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DE102016223969A1 - Aktorik zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Aktorik zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine Download PDF

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DE102016223969A1
DE102016223969A1 DE102016223969.4A DE102016223969A DE102016223969A1 DE 102016223969 A1 DE102016223969 A1 DE 102016223969A1 DE 102016223969 A DE102016223969 A DE 102016223969A DE 102016223969 A1 DE102016223969 A1 DE 102016223969A1
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transmission
ring
electric motor
rotor
stator
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Christian Dörner
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktorik mit einer Stellwelle (1) zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine, mit einem Elektromotor (1) und einem Getriebe (2) zur Übersetzung und Übertragung einer vom Elektromotor (1) erzeugten Drehbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (1) mit einem außen umlaufenden Rotor (4) und einem innen liegenden feststehenden Stator (5) in einem vom Getriebe (2) zumindest abschnittsweise radial umschlossenen Raum angeordnet ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Aktorik zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine und eine Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 10 näher definierten Art.
  • Beispielsweise befassen sich US 8 726 858 B2 , EP 2 787 196 B1 und DE 10 2008 060 932 A1 mit der Gestaltung von Verstellvorrichtungen zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine. In den vorgenannten Vorrichtungen müssen zunächst an eine Verstellwelle ein Verbindungsmechanismus mit mehreren Verbindungselementen, ein Getriebe und anschließend ein Elektromotor als Antrieb angebracht werden. Da mehrere Bauteile an der Brennkraftmaschine montiert werden müssen, bedingt dies eine aufwendige Montage der Verstellvorrichtung. Außerdem ist die Handhabung mehrerer Bauteile in der Lieferkette erforderlich, wodurch insbesondere mehr Verpackungsmaterial nötig ist und der Herstellungsaufwand erhöht wird. Zudem muss die sensible Zentrierung von Getriebe und Elektromotor an der Brennkraftmaschine vorgenommen werden, wodurch der Montageaufwand weiter erhöht wird. Durch einen dabei möglichen Achsversatz zwischen Getriebe und Elektromotor ist eine solche Anordnung verschleißanfällig. Zudem entstehen an den zu montierenden Bauteilen zahlreiche Dichtstellen, insbesondere zwischen dem ölgeschmierten Getriebe und der Umgebung. Dies erhöht die Zahl der Bauteile und die Gefahr einer Leckage. Diese Ausgestaltungen erfordern daher eine große Zahl von Bauteilen und benötigen einen großen Bauraum.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Aktorik der vorgenannten Art hinsichtlich ihres Aufbaues zu vereinfachen und bauraumsparend sowie kostengünstig zu gestalten.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und alternativ durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
  • Es wird eine Aktorik mit einer Stellwelle zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine mit einem Elektromotor und einem Getriebe zur Übersetzung und Übertragung einer vom Elektromotor erzeugten Drehbewegung vorgeschlagen. Hierbei ist der Elektromotor mit einem außen umlaufenden Rotor und einem innenliegenden feststehenden Stator in einem vom Getriebe zumindest abschnittsweise radial umschlossenen Hohlraum angeordnet. Auf diese Weise ist der Elektromotor in das Getriebe integriert und kann bauraumsparend in einem sonst ungenutzten Hohlraum des Getriebes angeordnet werden. Dadurch wird eine kostengünstige sehr kompakte Bauweise mit wenigen Bauteilen erreicht.
  • Vorzugsweise ist dabei das Getriebe mit einem antriebsseitigen Innenring direkt am Außendurchmesser des Rotors drehfest abgestützt, wodurch eine zusätzliche Kupplung zwischen Getriebe und Elektromotor und eine zusätzliche Abstützung des Innenrings vermieden wird. Zudem ist keine Zentrierung von Getriebe und Elektromotor während der Montage erforderlich.
  • Bevorzugt ist ein den Innenring radial außen zumindest abschnittsweise umfassendes abtriebsseitiges Hohlrad vorgesehen, das vorzugsweise zur Übertragung einer Stellbewegung direkt mit der Stellwelle verbunden ist.
