DE102005037158A1 - Camshaft adjusting device for internal combustion engine, has adjusting unit provided such that crankshaft phase angle is adjusted based on crankshaft driving torque and preset phase angle to achieve emergency running crankshaft phase angle - Google Patents

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Abstract

The device has an electromagnetic brake unit (16) comprising a stator (18) and a rotor (12), and a summation gear formed by a planetary gear. An emergency running adjusting unit (10) is provided in such a manner that a phase angle of the crankshaft is adjusted in an emergency running mode based on a crankshaft driving torque and a preset phase angle for achieving an emergency running crankshaft phase angle. The adjusting unit has a currentless sensor unit (11) comprising a mechanical scanning unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Nockenwellenstellvorrichtung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The Invention relates to an adjusting device for an internal combustion engine, in particular a camshaft adjusting device, according to the preamble of Patent claim 1.

Aus der DE 102 20 687 A1 ist eine Nockenwellenstellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Notlaufverstelleinheit bekannt, die dazu vorgesehen ist, in einem Notlaufmodus ein Nockenwellenantriebsmoment zur Verstellung eines Nockenwellenphasenwinkels zu nutzen. Die Stellvorrichtung weist ein Verstellgetriebe mit einer Standgetriebeübersetzung auf, die so ausgelegt sind, dass durch bloßes Festsetzen einer Verstellwelle mittels der Notlaufverstelleinheit eine Arretierstellung erreicht wird.From the DE 102 20 687 A1 a camshaft adjusting device for an internal combustion engine with a Notlaufverstelleinheit is known, which is intended to use in an emergency mode, a camshaft drive torque for adjusting a camshaft phase angle. The adjusting device has an adjusting gear with a stationary gear ratio, which are designed so that a locking position is achieved by merely setting an adjusting shaft by means of Notlaufverstelleinheit.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Stellvorrichtung mit einem großen Einstellbereich bereitzustellen, bei der jedoch zumindest ein vorteilhafter Notlaufwellenphasenwinkel stets sicher erreicht werden kann. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, wobei weitere Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.Of the Invention is in particular the object of an adjusting device with a large adjustment range However, in which at least one advantageous runflat shaft phase angle always can be achieved safely. The task is solved by the features of claim 1, wherein further embodiments the invention of the subclaims can be removed.

Die Erfindung geht aus von einer Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere von einer Nockenwellenstell vorrichtung, mit einer Notlaufverstelleinheit, die dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Notlaufmodus ein vorliegendes Antriebsmoment zur Verstellung eines Wellenphasenwinkels zu nutzen.The Invention is based on an adjusting device for an internal combustion engine, in particular of a camshaft adjusting device, with a Notlaufverstelleinheit, which is intended, at least in an emergency mode, a present To use drive torque for adjusting a shaft phase angle.

Es wird vorgeschlagen, dass die Notlaufverstelleinheit dazu vorgesehen ist, zumindest abhängig von einem vorliegenden Wellenphasenwinkel eine Verstellung nach Früh oder nach Spät zur Erzielung wenigstens eines Notlaufwellenphasenwinkels vorzunehmen. Unter „vorgesehen" soll dabei insbesondere speziell ausgestattet, ausgelegt und/oder gegebenenfalls programmiert verstanden werden. Ferner soll unter einem „Wellenphasenwinkel" insbesondere ein Phasenwinkel einer ersten Welle zu einer zweiten Welle verstanden werden, wie dies insbesondere bei einer von einer Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle mit einer Nockenwellenstellvorrichtung auftritt. Durch eine entsprechende Ausgestaltung kann eine Stellvorrichtung mit einem großen Stellbereich erzielt und es kann konstruktiv einfach und kostengünstig ein vorteilhafter Notlaufwellenphasenwinkel stets sicher erreicht werden, und zwar unabhängig von einem vorliegenden Wellenphasenwinkel bei einem Notfall und unabhängig von einer Standgetriebeübersetzung eines Verstellgetriebes. Ferner kann durch die Nutzung eines Antriebsmoments im Gegensatz zur Nutzung von durch Schwingungen verursachten Wechselmomenten die Stellvorrichtung insbesondere auch bei Brennkraftmaschinen ohne oder mit nur sehr kleinen Wechselmomenten eingesetzt werden, wie beispielsweise bei Brennkraftmaschinen mit zwölf Zylindern usw.It It is proposed that the Notlaufverstelleinheit provided is, at least dependent on an existing wave phase angle an adjustment to early or after Late for Achieving at least one runflat wave phase angle. By "intended" is intended in particular specially equipped, designed and / or optionally programmed be understood. Furthermore, under a "wave phase angle" in particular a Phase angle understood a first wave to a second wave be, as in particular in a driven by a crankshaft Camshaft with a camshaft actuator occurs. By a corresponding embodiment may be an adjusting device a big one Adjustment range achieved and it can be structurally simple and inexpensive advantageous run-flat phase angle can always be achieved safely and independently from a present wave phase angle in an emergency and independently from a stationary gear ratio a variable transmission. Furthermore, by the use of a drive torque in contrast to the use of alternating moments caused by vibrations the adjusting device especially in internal combustion engines without or with only very small alternating moments, such as For example, in internal combustion engines with twelve cylinders, etc.

