneten zweiten Befestigungsteilkreis 19 die Getriebeeinheit 2 befestigt. Hierzu sind auf den Befestigungsteilkreisen 17, 19 erste bzw. zweite Befestigungsmittel 15, 16 gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Befestigungsmittel 15, 16 sind als Schraubenverbindungen mit Befestigungsschrauben und korrespondierenden Schraubenbohrungen, als Gewinde- oder Durchgangsbohrungen, ausgeführt.

Die Antriebseinheit 1 weist einen einteilig mit dem Motorgehäuse 3 ausgeführten Befestigungsflansch 14 mit einem antriebsseitige Befestigungsteilkreis 23 auf, an dem sie mit den ersten Befestigungsmitteln 15 am ersten Befestigungsteilkreis 17 des Adapters angeschraubt ist. Getriebeseitig ist am Adapter 12 am zweiten Befestigungsteilkreis 19 die Getriebeeinheit 2 mit einem Gehäuseflansch 25 mit einem getriebeseitigen Befestigungsteilkreis 24 mit den zweiten Befestigungsmittel16 angeschraubt.

Die Befestigungsmittel 15, 16 sind auf den Befestigungsteilkreisen 17, 19, 23, 24 jeweils umfänglich gleichmäßig verteilt angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsmittel 15, 16 mit jeweils sechs Schrauben entlang des jeweiligen Befestigungsteilkreises 17, 19, 23, 24 mit den zugehörigen Schraubenbohrungen 18, 20, 21 , 22 jeweils um 60° winkelversetzt zueinander angeordnet. Erster und zweiter Befestigungsteilkreis 17, 19 und die zugeordneten Befestigungsmittel 15, 16 sind mit einer Exzentrizität E exzentrisch angeordnet. Dabei sind weiterhin die ersten Befestigungsmittel 15 auf dem ersten Befestigungsteilkreis 17 konzentrisch zur zentralen Durchgangsöffnung 13 am Adapter 12 ausgebildet. Die Schrauben der ersten Befestigungsmittel 15 greifen in die axial durchgehende Schraubenbohrungen 21 am antriebsseitigen Befestigungsflansch 14 ein und sind in die mit diesen korrespondierenden ersten Schraubenbohrungen 18 am Adapter 12 eingeschraubt, während die Schrauben der zweiten Befestigungsmittel 16 in die axial durchgehenden zweiten Schraubenbohrungen 20 am Adapter 12 hindurchgehen und in die mit diesen korrespondierenden Schraubenbohrungen 22 am Gehäuseflansch 25 eingreifen. Die Schraubenbohrungen 20 der zweiten Schraubenverbindungen 16 sind als am Adapter 12 antriebsseitig ausgehende Senkbohrungen für Senkkopfschrauben ausgeführt, damit antriebsseitig am Adapter 12 die Anlage des antriebsseitigen Befestigungsflanschs 14 nicht behindert wird.

Das Antriebsrad 7 und das mit diesem kämmende Getriebeeingangsrad 8 bilden die Stirnradstufe 5 als eine erste Getriebestufe, wobei das Getriebeeingangsrad 8 zugleich das Abtriebsrad der ersten Getriebestufe bildet. Auf diese Weise ist das Getriebeeingangsrad 8 integraler Bestandteil der Getriebeeinheit 2 und mit einer als Wellgetriebe ausgeführten zweiten Getriebestufe verbunden Es ist dabei einteilig mit einem Innenring eines Wellgenerators des Wellgetriebes ausgebildet.

Eine erste Übersetzungsstufe zwischen Antriebsrad 7 und Getriebeeingangsrad 8 deckt durch Variation des Antriebsrads 7 eine Übersetzungsspreizung zwischen 1 : 1 ,5 und 1 :4 ab. Das Antriebsrads 7 ist als einfach aufgebautes Zahnrad ausgeführt, das zur Herstellung der erforderlichen Übersetzung durch die Zähnezahl einfach anpassbar bzw. austauschbar ist.