  • In einer bevorzugten besonders bauraumsparenden Ausgestaltung der Erfindung weist das Getriebe einen feststehenden Ring mit einer Außenverzahnung auf, der in eine Innenverzahnung des Hohlrads eingreift und zugleich Rotor und Stator radial außen umfasst. Auf einfache Weise kann so der Elektromotor mit Rotor und Stator in dem vom außenverzahnten Ring umfassten Hohlraum angeordnet werden.
  • In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der antriebsseitige Innenring mit einer elliptischen Außenkontur ausgeführt. Vorzugsweise ist dabei der feststehende Ring im Bereich seiner Verzahnung elastisch verformbar ausgebildet, wobei der feststehende Ring an seinem Innendurchmesser vom Innenring mit der elliptischen Außenkontur antreibbar ist. Das Getriebe ist auf diese Weise mit flexiblem Verzahnungseingriff, insbesondere als sogenanntes Wellgetriebe, ausgeführt, wobei der Innenring als sogenannter Wave Generator und der Ring mit der Außenverzahnung als sogenannter Flexring dienen. Der außenverzahnte Ring bildet dabei ein hochübersetzendes elastisches Übertragungselement, das bauraumsparend einerseits direkt mit dem Innenring als Antriebselement und andererseits mit dem Hohlrad direkt zusammenwirkt und so die am Rotor vom Elektromotor erzeugte Drehbewegung als Stellbewegung auf das Hohlrad bzw. auf die Stellwelle überträgt. Das Wellgetriebe zeichnet sich durch eine hohe Übersetzung und Steifigkeit sowie geringen Bauraum aus. Der außenverzahnte verformbare Ring ist mit einem topfförmigen Ansatz in Blech, insbesondere durch Tiefziehen, besonders einfach herstellbar. Alternativ kann je nach Einsatz- und Betriebsbedingungen zwischen dem Innenring als Wave Generator und dem Flexring eine Wälzlagerung mit einem elastischen Laufring vorgesehen sein, wodurch allerdings der radiale Bauraum vergrößert wird.
  • Es ist von Vorteil, wenn der feststehende Ring und der Stator mit einem diesen und den Stator zumindest abschnittsweise umfassenden feststehenden Gehäuse verbunden sind. Auf diese Weise können der außenverzahnten Ring und der den Rotor tragende Stator, somit der Elektromotor, über das Gehäuse an der Brennkraftmaschine befestigt werden. Der außenverzahnten Ring und der Elektromotor können so in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet werden. Zusätzliche Befestigungen und Dichtstellen an den Bauteilen werden so vermieden. Vorzugsweise sind dabei außenverzahnter Ring und Stator über eine gemeinsame Schraubenverbindung mit dem Gehäuse verbunden, wodurch eine separate Befestigung mit zusätzlichen Bauteilen vermieden und der Bauraum reduziert werden kann.
  • Vorzugsweise ist der Rotor am Innendurchmesser über ein erstes und ein zweites Radialkugellager direkt auf dem Außendurchmesser des Stators des Elektromotors abgestützt. Auf diese Weise werden zusätzliche Bauteile zur Abstützung des Rotors vermieden und wird eine besonders radial bauraumsparende Anordnung erreicht. Bevorzugt sind dabei die Lageraußenringe der Radialkugellager am Innendurchmesser des Rotors eingelassen oder an diesem direkt anliegend angeordnet. Entsprechend können die Lagerinnenringe der Radialkugellager am Außendurchmesser des Stators eingelassen oder an diesem direkt anliegend angeordnet werden.
  • Zur direkten Abstützung des Innenrings des Getriebes ist vorzugsweise eine Vertiefung am Außendurchmesser des Rotors vorgesehen, in die der Innenring eingelassen ist. Die Vertiefung geht in vorteilhafter Weise von einer axialen Stirnseite desselben aus und bildet an ihrem inneren axialen Ende einen radialen Absatz, an dem der Innenring stirnseitig axial angelegt ist. Hierdurch ist der Innenring an einer Stirnseite des Rotors zur Montage einfach aufsteckbar, wobei der Absatz als Montageanschlag und zur axialen Fixierung dienen kann.
