Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verstellmechanismus als Überlagerungsgetriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.

Ein Verstellmechanismus zum Betätigen eines Maschinenelements, beispielsweise einer Kupplung oder dergleichen zur Übertragung von Drehmomenten bei Wellen ist aus der Fahrzeugtechnik bekannt. Beispielsweise eine bekannte elektromechanische Kupplungsbetätigung überträgt eine Kraft von einem Elektromotor über eine Stelleinrichtung auf einen Betätigungskolben, der die Kupplung schließen oder öffnen kann. Die Drehübertragung wird hierbei von einem Ausrücklager übernommen. Da bei dieser Betätigungsart keine Momentenübersetzung stattfindet, muss bei der Aktuatorik der Elektromotor entsprechend dimensioniert werden, welches kostenintensiv ist. Zudem ergeben sich insbesondere bei größeren Durchmessern aufgrund der hohen Differenzdrehzahlen bei dem Ausrücklager unerwünschte hohe Verluste.

Ferner sind Verstell- beziehungsweise Überlagerungsgetriebe bekannt, bei denen eine erste Drehbewegung einer Welle einer weiteren Drehbewegung überlagert wird, um eine gewünschte Stellbewegung zu realisieren. Ein derartiges Überlagerungsgetriebe wird beispielsweise zur stufenlosen Verstellung von Propellerblättern bei Flugzeugen verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Verstellmechanismus der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welcher eine Stellbewegung mit möglichst hoher Momentenübersetzung bei optimalem Wirkungsgrad erzeugt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich weitere vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen ergeben. Demzufolge wird ein erfindungsgemäßer Verstellmechanismus als Überlagerungsgetriebe mit zumindest einer Versteileinrichtung mit einem Stellantrieb sowie mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz vorgeschlagen, die über korrespondierende Planetenradsatzelemente miteinander gekoppelt sind. Zum Aufbringen einer ersten Drehbewegung und einer zweiten Drehbewegung, ist einer der Planetenradsätze mit einer sich drehenden Eingangswelle und mit einem Stellantrieb gekoppelt. Zum Erzeugen der Stellbewegung ist der andere Planetenradsatz mit einer Steilabtriebswelle der Stelleinrichtung verbunden. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass ein Planetenradsatzelement eines der Planetenradsätze mit der Eingangswelle verbunden ist, wobei das korrespondierende Planetenradsatzelement des anderen Planetenradsatzes mit der Steilabtriebswelle der Stelleinrichtung verbunden ist, und dass der Stellantrieb mit einem Planetenradsatzelement eines der Planetenradsätze verbunden ist, wobei das korrespondierende Planetenradsatzelement des anderen Planetenradsatzes gehäusefest verbunden ist.

Auf diese Weise kann eine Phasenverstellung zwischen den beiden Drehbewegungen durch die beiden miteinander gekoppelten Planetenradsätze realisiert werden, so dass eine drehende Axialverstellung mit der Versteileinrichtung zum Betätigen eines Maschinenelements erzeugt werden kann. Dabei entsteht in vorteilhafter Weise eine hohe Momentenübersetzung, so dass ein optimaler Wirkungsgrad bei dem Verstellmechanismus realisiert wird. Demzufolge kann der Stellantrieb hinsichtlich seiner erforderlichen Leistung möglichst klein dimensioniert und damit kostengünstig ausgeführt werden.

Bei dem vorgeschlagenen Verstellmechanismus kann vorgesehen sein, dass die beiden Planetenradsätze über ein gemeinsames Planetenradsatzelement, also z. B. über ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder einen Steg beziehungsweise einen Pla- netenradträger miteinander gekoppelt sind, wobei dieses gemeinsame Element geteilt ausgeführt ist und auf diese Weise die Verbindung zwischen den beiden Planetenradsätzen realisiert.

Zum Überlagern der beiden Drehbewegungen kann je nach Ausführungsvariante einer der beiden Planetenradsätze mit einem seiner Planetenradsatzelemente, wie z.B. mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad oder einem Steg beziehungsweise Planetenträger, mit der Eingangswelle verbunden werden, wobei das gleiche beziehungsweise korrespondierende Planetenradsatzelement dann an dem anderen Planetenradsatz mit der Steilabtriebswelle der Stelleinrichtung verbunden wird. Ferner kann der Stellantrieb ebenfalls an einem der Planetenradsatzelemente eines der Planetenradsätze, wie z.B. einem Sonnenrad, einem Hohlrad oder einem Steg beziehungsweise Planetenradtrager angreifen, wobei das gleiche beziehungsweise korrespondierende Planetenradsatzelement des anderen Planetenradsatzes dann mit dem Gehäuse fest verbunden ist.