Die zweite Getriebestufe weist vorzugsweise eine deutlich höhere Übersetzung von minimal 1 :50 bis maximal 1 :200 auf. Diese wird einmalig für den Anwendungsbereich festgelegt und braucht anschließend zur Anpassung an die jeweiligen Einsatzbedingungen nicht mehr verändert werden. Durch die Variation des Antriebsrads 7 lässt sich somit bei gegebenem Motordrehmoment des Elektromotors der Antriebseinheit 1 und bei einer festgelegten Übersetzung der zweiten Getriebestufe auf einfache Weise eine künden- bzw. einsatzspezifische Funktionsanpassung durchführen. Bei einem maximalen Motordrehmoment des Elektromotors beispielsweise von 1 Nm und einer Übersetzung am Wellgetriebe von 1 : 100 wäre es möglich, durch Variation des Antriebsrads 7 das Abtriebsmoment der Aktorik von 150 Nm bis zu 400 Nm zu variieren. Hierdurch ist es in besonders vorteilhafter Weise weiterhin einfach möglich, die Aktorik hinsichtlich der maximalen Verstellgeschwindigkeit und dem maximalen Abtriebsmoment bzw. der minimalen Stromaufnahme im Positionshaltebetrieb direkt auf den Kundenwunsch bzw. die Einsatzbedingungen anzupassen. Dabei wird eine Anpassung des kompliziert aufgebauten Elektromotors sowie des Wellgetriebes oder eines alternativ anstelle dessen verwendbaren Exzentergetriebes vermieden.

Durch Variation des Antriebsrads 7 zur Anpassung der Übersetzung an die Kunden- bzw. Einsatzbedingungen, ergibt sich zwangsläufig jeweils ein entsprechend unterschiedlicher Achsversatz bzw. -abstand D zwischen der Antriebwelle 4 mit dem Antriebsrad 7 und dem Getriebeeingangsrad 8 der Getriebeeinheit 2. Der Achsversatz bzw. -abstand D muss bei der Montage von Antriebseinheit 1 und Getriebeeinheit 2 erreicht werden. Dies wird mit dem an die jeweilige Übersetzung bzw. den dabei erforderlichen Achsversatz D angepassten Adapter 12 ermöglicht.

Hierzu sind die Antriebseinheit 1 und der Getriebeeinheit 2 an den Befestigungsteilkreisen 17, 19 am Adapter 12 exzentrisch angeordnet (Figuren 3 und 4). Dabei ist die Exzentrizität E derart bestimmt, dass durch Anschrauben der Antriebseinheit 1 auf dem ersten Befestigungsteilkreis 17 am Adapter 12 und durch Anschrauben desselben auf dem zweiten Befestigungsteilkreis 19 am Gehäuseflansch 25 des Getriebegehäuses 6 sich an der Stirnradstufe 5 zwischen dem Antriebsrad 7 und dem Getriebeeingangsrad 8 der erforderliche Achsversatz D entsprechend der vorbestimmten Übersetzung einstellt. Der zweite Befestigungsteilkreis 19 am Adapter 12 und der getriebeseitige Befestigungsteilkreis 24 am Gehäuseflansch 25 sind im Durchmesser entsprechend groß ausgeführt, um eine große Spreizung an Übersetzungen an der Stirnradstufe 5 erreichen zu können. Deshalb ist am Adapter 12 der erste Befestigungsteilkreis 17 innerhalb des zweiten Befestigungsteilkreises 19 gelegen.

Ferner sind am Adapter 12 und der Antriebseinheit 1 bzw. der Getriebeeinheit 2 zusätzliche Zentriergeometrien 26, 27 vorgesehen, um den Achsversatz D noch toleranzärmer einzustellen (Figur 2). Eine antriebsseitige Zentriergeometrien 26 wird hier durch einen kreiszylindrischen axialen Vorsprung oder Flansch am Motorgehäuse 3 gebildet, der mit dem Außendurchmesser am Innendurchmesser einer komplementären axialen Vertiefung am Adapter 12 eingreift. Auf diese Weise sind Antriebseinheit 1 und Adapter 12 am Außendurchmesser des Vorsprungs und am Innendurchmesser der Vertiefung formschlüssig in radiale Richtung positioniert. Durch eine analoge getriebeseitige Zentriergeometrie 27 an Adapter 12 und Getriebegehäuse 6 sind Adapter 12 und Getriebeeinheit 2 formschlüssig radial positioniert. Hierbei sind die Zentriergeometrien 26, 27 auf exzentrischen Zentrierteilkreisen angeordnet, derart, dass bei der Montage Antriebs- und Getriebeeinheit 1 , 2 mit den Zentriergeometrien 26, 27 am Adapter 12 mit dem erforderlichen Achsversatz D zwischen Antriebsrad 7 und Getriebeeingangsrad 8 zueinander positioniert und ausgerichtet werden können.