  • In besonders vorteilhafter Weise ist das Hohlrad an einem abtriebsseitigen Abschnitt nach radial innen eingezogen und bildet einen zentralen Nabenabschnitt, an dem es direkt mit der Stellwelle drehfest verbindbar ist. Eine einfache drehfeste Verbindung ist durch eine steckbare Verbindung, insbesondere durch drehfestes Aufstecken, beispielsweise an einer Keilverzahnung, erreichbar.
  • Eine einfache Befestigung des außenverzahnten Ringes am Gehäuse wird erreicht, wenn dieser am Ende seines axial vorstehenden Ansatzes nach radial innen eingezogen ist und einen Flansch bildet, der an der Innenseite einer axialen Seitenwand des Gehäuses flächig anliegt. Vorzugsweise liegt dabei der Stator zumindest abschnittsweise an der Innenseite des Flanschs axial an. Auf einfache Weise können so Stator und Flansch über eine gemeinsame an der Außenseite der Seitenwand angreifende Schraubenverbindung an der Innenseite der Seitenwand axial befestigt werden.
  • In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Elektromotor und Getriebe zu einer vormontierten Baueinheit verbunden, die mit dem Getriebe drehfest auf die Stellwelle koaxial aufgesteckt ist. Dadurch sind Elektromotor und Getriebe als eine Baueinheit an der Stellwelle in einem Montageschritt aufsteckbar. Die Aktorik kann so besonders einfach aufgebaut und die Anzahl der Bauteile sowie die Zahl der Dichtstellen deutlich reduziert werden.
  • Die Baueinheit ist in besonders vorteilhafter Weise mit einer Befestigungsfläche an der Brennkraftmaschine abgedichtet befestigbar. Dadurch entsteht zwischen der Brennkraftmaschine und der Baueinheit nur eine einzige Dichtstelle.
  • Die Befestigungsfläche kann weiterhin besonders vorteilhaft am Außenumfang des vorgenannten Gehäuses an einem Befestigungsflansch ausgebildet werden, mit dem die Baueinheit an der Brennkraftmaschine axial abgedichtet anlegbar und befestigbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Aktorik kann in integrierter Bauweise aus verschieden Modulen aufgebaut werden, beispielsweise bestehend aus Getriebe, Elektromotor, Statormodul und Rotormodul. Die Module können zur Anpassung der Baueinheit an verschiedene Einbauverhältnisse und Betriebsbedingungen gruppiert vorgehalten werden, wodurch Herstellung und Montage vereinfacht werden. Dabei sind die Schnittstellen zwischen den Modulen derart ausgestaltet, dass durch Wahl verschiedener Einzelkomponenten eine beliebige Variation von Aktoren aufgebaut werden kann, um eine optimale Adaption an verschiedene Anwendungsfälle zu erreichen.