Durch diese verschiedenen Kombinationen sind eine Reihe von Kopplungsvarianten zwischen den beiden Planetenradsätzen möglich. Hinzu kommen die verschiedenen konstruktiven Ausgestaltungsmöglichkeiten der Planetenradsätze selbst. Beispielsweise sind verschiedene Basisplanetensätze für die beiden Planetenradsätze einsetzbar. Vorzugsweise können Minus- oder Plus-Planetenradsätze sowie auch Stufen-Planetenradsätze oder auch anders ausgestaltete Planetenradsätze eingesetzt werden. Die Begriffe Plus- und Minus-Planetenradsätze sind aus der Getriebetechnik bekannt. Ein Plus-Planetenradsatz bezeichnet ein Planetengetriebe, dessen Hohlrad mit gleicher Drehrichtung rotiert wie das Sonnenrad, wenn der Steg festgehalten wird. Entsprechend rotiert das Hohlrad eines Minus-Planetenradsatzes bei festgehaltenem Steg in zum Sonnenrad entgegengesetzter Richtung.

Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante sind verschiedene Einsatzgebiete für den vorgeschlagenen Verstellmechanismus möglich. Besonders bevorzugt kann der Einsatz als Versteileinrichtung zur Kupplungsbetätigung beziehungsweise als Kupplungssteller sein. Dabei kann der erfindungsgemäße Verstellmechanismus zum Betätigen einer Doppelkupplung in einem Doppelkupplungsgetriebe oder zum Betätigen einer konventionellen Kupplung in einem automatisierten Planetengetriebe zum Einsatz kommen. Als Stellantrieb kann vorzugsweise ein Elektromotor und als Stelleinrichtung z.B. ein Kugel-Rampen-System oder auch ein Spindeltrieb-System oder dergleichen vorgesehen sein. Vorzugsweise können diese vorgenannten Systeme eine variable Steigung aufweisen, um zum einen möglichst schnell das Lüftspiel der zu betätigenden Kupplung zu überwinden und zum anderen die Kupplung jedoch fein einstellen zu können. Es sind auch andere Stelleinrichtungen und Antriebe verwendbar.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Verstellmechanismus mit Minus- Planetenradsätzen;

Figur 1 A eine schematische Ansicht gemäß Figur 1 mit einer alternativ ausgestalteten Versteileinrichtung;

Figur 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante des

Verstellmechanismus mit Stufen-Planetenradsätze mit Doppelplaneten;

Figur 2A eine schematische Ansicht gemäß Figur 2 mit einer alternativ ausgestalteten Versteileinrichtung;

Figur 3 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsvariante des

Verstellmechanismus mit Stufen-Planetenradsätze mit Doppelplaneten;

Figur 3A eine schematische Ansicht gemäß Figur 3 mit einer alternativ ausgestalteten Versteileinrichtung;

Figur 4 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsvariante des

Verstellmechanismus mit Stufen-Planetenradsätze mit Doppelplaneten; und

Figur 4A eine schematische Ansicht gemäß Figur 4 mit einer alternativ ausgestalteten Versteileinrichtung. In den Figuren sind verschiedene Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Verstellmechanismus als Überlagerungsgetriebe mit einer Stelleinrichtung 1 mit einem Stellantrieb 2 sowie mit einem ersten Planetenradsatz 3 und einem zweiten Planetenradsatz 3a, die über korrespondierende Planetenradsatzelemente miteinander gekoppelt sind, dargestellt. Die Planetenradsätze 3, 3a sind einerseits mit einer Eingangswelle 4 zum Aufbringen einer ersten Drehbewegung sowie mit dem Stellantrieb 2 zum Aufbringen einer zweiten Drehbewegung und andererseits mit einer Steilabtriebswelle 5 der Stelleinrichtung 1 zum Erzeugen einer resultierenden Stellbewegung verbunden.

In Figur 1 ist eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verstellmechanismus mit zwei Minus-Planetenradsätzen in Verbindung mit einer Kugel- Rampe als Stelleinrichtung 1 zum Beispiel als Kupplungssteller dargestellt. Im einzelnen sind bei dieser ersten Ausführungsvariante die Eingangswelle 4, welche mit vorbestimmter Wellendrehzahl beaufschlagt ist, mit dem Steg 6 des ersten Planetenradsatzes 3 und der Steg 6a des zweiten Planetenradsatzes 3a mit der Steilabtriebswelle 5 der Stelleinrichtung 1 verbunden. Ferner sind das Sonnenrad 7 des ersten Planetenradsatzes 3 mit dem Stellantrieb 2 und das Sonnenrad 7a des zweiten Planetenradsatzes 3a fest mit einem Gehäuse 14 verbunden. Die beiden Planetenradsätze 3, 3a sind bei dieser ersten Ausführungsvariante über ein geteiltes Hohlrad 8 miteinander gekoppelt.

Die in Figur 1 A dargestellte Ausführungsvariante unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten Ausführungsvariante lediglich dadurch, dass als Stelleinrichtung 1 ein Spindeltrieb vorgesehen ist.

