Die Erfindung betrifft einen Versteilantrieb nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 .

Ein Verstellgetriebe zwischen Nockenwelle und Nockenwellenantriebsrad erlaubt eine Verstellung der Phasenlage des von der Kurbelwelle her halbtourig angetriebenen Nockenwellenantriebsrades und der Nockenwelle. Das Verstellgetriebe kann bspw. als Doppelplanetengetriebe oder als Harmonic-Drive-Getriebe ausge- bildet sein und ist mit einem Elektromotor als Versteilantrieb gekoppelt. Die DE 102 48 355 A1 zeigt einen derartigen Nockenwellenversteller für eine Verbrennungskraftmaschine.

Der Versteilantrieb für diesen Nockenwellenversteller liegt in der Verlängerung der Nockenwelle - die Motorwelle fluchtet mit der Nockenwelle. Der Motor ist über sein Gehäuse an das Verstellgetriebe bzw. dem das Verstellgetriebe aufnehmenden Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine befestigt und greift mit seiner Motorwelle in das Verstellgetriebe ein. Die Motorwelle und das Verstellgetriebe sind über eine in dieser Schrift als Zweikantwellenkupplung bezeichnete Kopplung drehfest miteinander verbunden.

Die EP 1 039 101 A2 beschreibt einen Versteilantrieb, der als Harmonic-Drive ausgeführt ist und mit einem Scheibenläufermotor gekoppelt ist. Aus der DE 10 2005 018 956 A1 ist ein Verstellgetriebe bekannt, welches einen Versteilantrieb - dessen Motorwelle - über eine radiale Verschiebungen ausgleichende Kupplung mit der Verstellwelle drehfest koppelt. Bei einer Ausführung der vorbekannten Lösung ist die Motorwelle über die Kupplung mit dem Planetenträger verbunden. Dieser ist über die in den Innenverzahnungen der Hohlräder laufenden Planetenräder des Doppelplanetengetriebes schwimmend gelagert.

Bei einer weiteren Ausführungsform der genannten Schrift ist das Verstellgetriebe als Wolfromgetriebe ausgebildet. Das Sonnenrad sowie die mit den Innenverzahnungen der Hohlräder kämmenden Planetenräder laufen schwimmend, d.h. diese sind durch ihren gegenseitigen Eingriff radial positioniert. Zwischen der Verstell- welle, welche das Sonnenrad trägt, und der Motorwelle des Versteilantriebes ist eine Oldham-Kupplung angeordnet, welche den radialen Ausgleich zwischen der Motorwelle und der schwimmend laufenden Verstellwelle des Sonnenrades bewirkt.

Eine Anbindung des Motors an das Verstellgetriebe ist bei den in der DE 10 2005 018 956 A1 gezeigten Ausführungen nur im Bereich der Kupplung möglich bzw. sinnvoll. Die EP 1 857 644 A1 zeigt die Verwendung einer Kreuzscheibenkupplung bei einem hydraulischen Nockenwellenversteller.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Versteilantrieb in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Ausführung vorzuschlagen. Insbesondere soll die zu schaffende Lösung eine einfache Anbindung eines Ver- stellantriebes an das Verstellgetriebe ermöglichen und einen sicheren Betrieb gewährleisten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Versteilantrieb besteht aus

- einem Elektromotor mit einem Gehäuse und einer drehbar gelagerten Motorwel- le,

- einem mit der Motorwelle verbundenen Ritzel, welches als Sonnenrad in Eingriff mit einer Anzahl von Ritzeln eines Verstellgetriebes bringbar ist, wobei diese Ritzel nach Art von Planetenrädern um das Sonnenrad angeordnet sind,

wobei die Verbindung des Ritzels mit der Welle einerseits drehfest ist, andererseits eine radiale Bewegung des Ritzels gegenüber der Motorwelle erlaubt. Das Ritzel ist mit der Motorwelle verbunden, d.h. an dieser axial fixiert, so dass der Motor samt dem Ritzel von dem Verstellgetriebe getrennt werden kann. Beim Zusammenbau ergibt sich dabei der Vorteil, dass das Verstellgetriebe ohne den Versteilantrieb und ohne das Sonnenrad montiert und mit einer Welle, insbesondere der Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine verbunden werden kann. Weiterbildend ist erfindungsgemäß vorgesehen:

- das Ritzel ist mittels einer Kreuzschieber- bzw. Kreuzscheibenkupplung mit der Motorwelle verbunden. Diese Kupplung ermöglicht einen radialen Ausgleich zwischen der Achse des Ritzels, welches durch die mit ihm kämmenden Getrieberitzel geführt ist, und der Motorwellenachse. Das Ritzel ist hierbei in axialer Richtung fixiert und an der Motorwelle befestigt. Alternativ kann das Ritzel mittels einer Old- ham-Kupplung mit der Motorwelle verbunden sein.