  • Die Baueinheit bildet so einen einfach aufgebauten Aktor, durch den eine von diesem erzeugte Stellbewegung auf die Stellwelle zur variablen Steuerung der Verdichtung der Brennkraftmaschine übertragbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch eine Aktorik zur Verstellung einer Stellwelle zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine oder zur Verstellung einer Nockenwelle zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine gelöst, wobei die Aktorik einen Elektromotor und ein Getriebe zur Übersetzung und Übertragung einer vom Elektromotor erzeugten Drehbewegung aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Elektromotor mit einem außen umlaufenden Rotor und einem innen liegenden feststehenden Stator in einem vom Getriebe zumindest abschnittsweise radial umschlossenen Raum anzuordnen. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Aktorik neben einer Verwendung zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine auch zur Verstellung einer Nockenwelle zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine verwendbar.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Aktorik zur variablen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Die beispielhaft dargestellte erfindungsgemäße Aktorik zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine weist einen elektrischen Antrieb mit einem Elektromotor 2 und einem Getriebe 3 zur Übersetzung einer vom Elektromotor 2 erzeugten Drehbewegung auf. Das Getriebe 3 ist zur Übertragung der Drehbewegung mit einem abtriebsseitigen Hohlrad 7 drehfest mit einer Stellwelle 1 verbunden, insbesondere eine Kontroll- oder Exzenterwelle zur Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine. Der Elektromotor 2 ist als sogenannter Außenläufer mit einem außen umlaufenden Rotor 4 und einem innenliegenden feststehenden Stator 5 ausgebildet. Das Getriebe 3 weist weiterhin einen feststehenden Ring 9 mit einer Außenverzahnung auf, der in eine Innenverzahnung des abtriebsseitigen Hohlrads 7 eingreift. Der Ring 9 bildet dabei einen sogenannten Verzahnungstopf, der in dem vom Hohlrad 7 umfassten Bereich mit seiner Außenverzahnung in die Innenverzahnung des Hohlrads 7 eingreift und im Übrigen mit einem topfförmigen Ansatz 10 an der von der Stellwelle 1 abgewandten Seite am Hohlrad 7 axial vorsteht. Der Elektromotor 2 ist mit Rotor 4 und Stator 5 dabei vom Ring 9 radial außen umfasst. Auf diese Weise ist der Elektromotor 2 in das Getriebe 3 integriert. Hierbei sind Rotor 4 und Stator 5 vollständig in einem vom Ring 9 radial umfassten Hohlraum angeordnet.
  • Zugleich sind der feststehende Ring 9, der Stator 5 und der Rotor 4 an der von der Stellwelle 1 abgewandten Seite von einem feststehenden Gehäuse 11 radial und axial umfasst. Dabei sind der feststehende Ring 9, der Stator 5 zugleich mit dem Gehäuse 11 über eine gemeinsame Schraubenverbindung 15 axial verbunden. Hierzu ist der außenverzahnten Ring 9 am Ende eines axialen topfförmigen Ansatzes 10 nach radial innen eingezogen und bildet einen ringförmigen Befestigungsflansch 12 mit einer Anschraubfläche, mit der an einer axialen Seitenwand 13 des Gehäuses 11 flächig anliegt. Der außenverzahnte Ring 9 mit dem Ansatz 10 und dem Befestigungsflansch 12 sind einteilig ausgeführt.
  • Das Getriebe 2 ist antriebsseitig mit einem Innenring 6 direkt auf dem Außendurchmesser des Rotors 4 drehfest abgestützt und abtriebsseitig mit einem Hohlrad 7 ausgebildet, das den Innenring 6 radial außen umfasst. Das Getriebe 3 ist abtriebsseitig über das Hohlrad 7 direkt mit der Stellwelle 1 drehfest verbunden. Hierzu ist das Hohlrad 7 an seiner abtriebsseitigen axialen Stirnseite nach radial innen topfförmige eingezogen und bildet einen zentralen Nabenabschnitt 8, mit dem es am Innendurchmesser desselben zur Übertragung einer Stellbewegung drehfest am Außendurchmesser der Stellwelle 1 verbunden ist. Das Hohlrad 7 ist dabei vorzugsweise durch eine steckbare Verbindung, beispielsweise über eine Keilverzahnung, am Nabenabschnitt 8 auf die Stellwelle 1 aufgesteckt.