Weist die Notlaufverstelleinheit wenigstens eine stromlose Sensoreinheit auf, d.h. eine Sensoreinheit, mittels der eine Sensierung ohne elektrische Energieversorgung möglich ist, kann ein vorliegender Wellenphasenwinkel vorteilhaft unabhängig von einer elektrischen Stromversorgung, beispielsweise auch bei einem Kabelbruch, sensiert werden.has the Notlaufverstelleinheit at least one currentless sensor unit on, i. a sensor unit, by means of a sensing without electrical power supply possible is an existing wave phase angle can be advantageous regardless of an electrical power supply, for example, even at a Cable break, be sensed.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit eine mechanische Abtasteinheit aufweist, wodurch diese konstruktiv einfach, insbesondere auch unabhängig von einem vorliegenden Öldruck, ausgeführt werden kann. Alternativ und/oder zusätzlich zu einer mechanischen Abtasteinheit könnte jedoch die Sensoreinheit auch eine hydraulische Einheit zur Sensierung eines vorliegenden Wellenphasenwinkels aufweisen.In Another embodiment of the invention proposes that the sensor unit has a mechanical scanning unit, whereby these structurally simple, in particular also independent of an existing oil pressure, be executed can. Alternative and / or additional however, the sensor unit could become a mechanical scanning unit also a hydraulic unit for sensing a present Have wave phase angle.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Notlaufverstelleinheit zur Erzielung eines einstellbaren Notlaufwellenphasenwinkels bzw. einer Sollposition einstellbar ausgeführt ist, wodurch während des Betriebs und/oder auch grundsätzlich vor einer Inbetriebnahme eine Anpassung an verschiedene Randbedingungen ermöglicht werden kann.Further It is suggested that the Notlaufverstelleinheit to achieve an adjustable emergency shaft phase angle or a desired position adjustable is, during which the operation and / or in principle before commissioning an adaptation to different boundary conditions are made possible can.

Bei der Verstellung des Wellenphasenwinkels können verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Antriebsmomente genutzt werden, wie insbesondere ein Stellerantriebsmoment, das in erster Linie dazu vorgesehen ist, eine Stellbewegung bzw. eine Verstellung des Wellenphasenwinkels zu erzielen, und/oder besonders vorteilhaft ein Wellenantriebsmoment, das in erster Linie dazu vorgesehen ist, die Welle, deren Phasenwinkel verstellt werden soll, zur Übertragung eines Antriebsmoments über dieselbe anzutreiben. Ist die Notlaufverstelleinheit dazu vorgesehen, ein vorliegendes Wellenantriebsmoment zur Verstellung zu nutzen, kann insbesondere auch bei Ausfall einer Stelleinheit zur Erzeugung eines Stellerantriebsmoments eine gewünschte Verstellung in den Notlaufwellenphasenwinkel erzielt werden.at the adjustment of the wave phase angle can different, the expert be used as meaningful drive torques, in particular a actuator drive torque, which is primarily intended an adjusting movement or an adjustment of the shaft phase angle to achieve, and / or particularly advantageously a shaft drive torque, which is intended primarily to the wave whose phase angle to be adjusted, for transmission a drive torque over the same drive. Is the Notlaufverstelleinheit provided to a present shaft drive torque to use for adjustment, can In particular, in case of failure of a control unit for generating a Stellerantriebsmoments a desired Adjustment to the run-flat shaft phase angle can be achieved.