- die axiale Fixierung der Kupplungselemente erfolgt durch eine stirnseitig in das Ende der Motorwelle eingesetzte Schraube, welche die Kupplungselemente durchgreift.

- das Ritzel ist als Nabenelement einer Kreuzschieber- bzw. Kreuzscheibenkupplung ausgebildet und wirkt mit einem in der Ebene senkrecht zur Motorachse beweglich gelagerten Kreuzschieber, der Kreuzscheibe zusammen. Diese Ausfüh- rung baut besonders kompakt, da das Ritzel direkt ein Teil der Kupplung bildet.

- der Verstellantrieb wirkt mit einem Nockenwellenversteller einer Verbrennungskraftmaschine zusammen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Versteilantriebes eignet sich besonders vorteilhaft für einen Nockenwellenversteller, da das Verstellgetriebe zunächst ohne den Antrieb an der Nockenwelle oder einer diese verlängernden Welle montiert werden kann. Der Verstellantrieb wird anschließend einfach an das Verstellgetriebe angesetzt, das Motorritzel erfährt die entsprechende Ausrichtung durch die mit ihm zusammenwirkenden Getrieberitzel. - das Verstellgetriebe weist Mittel zur Zentrierung, zentrischen Führung des Ritzels des Versteilantriebes auf. Neben den Ritzeln des Verstellgetriebes können weitere Führungsmittel für das Ritzel des Versteilantriebes vorgesehen sein, welche dieses während des Betriebs führen. Besonders vorteilhaft gestalten sich diese zusätzlichen Führungsmittel, wenn diese als im Verstellgetriebe drehbar gelagerte Rollen ausgebildet sind, welche mit einem zylindrischen Ringbereich des Ritzels wälzend zusammenwirken. Die Rollen sind dazu in einer Ebene parallel zu der Ebene angeordnet, in welcher die mit dem Ritzel kämmenden Ritzel liegen.

Des Weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1 und 2 eine perspektivische Außenansicht des erfindungsgemäßen

Versteilantriebes mit Ritzel und Kupplung in

Explosionsdarstellung,

Figur 3 die Kupplungskomponenten im Detail,

Figur 4 eine Ansicht von Versteilantrieb und Verstellgetriebe mit einem Teilschnitt im Bereich von Kupplung und Ritzel, und

Figur 5 eine Draufsicht auf die Führung des Ritzels durch die im

Verstellgetriebe zusätzlich angeordneten Rollen.

Der in den Figuren 1 und 2 perspektivisch wiedergegebene Versteilantrieb VA besteht aus einem Gehäuse 1 eines Elektromotors mit einer drehbar gelagerten Motorwelle 2. Das Gehäuse 1 wird über Befestigungsöffnungen 3 und nicht dargestellte Schrauben an einem Zylinderkopf bzw. einem Motorteil einer Verbrennungskraftmaschine befestigt. Die drehbar im Gehäuse 1 gelagerte Motorwelle 2 ist an einem Ende herausgeführt, weist stirnseitig eine Gewindebohrung auf und ist als Teil einer Klauenverbindung zu einem Nabenteil 4 einer Kreuzschieber bzw. des Weiteren als Kreuzscheibenkupplung bezeichnete Kupplung ausgebildet.

Das Nabenteil 4 weist zwei Arme auf, welche in je eine nutartige Vertiefung 5 ei- nes Kreuzschieberelementes 6 eingesetzt sind und in an sich bekannter Weise mit diesen Vertiefungen 5 gleitend zusammenwirken. Auf der gegenüberliegenden Seite der Vertiefungen 5 weist das Kreuzschieberelement 6 je einen Steg 7 auf, welche in einer um 90 Grad gegenüber den Vertiefungen 5 gedrehten Richtung verlaufen. Diese Stege 7 gleiten in je einer Kulisse 8, welche in einem Boden eines Ritzels 9 eingearbeitet sind. Der Boden des topfförmig geformten Ritzels 9 weist eine Öffnung auf, welche die vorgesehene Beweglichkeit des Kreuzschieberelementes 6 ermöglicht. Das am Ende der Motorwelle 2 angesetzte Nabenteil 4 wirkt mit angeformten Klauen 1 1 und korrespondierend dazu gestalteten Klauen 12 an der Motorwelle zusammen und ist mit einer durchgreifenden und in die Motorwelle eingedrehten Schraube 10 drehfest mit dieser verbunden.