  • Der außenverzahnte Ring 9 ist als flexibles Verzahnungselement im Bereich seiner Verzahnung elastisch verformbar ausgeführt. Hierbei ist der Innenring 6 ist als mit dem Rotor 4 drehfest verbundenes zentrales Antriebselement mit elliptischer Außenkontur ausgebildet, mit der er am Innendurchmesser des außenverzahnten Rings 9 angreift. Das Getriebe 2 bildet so ein Wellgetriebe mit dem Innenring 6 als sogenannten Wave Generator und dem außenverzahnten Ring 9 als sogenannten Flexring. Der Innenring 6 verformt durch seine elliptische Außenkontur den außenverzahnten Ring 9. Dadurch gelangen im Bereich der großen Ellipsenachse die Außenverzahnung des Rings 9 und die Innenverzahnung des Hohlrads 7 nur abschnittsweise in Eingriff. Der Ring 9 bildet auf diese Weise ein hochübersetzendes elastisch verformbares Übertragungselement, das einerseits am Innendurchmesser durch den Innenring 6 antreibbar und andererseits mit seiner Außenverzahnung in die Innenverzahnung des Hohlrads 7 eingreift und dabei die am Rotor 4 erzeugte Drehbewegung des Elektromotors 2 als Stellbewegung direkt auf das Hohlrad 7 überträgt.
  • Der Elektromotor 2 ist mit Rotor 4 und Stator 5 auf diese Weise in einem vom Innenring 6 als Wave Generator und dem außenverzahnten Ring 9 als Flexring radial umschlossenen Hohlraum angeordnet und dadurch in das Getriebe 3 somit in das Wellgetriebe integriert.
  • Der Stator 5 weist einen Träger auf, in den eine Wicklung aufgenommen ist und steht an seinem von der Stellwelle 1 abgewandten axialen Ende mit einem Ansatz 14 am Rotor 4 vor, der mit dem Träger verbunden ist. Träger und Ansatz 14 sind in Kunststoff ausgeführt. Am Ansatz 14 ist der Stator 5 radial aufgeweitet und schließt mit dem Außendurchmesser des Rotors 4 auf gleicher Höhe liegend ab. Der Ansatz 14 ist dabei durch einen geringfügigen axialen Luftspalt beabstandet zum Rotor 4 angeordnet und vom Ansatz 10 des Rings 9 radial außen umfasst. An seinem axialen stirnseitigen Ende liegt der Stator 5 mit dem Ansatz 14 radial außen an der Innenseite des Befestigungsflanschs 12 und dieser an der Innenseite der Seitenwand 13 des Gehäuses 11 flächig an. Dabei ist der Ansatz 14 radial außen am Befestigungsflansch 12 und dieser an der Seitenwand 13 des Gehäuses 11 über eine an der Außenseite der Seitenwand 13 angreifende gemeinsame Schraubenverbindung 15 axial befestigt. Hierzu sind mehrere axiale Befestigungsöffnungen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben ringförmig verteilt an der Seitenwand 13 des Gehäuse 11 vorgesehen, die mit Bohrungen am Befestigungsflansch 12 und mit Gewindebohrungen am Ansatz 14 des Stators 5 korrespondieren.
  • Der Befestigungsflansch 12 ist in eine axiale Vertiefung am axialen Ende des Stators 5 eingelassen. Die Vertiefung geht vom Außendurchmesser desselben aus und bildet an ihrem inneren radialen Ende einen ringförmigen Absatz, an dem der Befestigungsflansch 12 radial angelegt ist. An dem durch den besagten Absatz begrenzten zentralen Bereich liegt der Stator 5 mit seinem Ansatz 14 stirnseitig an der Innenseite der Seitenwand 13 des Gehäuses 11 axial flächig an.
  • Am Außendurchmesser des Rotors 4 ist zur drehfesten Abstützung des Innenrings 6 ausgehend von der der Stellwelle 1 zugewandten Stirnseite des Rotors 4 eine radiale ringförmig umlaufende Vertiefung 17 eingelassen, die an ihrem inneren axialen Ende einen Absatz 16 bildet, an dem der Innenring 6 stirnseitig axial angelegt ist. Der Innenring 6 kann so zur Montage an der Stirnseite drehfest aufgesteckt, insbesondere aufgepresst, werden, wobei der Absatz 16 als axialer Anschlag und zugleich zur axialen Fixierung dienen kann.