Ist ein gewünschter Notlaufwellenphasenwinkel erreicht, kann dieser auf verschiedene Art und Weise gehalten werden, wie beispielsweise mittels einer gezielten Steuerung und/oder insbesondere Regelung. Besonders vorteilhaft weist jedoch die Stellvorrichtung eine mechanische Arretiereinheit zur Arretierung wenigstens eines Wellenphasenwinkels auf, wodurch dieser konstruktiv einfach, insbesondere ohne Energieaufwand gehalten werden kann.If a desired runflat shaft phase angle is reached, this can be maintained in various ways, such as by means of a targeted control and / or in particular control. However, the adjusting device particularly advantageously has a mechanical locking unit for locking at least one shaft phase angle so that it can be kept structurally simple, in particular without expenditure of energy.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Arretiereinheit und die Notlaufverstelleinheit bewegungstechnisch zumindest gekoppelt und/oder zumindest teilweise einstückig ausgeführt sind, wodurch zusätzliche Bauteile, Bauraum, Gewicht, Montageaufwand und Kosten eingespart werden können.In Another embodiment of the invention proposes that the locking unit and the Notlaufverstelleinheit motion technically at least coupled and / or at least partially made in one piece, whereby additional Components, space, weight, assembly costs and costs saved can be.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Stellvorrichtung einen in axialer Richtung verschiebbar gelagerten Rotor aufweist, wodurch die axiale Bewegung des Rotors vorteilhaft für eine Notlauffunktion, insbesondere für eine Arretierfunktion, genutzt werden kann und wiederum zusätzliche Bauteile, Bauraum, Gewicht, Montageaufwand und Kosten eingespart werden können.Further It is proposed that the adjusting device in the axial direction slidably mounted rotor, whereby the axial movement of the rotor advantageous for an emergency running function, in particular for a locking function used can be and in turn additional Components, space, weight, assembly costs and costs saved can be.

Weist die Notlaufverstelleinheit zumindest eine Bremseinheit auf, die vorzugsweise zur Verstellung einer Übersetzung eines Summierungsgetriebes der Stelleinheit vorgesehen ist, kann eine energetisch vorteilhafte Verstellung erzielt werden, und zwar insbesondere, wenn die Notlaufverstelleinheit dazu vorgesehen ist, die Bremse passiv zu aktivieren und/oder passiv zu deaktivieren. Dabei soll unter „passiv" insbesondere verstanden werden, dass eine Aktivierung bzw. Deaktivierung bei abgeschalteter Brennkraftmaschine und/oder bei unterbrochener Stromversorgung ermöglicht wird, wie insbesondere durch einen Energiespeicher. Der Energiespeicher kann dabei von verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Einheiten gebildet sein, wie beispielsweise von einem Druckspeicher und/oder besonders vorteilhaft von einem Federelement, das besonders kostengünstig und Platz sparend integriert werden kann.has the Notlaufverstelleinheit at least one brake unit, the preferably for adjusting a translation of a summation gear the adjusting unit is provided, can be an energetically advantageous Adjustment can be achieved, in particular when the Notlaufverstelleinheit to is intended to passively activate the brake and / or passively to disable. In particular, "passive" should be understood to mean that an activation or deactivation when the internal combustion engine is switched off and / or when the power supply is interrupted, in particular by an energy store. The energy storage can be different, be formed by the skilled person as reasonable units, such as from a pressure accumulator and / or particularly advantageous of a spring element, which integrates particularly cost-effective and space-saving can be.