Die erfindungsgemäß modular aufgebaute Aktorik ermöglicht eine besonders einfache Anpassung der Getriebeübersetzung der Aktorik an die Kunden- bzw. Einsatzbedingungen durch die Variation des Antriebsrads 7 der Stirnradstufe 5 und durch den Adapter 12 zur Einstellung des entsprechenden Achsversatzes. Das Antriebsrad 7 und der Adapter 12 sind einfach aufgebaute Bauteile, die einfach und kostengünstig anpass- und herstellbar sind. Alle anderen Module wie Antriebseinheit 1 mit Motorgehäuse 3 und Befestigungsflansch 14 sowie Getriebeeinheit 2 mit Getriebegehäuse 6 und Getriebegehäuseflansch 25 bleiben jeweils unverändert und können als jeweils identische Bauteile durch kosteneffiziente Massenfertigung und Großserientechnologien kostenseitig optimiert hergestellt werden.

Figuren 5 bis 7 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression in einer Brennkraftmaschine. Bei dieser Variante sind an der Antriebseinheit 1 der antriebsseitige Befestigungsteilkreis 23 am Befestigungsflansch 14 und die Antriebswelle 4 mit der Drehachse 10 exzentrisch angeordnet. Ebenso sind an der Getriebeeinheit 2 der getriebeseitige Befestigungsteilkreis 24 am Gehäuseflansch 25 und das Getriebeeingangsrad 8 mit der Drehachse 1 1 exzentrisch angeordnet. Hierbei sind vorzugweise auch die Zentriergeometrien 26, 27 mit den zugeordneten Zentrierteilkreisen und die Antriebswelle 4 mit der Drehachse 10 bzw. das Getriebeeingangsrad 8 mit der Drehachse 1 1 entsprechend exzentrisch angeordnet.

In dieser Konstellation können bei der Montage Antriebs- und Getriebeeinheit 1 , 2 an den Zentriergeometrien 26, 27 mit dem erforderlichen Achsversatz D am Adapter 12 zueinander positioniert werden. Vorzugsweise sind dabei die Anzahl und die Teilungen Si , Si der Befestigungsmittel 15, 16 auf den Befestigungsteilkreisen 17, 19, 23, 24 derart aufeinander abgestimmt, dass durch Verdrehen desselben gegenüber der Antriebs- bzw. der Getriebeeinheit 1 , 2 der erforderliche Achsversatz am Adapter 12 zur Befestigung eingestellt werden kann. Dadurch kann auch der Adapter 12 mit den Befestigungsteilkreisen 17, 19 für alle Anpassungen gleichbleiben. Nur das Antriebsrad 7 muss entsprechend der angeforderten Übersetzungen angepasst bzw. ausgetauscht werden.

Hierbei ist es des Weiteren möglich, die Anzahl und die Teilungen Si , S2 der Befestigungsmittel 15, 16 und die Exzentrizität der Befestigungsteilkreise 17, 19, 23, 24 so aufeinander abzustimmen, dass die Verdrehung des Adapters um eine Schraubenteilung S-i, S2 genau der erforderlichen Achsversatzdifferenz bei einer Anpassung der Übersetzung der Stirnradstufe 5 bei einer Zahnvarianz von einem Zahn am Antriebsrad 7 entspricht. Die Teilung S1, S2 auf den Befestigungsteilkreisen 17, 19 beträgt hier S1 = S2 = 60°. Dabei beschreibt die Teilung S1, S2 den Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Befestigungsmittel 15, 16 bzw. Schraubenverbindungen auf den jeweiligen Befestigungsteilkreisen 17, 19 bzw. 23, 24.

Stirnradstufe 5 und Wellgetriebe der Getriebeeinheit 2 bilden ein zweistufiges Verstellgetriebe, über das ein Verstellmoment von der Antriebseinheit 1 auf eine getriebeausgangsseitig anschließbare nicht dargestellte Verstellwelle, insbesondere eine Exzenterwelle in Verbindung mit einem sogenannten Multi-Link-System, zur variablen Einstellung der Kompression bzw. der Verdichtung der Brennkraftmaschine übertragbar ist.

Bezuqszeichenliste

1 Antriebseinheit

Getriebeeinheit

Motorgehäuse

Antriebswelle

Stirnradstufe

Getriebegehäuse

Antriebsrad

Getriebeeingangsrad

Innenverzahnung

10 Drehachse

1 1 Drehachse

12 Adapter

13 Durchgangsöffnung

14 Befestigungsflansch

15 Befestigungsmittel

16 Befestigungsmittel

17 Befestigungsteilkreis

18 Schraubenbohrung

19 Befestigungsteilkreis

20 Schraubenbohrung

21 Schraubenbohrung

22 Schraubenbohrung

23 Befestigungsteilkreis

24 Befestigungsteilkreis

25 Gehäuseflansch

26 Zentriergeometrie

27 Zentriergeometrie

D Achsversatz

E Exzentrizität

Si Teilung

S2 Teilung