Die Schraube 10 durchgreift eine Öffnung des Kreuzschieberelementes 6 und fi- xiert das Ritzel 9 in axialer Richtung, wozu ein Ring 14 mit zylindrischer Außenkontur passgenau in eine zylindrische Innenöffnung des Ritzels 9 eingesetzt und mit dem Ritzel 9 per Pressung, Schweißung oder Klebung verbunden ist. Der Ring 14 liegt an den Armen des Nabenteils 4 an und hält so das Kreuzschieberelement 6 zwischen Ritzel 9 und Nabenteil 4, was die axiale Fixierung des Ritzels 9 ergibt. Figur 3 zeigt die Bauteile der das Ritzel 9 tragenden Kreuzscheibenkupplung 4, 6, 10, 14 noch einmal in vergrößerter Darstellung.

Figur 4 zeigt den erfindungsgemäßen Versteilantrieb VA und ein mit diesem verbundenes Verstellgetriebe VG einer Nockenwelle 15 einer nicht dargestellten Ver- brennungskraftmaschine. Der Bereich des in die Ritzel des Verstellgetriebes VG eingreifenden Ritzels 9 sowie der Kupplungselemente 4, 6 des Versteilantriebes VA ist hierbei geschnitten wiedergegeben (Teilschnitt).

Eine gegenüber dem Zylinderkopf drehbar gelagerte Nockenwelle 15 - oder ein drehfest mit dieser verbundenes Wellenstück - ist drehfest mit einem Abtriebteil 16 eines Verstellgetriebes VG verbunden. Dazu ist das Abtriebteil 16 mit einer zylindrischen Aufnahme auf das Ende der Nockenwelle 15 aufgesetzt und mittels einer eine Bohrung im Boden des Abtriebs 16 durchgreifenden Schraube 17 befestigt. Der Kopf der Schraube 17 liegt am gegenüberliegenden Boden einer zylindrischen Vertiefung im Abtrieb 16 an. Die Schraube 17 ist von dieser Seite, also von der Seite des Versteilantriebs VA her eingesetzt und eingedreht.

An dem der Nockenwelle 15 abgewandten Seite trägt der Abtrieb 16 drei drehbar gelagerte Ritzel 18, deren Lage in Figur 5 angedeutet ist. Die Ritzel 18 verdrehen in nicht weiter dargestellter und an sich bekannter Weise den Abtrieb 16 und somit die Nockenwelle 15 gegenüber einem als Kettenrad ausgebildeten Antriebrad 19, welches von einer Kurbelwelle her getrieben wird. Das Antriebrad 19 ist mittels Lagern gegenüber dem Abtrieb 16 gelagert, wobei An- und Abtrieb 19, 16 nur während einer Verstellung relativ zueinander rotieren. Die Anordnung der Ritzel 18 (Figur 5) befindet sich unter einer deckeiförmigen Abdeckung 20, welche auf den Abtrieb 16 aufgesetzt ist und zentrisch eine Öffnung aufweist. Durch diese Öffnung ragt ein Teil des Gehäuses 1 des Versteilantriebs VA nebst dem mit der Motorwelle 2 verbundenen Ritzels 9 in den Innenraum, wobei das Ritzel 9 in dieser eingebauten Position des Versteilantriebs VA in die Verzahnungen der in Dreiecksan- Ordnung nach Art von Planetenrädern um das Ritzel 9 angeordnete Ritzel 18 geschoben ist und mit diesen kämmt (Figur 5). Das Gehäuse 1 des Versteilantriebs VA weist an dem zum Verstellgetriebe VG gewandten Ende einen zylindrischen Bund auf, über den das Gehäuse 1 in einer Bohrung einer nicht dargestellten Zylinderkopfwand befestigt und gegenüber der Achse der Nockenwelle 15 zentriert ist.