Weist die Bremseinheit wenigstens eine Reibeinheit auf, kann konstruktiv einfach eine passive Aktivierbarkeit realisiert werden. Weist die Reibeinheit zusätzliche Reibbeläge auf, kann ein gewünschtes Reibmoment vorteilhaft eingestellt werden. Alternativ und/oder zusätzlich zu einer Reibeinheit könnte auch eine Formschlusseinheit vorgesehen sein.has the brake unit at least one friction unit can be constructive simply a passive activation can be realized. Rejects that Friction unit additional friction linings on, can be a desired Frictional torque can be set advantageous. Alternatively and / or in addition to a friction unit could also be provided a form-fitting unit.

Die erfindungsgemäße Lösung kann bei sämtlichen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Stellvorrichtungen einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden, wie bei Stellvorrichtungen zum Einstellen eines Verdichtungsverhältnisses, Stellvorrichtungen zum Einstellen einer Wasserpumpendrehzahl, Stellvorrichtungen zum Einstellen einer Kältemittelverdichtungseinrichtung usw., besonders vorteilhaft jedoch bei Nockenwellenstellvorrichtungen, wodurch ein Nockenwellenphasenwinkel über einen großen Bereich einstellbar und dennoch stets ein sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet ist. Ferner ist grundsätzlich auch denkbar, eine entsprechende Stellvorrichtung außer bei Brennkraftmaschinen auch bei anderen, dem Fachmann als geeignet erscheinenden Maschinen einzusetzen.The inventive solution can in all, those skilled in the art as reasonable appearing actuators a Internal combustion engine can be used, as in adjusting devices for setting a compression ratio, adjusting devices for adjusting a water pump speed, adjusting devices for Adjusting a refrigerant compression device etc., but particularly advantageous in camshaft adjusting devices, thereby a camshaft phase angle over a big Adjustable range and still always safe operation of the internal combustion engine is guaranteed. Furthermore, it is basically also conceivable, a corresponding adjusting device except at Internal combustion engines also in others, the skilled person as suitable to be used.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawing is an embodiment represented the invention. The description and the claims contain numerous features in combination. The skilled person will become the characteristics expediently also consider individually and summarize to meaningful further combinations.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch eine Nockenwellenstellvorrichtung mit einer Nockenwelle im Regelbetrieb, 1 a schematically illustrated longitudinal section through a camshaft adjusting device with a camshaft in the control mode,

2 die Nockenwellenstellvorrichtung aus 1 in arretierter Stellung, 2 the camshaft actuator off 1 in locked position,

3 eine Abwicklung eines von einer Arretierkulisse gebildeten Arretiermittels mit einem korrespondierenden Arretiermittel bei einem ersten Arretiervorgang, ausgehend von einem ersten Nockenwellenphasenwinkel, 3 a development of a locking means formed by a Arretierkulisse with a corresponding locking means in a first locking operation, starting from a first camshaft phase angle,

4 die Arretiermittel nach dem ersten Arretiervorgang in arretierter Stellung, 4 the locking means after the first locking operation in the locked position,

5 die Arretiermittel aus 3 bei einem zweiten Arretiervorgang, ausgehend von einem zweiten Nockenwellenphasenwinkel in einer ersten Phase, 5 the locking means 3 in a second locking operation, starting from a second camshaft phase angle in a first phase,

6 die Arretiermittel beim zweiten Arretiervorgang in einer zweiten Phase und 6 the locking means in the second locking operation in a second phase and

7 die Arretiermittel nach dem zweiten Arretiervorgang in arretierter Stellung. 7 the locking means after the second locking operation in the locked position.