  • Der Rotor 4 ist am Innendurchmesser über ein erstes und ein zweites Radialkugellager 18, 19 direkt auf dem Außendurchmesser des Stators 5 abgestützt ist. Dabei sind die Lageraußenringe der Radialkugellager 18, 19 in radiale ringförmige Vertiefungen am Innendurchmesser des Rotors 4 eingelassen. Entsprechend sind die Lagerinnenringe der Radialkugellager 18, 19 in radiale ringförmige Vertiefungen am Außendurchmesser des Stators 5 eingelassen.
  • Das Hohlrad 7 mit der Innenverzahnung, der außenverzahnte Ring 9 mit seiner Außenverzahnung und der Innenring 6 mit seiner elliptischen Außenkontur sind in einer Kraftwirkungslinie mit dem ersten Radialkugellager 18 und konzentrisch zueinander angeordnet.
  • Das Hohlrad 7 ist an seiner der Stellwelle 1 zugewandten axialen Stirnseite nach radial innen ringförmig eingezogen und bildet einen zentralen Nabenabschnitt 8, an dem es mit der Stellwelle 1 drehfest verbunden ist, beispielweise über eine Keilverzahnung.
  • Das Getriebe 3 und der in dieses integrierte Elektromotor 2 sind zu einer vormontierten Baueinheit verbunden, die am Hohlrad 7 drehfest auf die Stellwelle 1 koaxial aufgesteckt ist. Dabei ist die Baueinheit getriebeseitig mit dem Hohlrad 7 an einer Öffnung eines Kurbelgehäuses 22 der Brennkraftmaschine in einen die Stellwelle 1 umgebenden ölführenden Raum der Brennkraftmaschine koaxial zur Stellwelle 1 eingesteckt. Das Hohlrad 7 ist am Außendurchmesser im Bereich der Öffnung mit geringfügigem radialem Spiel zum Innendurchmesser der Öffnung angeordnet. Zugleich sind Hohlrad 7 und Gehäuse 3 im Bereich der Öffnung durch einen geringfügigen axialen Luftspalt beabstandet zueinander angeordnet.
  • Am Gehäuse 11 ist am Außendurchmesser ein ringförmiger Befestigungsflansch 20 mit einer ringförmigen Befestigungsfläche 23 vorgesehen, mit der das Gehäuse 11 an einer korrespondieren Befestigungsfläche des Kurbelgehäuses 22 axial flächig abgedichtet angelegt und befestigt ist. Hierbei ist die Aktorik als eine Baueinheit mit dem Befestigungsflansch 20 am Kurbelgehäuse 22 der Brennkraftmaschine, an mehreren über den Umfang verteilt angeordneten axialen Befestigungsöffnungen durch Schraubenverbindungen 21 befestigt.
  • Auf diese Weise ist die Baueinheit getriebeseitig mit dem Hohlrad 7 und den von diesem umfassten außenverzahnten Ring 9, dem Innenring 6 und den vom Hohlrad 7 umfassten getriebeseitigen Abschnitten des Rotors 4 und Stators 5 in die Öffnung bzw. in den ölführenden Raum im Kurbelgehäuses 22 eingesteckt, während das Gehäuse 11 und der von diesem umfassten Ansatz 10 des Rings 9 und die vom Gehäuse 11 umfassten Abschnitte des Rotors 4 und Stators 5 außerhalb des Kurbelgehäuses 22 im Gehäuse 11 angeordnet sind.