Die zuvorstehend beschriebene Ausführung ermöglich folgende Montage von Verstellgetriebe VG und Versteilantrieb VA: das Verstellgetriebe VG wird mit seiner Aufnahme am Abtrieb 16 auf das Ende der Nockenwelle 15 - oder des diese ver- längernden Wellenteiles - aufgesetzt. Die Schraube 17 wird durch die eine Öffnung im Boden des Abtriebs 16 von der der Aufnahme gegenüberliegenden Seite her eingesetzt und festgezogen. Somit ist das Verstellgetriebe VG mit der Nockenwelle 15 verbunden. Nun kann der Versteilantrieb VA angesetzt werden, wozu dieser mit dem Ritzel 9 voran in die Öffnung in der Abdeckung 20 geführt wird. Bei dieser Einführung des Ritzels 9 kommen die Zähne des Ritzels 9 und die der Ritzel 18 in Eingriff, wobei das Ritzel 9 und/oder die Ritzel 18 an diesem stirnseitigen Ende(n) Abschrägungen im Randbereich der Zähne aufweisen, durch welche während des Einführens das Ausrichten (Verdrehen) der Ritzel 9, 18 zueinander erleichtert wird. Durch die radiale Beweglichkeit des Ritzels 9 gegenüber der Motor- welle 2 richtet sich das Ritzel 9 bei der Einführbewegung auch radial gegenüber den Ritzeln 18 aus. Die Einführbewegung ist abgeschlossen, wenn der Versteilantrieb VA vollständig in der Aufnahme der Zylinderkopfwand aufgenommen und ausgerichtet ist. Daraufhin erfolgt das Befestigen des Gehäuses 1 mit durch die Befestigungsöffnungen 3 greifenden Schrauben. ln Erweiterung der bisher beschriebenen Ausführungsform kann das Ritzel 9 mit drei zusätzlich im Verstellgetriebe VG gelagerten Rollen 21 zusammenwirken, welche im eingebauten Zustand des Vestellantriebes VA auf einem zylindrischem Ringbereich 22 des Ritzels 9 wälzen und so die radiale Führung des Ritzels 9 ge- genüber dem Verstellgetriebe VG bewirken. Die Figur 5 - ein Schnitt durch eine Ebene, wie sie in Figur 4 mit A - A angedeutet ist - zeigt die drei zusätzlichen Führungsrollen 21 , welche auf dem dem Ritzel 9 vorgelagerten Ringbereich 22 wälzen. Dem Ritzel 9 vorgelagert bedeutet hier, dass der Ringbereich 22 in Achsrichtung des Versteilantriebes VA gesehen hinter dem Zahnbereich des Ritzels 9 liegt, der Versteilantrieb VA also mit diesem Ringbereich 22 voran in das Verstellgetriebe VG eingeführt wird. Die mit dem Ringbereich 22 wälzenden Rollen 21 liegen gemäß Figur 5 also in einer Ebene parallel zu der Ebene, in welcher die mit dem Ritzel 9 kämmenden Ritzel 18 angeordnet sind. Figur 5 zeigt, entsprechend der angedeuteten Schnittebene A - A nach Figur 4, die hinter dieser Schnittebene liegenden Ritzel 18, einen Schnitt durch den Sechskantkopf der Schraube 1 sowie die Anschrägung der stirnseitigen Zahnkonturen des Ritzels 9.

Bezugszeichen

VA Versteilantrieb

VG Verstellgetriebe

1 Gehäuse (Versteilantrieb VA)

2 Motorwelle, Antriebswelle

3 Befestigungsöffnung (Gehäuse 1 )

4 Nabenteil

5 Vertiefung, Nut (Kreuzschieberelement 6)

6 Kreuzschieberelement, Kreuzscheibe

7 Steg (Kreuzschieberelement 6)

8 Kulisse (Boden Ritzel 9)

9 Ritzel (Versteilantrieb VA; Zahnbereich)

10 Schraube

1 1 Klaue (Nabenteil 1 1 )

12 Klaue (Motorwelle 2)

14 Ring

15 Nockenwelle, Welle, Verlängerung

16 Abtrieb (Verstellgetriebe VG)

17 Schraube (Verbindung Abtrieb 16 - Welle 15)

18 Ritzel (Verstellgetriebe VG)

19 Antrieb, Antriebsrad (Verstellgetriebe VG) 20 Abdeckung, Deckel

21 Rolle

22 Ringbereich (Ritzel 9)

23 Lager (Ritzel 18)