Gemäß Figur 2 und 2A ist eine zweite Ausführungsvariante dargestellt, bei der die beiden Planetenradsätze 3, 3a als Stufen-Planetenradsätze mit Doppelplaneten 9, 9a ausgeführt sind. Die Eingangswelle 4 ist mit einem ersten, kleineren Planetenrad 10 des Doppelplaneten 9 des ersten Planetenradsatzes 3 verbunden, wobei das erste, kleinere Planetenrad 10a des Doppelplaneten 9a des zweiten Planetenradsatzes 3a mit der Steilabtriebswelle 5 verbunden ist. Ferner ist ein zweites, vorzugsweise größeres Planetenrad 1 1 des Doppelplaneten 9 mit dem Stellantrieb 2 verbunden, wobei das zweite, größere Planetenrad 1 1 a des Doppelplaneten 9a mit dem Gehäuse 14 fest verbunden ist. Die beiden Planetenradsätze 3, 3a sind über einen geteilten Steg 12 miteinander gekoppelt. Die beiden Doppelplaneten 9, 9a stehen mit den Hohlrädern der Planetenradsätze 3, 3a in Eingriff.

Die in Figur 2A dargestellte alternative Ausgestaltung umfasst als Stelleinrichtung 1 einen Spindeltrieb im Gegensatz zu der in Figur 2 dargestellten Ausgestaltung, bei der eine Kugel-Rampe als Stelleinrichtung 1 beziehungsweise als Kupplungsteller vorgesehen ist.

In Figur 3 und 3A ist eine dritte Ausführungsvariante dargestellt, bei der die Planetenradsätze 3, 3a ebenfalls als Stufen-Planetenradsätze mit Doppelplaneten 9, 9a ausgebildet sind. Im Einzelnen sind die Eingangswelle 4 mit dem Steg 6a des zweiten Planetenradsatzes 3a und die Steilabtriebswelle 5 mit dem Steg 6 des ersten Planetenradsatzes 3 verbunden. Ferner ist das zweite, größere Planetenrad 1 1 des Doppelplaneten 9 des ersten Planetenradsatzes 3 mit dem Stellantrieb 2 und das zweite, größere Planetenrad 1 1 a des Doppelplaneten 9a des zweiten Planetenradsatzes 3a mit dem Gehäuse 14 fest verbunden. Die beiden Planetenradsätze 3, 3a sind über ein geteiltes Hohlrad 8 miteinander gekoppelt, wobei jeweils das erste Planetenrad 10,10a der Doppelplaneten 9, 9a der beiden Planetenradsätze 3, 3a sowohl mit dem geteilten Hohlrad 8 als auch mit den Sonnenrädern 7, 7a der Planetenradsätze 3, 3a in Eingriff stehen. In Figur 3 ist wieder als Stelleinrichtung 1 eine Kugel-Rampe und in Figur 3A ein Spindeltrieb als Kupplungsteller vorgesehen.

Gemäß der Figuren 4 und 4A sind wieder Stufen-Planetenradsätze mit Doppelplaneten 9, 9a dargestellt. Im Einzelnen sind die Eingangswelle 4 mit dem ersten, kleineren Planetenrad 10 des Doppelplaneten 9 des ersten Planetenradsatzes 3 und das erste, kleinere Planetenrad 10a des Doppelplaneten 9a des zweiten Planetenradsatzes 3a mit der Steilabtriebswelle 5 verbunden. Ferner sind der Steg 6 des ersten Planetenradsatzes 3 mit dem Stellantrieb 2 und der Steg 6a des zweiten Planetenradsatzes 3a mit dem Gehäuse 14 fest verbunden. Die beiden Planetenradsätze 3, 3a sind über ein geteiltes Sonnenrad 13 miteinander gekoppelt, wobei das ge- teilte Sonnenrad 13 mit den zweiten, größeren Planetenrädern 1 1 ,1 1 a der Doppelplaneten 9, 9a der Planetenradsätze 3, 3a in Eingriff stehen.

Bezuqszeichen

Stelleinrichtung

Stellantrieb

erster Planetenradsatz

a zweiter Planetenradsatz

Eingangswelle

Steilabtriebswelle

Steg des ersten Planetenradsatzes

a Steg des zweiten Planetenradsatzes

Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes

a Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes

geteiltes Hohlrad

Doppelplaneten

a Doppelplaneten

0 erstes Planetenrad des Doppelplaneten des ersten Planetenradsatzes0a erstes Planetenrad des Doppelplaneten des zweiten Planetenradsatzes 1 zweites Planetenrad des Doppelplaneten des ersten Planetenradsatzes 1 a zweites Planetenrad des Doppelplaneten des zweiten Planetenradsatzes2 geteilter Steg

3 geteiltes Sonnenrad

4 Gehäuse