  • Dadurch ist es möglich, die Baueinheit getriebeseitig im abgedichteten ölführenden Raum im Kurbelgehäuse 22 anzuordnen, der durch den mit der Befestigungsfläche 23 am Kurbelgehäuse 22 ringförmig anliegenden Befestigungsflansch 20 des Gehäuses 11 zur Umgebung hin abgedichtet ist. Hierbei entsteht nur eine einzige Dichtstelle zwischen dem Kurbelgehäuse 22 und der Baueinheit nämlich an der Befestigungsfläche 23 des Befestigungsflanschs 20. Zwischen dem Befestigungsflansch 20 mit der Befestigungsfläche 23 und dem Kurbelgehäuse 22 ist vorzugsweise eine Dichtung vorgesehen
  • Die erfindungsgemäße Aktorik kann durch ihren modularen Aufbau modulweise an verschiedene Einbauverhältnisse und Betriebsbedingungen angepasst werden. Dabei sind die Schnittstellen zwischen den Modulen derart ausgestaltet, dass verschiedene Varianten der Module einfach angebunden werden können.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Stellwelle
    2
    Elektromotor
    3
    Getriebe
    4
    Rotor
    5
    Stator
    6
    Innenring
    7
    Hohlrad
    8
    Nabenabschnitt
    9
    Ring
    10
    Ansatz
    11
    Gehäuse
    12
    Befestigungsflansch
    13
    Seitenwand
    14
    Ansatz
    15
    Schraubenverbindung
    16
    Absatz
    17
    Vertiefung
    18
    Radialkugellager
    19
    Radialkugellager
    20
    Befestigungsflansch
    21
    Schraubenverbindung
    22
    Kurbelgehäuse
    23
    Befestigungsfläche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 8726858 B2 [0002]
    • EP 2787196 B1 [0002]
    • DE 102008060932 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Aktorik mit einer Stellwelle (1) zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine, mit einem Elektromotor (2) und einem Getriebe (3) zur Übersetzung und Übertragung einer vom Elektromotor (2) erzeugten Drehbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) mit einem außen umlaufenden Rotor (4) und einem innen liegenden feststehenden Stator (5) in einem vom Getriebe (3) zumindest abschnittsweise radial umschlossenen Raum angeordnet ist.
  2. Aktorik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (3) mit einem antriebsseitigen Innenring (6) direkt auf dem Außendurchmesser des Rotors (4) drehfest abgestützt ist.
  3. Aktorik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (3) ein den Innenring (6) radial außen zumindest abschnittsweise umfassendes abtriebsseitiges Hohlrad (7) aufweist.
  4. Aktorik nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (3) einen feststehenden Ring (9) mit einer Außenverzahnung aufweist, der in eine Innenverzahnung des Hohlrads (7) eingreift und Rotor (4) und Stator (5) radial außen topfförmig umfasst.
  5. Aktorik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (3) einen feststehenden Ring (9) mit einer Außenverzahnung aufweist, der elastisch verformbar ausgebildet und am Innendurchmesser von einem Innenring (6) mit einer elliptischen Außenkontur antreibbar ist.
  6. Aktorik nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Ring (9) und der Stator (5) mit einem diesen und den Ring (9) zumindest abschnittsweise umfassenden feststehenden Gehäuse (11) über eine gemeinsame Schraubenverbindung (15) verbunden sind.
  7. Aktorik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) am Innendurchmesser über ein erstes und ein zweites Radialkugellager (18, 19) direkt auf dem Außendurchmesser des Stators (5) abgestützt ist.
  8. Aktorik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (6) in eine Vertiefung (17) am Außendurchmesser des Rotors (4) eingelassen ist, die von einer axialen Stirnseite desselben ausgeht und an ihrem inneren axialen Ende einen Absatz (16) bildet, an dem der Innenring (6) stirnseitig axial angelegt ist.
  9. Aktorik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Elektromotor (2) und Getriebe (3) zu einer vormontierten Baueinheit verbunden sind, die mit dem Getriebe (3) auf die Stellwelle (1) koaxial drehfest aufgesteckt ist.
  10. Aktorik zur Verstellung einer Stellwelle (1) zur variablen Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine oder zur Verstellung einer Nockenwelle zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, mit einem Elektromotor (2) und einem Getriebe (3) zur Übersetzung und Übertragung einer vom Elektromotor (2) erzeugten Drehbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) mit einem außen umlaufenden Rotor (4) und einem innen liegenden feststehenden Stator (5) in einem vom Getriebe (3) zumindest abschnittsweise radial umschlossenen Raum angeordnet ist.
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