1 zeigt eine Nockenwellenstellvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer Stelleinheit 14 zur Einstellung eines Nockenwellenphasenwinkels einer Nockenwelle 15. Die Stelleinheit 14 weist eine elektromagnetische Bremseinheit 16 und ein von einem Planetengetriebe gebildetes Summierungsgetriebe 17 auf. Die elektromagnetische Bremseinheit 16 weist einen Stator 18 mit einer Haupterregerspule 19 und einen Rotor 12 auf, der in einem konzentrischen Durchgangskanal des Stators 18 mit seiner Rotorwelle 37 drehbar und in axialer Richtung 20, 21 verschiebbar gelagert ist. Der Rotor 12 weist einen scheibenförmigen Rotationskörper 22 auf, an dessen radial äußerem Rand ein hülsenförmiger Rotationskörper 23 aus einem Hysteresematerial angeordnet ist, der eine Polstruktur 24 des Stators 18 umschließt und mit dieser im Betrieb zusammenwirkt. 1 shows a camshaft adjusting device of an internal combustion engine with an actuating unit 14 for adjusting a camshaft phase angle of a camshaft 15 , The actuator 14 has an electromagnetic brake unit 16 and a summation gear formed by a planetary gear 17 on. The electromagnetic brake unit 16 has a stator 18 with a main exciting coil 19 and a rotor 12 on, in a concentric passageway of the stator 18 with its rotor shaft 37 rotatable and in the axial direction 20 . 21 is slidably mounted. The rotor 12 has a disk-shaped body of revolution 22 on, at the radially outer edge of a sleeve-shaped body of revolution 23 from a hysteresis material is arranged, which has a pole structure 24 of the stator 18 encloses and cooperates with this in the operation.

Zudem ist der Rotor 12 mit seiner Rotorwelle 37 mit einem Sonnenrad 25 des Summierungsgetriebes 17 in Umfangsrichtung und in axialer Richtung 20, 21 fest gekoppelt.In addition, the rotor 12 with its rotor shaft 37 with a sun wheel 25 of the summation gear 17 in the circumferential direction and in the axial direction 20 . 21 firmly coupled.

Ferner weist die Nockenwellenstellvorrichtung eine Notlaufverstelleinheit 10 auf, die dazu vorgesehen ist, in einem Notlaufmodus ein vorliegendes Nockenwellenantriebsmoment, das zum Antrieb der Nockenwelle 15 dient, zur Verstellung des Nockenwellenphasenwinkels zu nutzen. Die Notlaufverstelleinheit 10 weist eine stromlose, eine mechanische Abtasteinheit umfassende Sensoreinheit 11 auf. Die Sensoreinheit 11 weist einen an den Rotationskörper 22 angeformten, sich in axialer Richtung 21 zu einem Kettenrad 26 erstreckenden Tastfinger 27 auf. Ferner weist die Sensoreinheit 11 eine an einer zum Rotationskörper 22 weisenden Stirnseite des Kettenrads 26 angeformte Abtastkontur 28 auf. Das Kettenrad 26 ist mit einem Planetenträger 29 gekoppelt, auf dem Planeten 30 des Summierungsgetriebes 17 gelagert sind, die mit einem mit der Nockenwelle 15 gekoppelten Hohlrad 31 kämmen.Furthermore, the camshaft adjusting device has a Notlaufverstelleinheit 10 which is intended, in an emergency mode, a present camshaft drive torque for driving the camshaft 15 serves to use for adjusting the camshaft phase angle. The emergency running adjustment unit 10 has a currentless sensor unit comprising a mechanical scanning unit 11 on. The sensor unit 11 has one to the rotating body 22 molded, in the axial direction 21 to a sprocket 26 extending tactile finger 27 on. Furthermore, the sensor unit 11 one at one to the body of revolution 22 pointing end face of the sprocket 26 molded scanning contour 28 on. The sprocket 26 is with a planet carrier 29 coupled, on the planet 30 of the summation gear 17 are stored, with one with the camshaft 15 coupled ring gear 31 comb.

In die Sensoreinheit 11 ist zudem eine mechanische Arretiereinheit integriert, die zur Arretierung eines Nockenwellenphasenwinkels im Notlaufmodus vorgesehen ist. Der Tastfinger 27 bildet zusätzlich ein erstes Arretiermittel, und in die Abtastkontur 28 ist ein zweites eine Arretierausnehmung 32 umfassendes Arretiermittel angeformt (1 und 3).In the sensor unit 11 In addition, a mechanical locking unit is integrated, which is provided for locking a camshaft phase angle in the emergency mode. The tactile finger 27 additionally forms a first locking means and into the scanning contour 28 a second is a locking recess 32 comprehensive locking means formed ( 1 and 3 ).

Die Notlaufverstelleinheit 10 weist einen elektromagnetischen Aktuator 33 mit einer im Stator 18 angeordneten Hilfserregerspule 34 auf. Die Hilfserregerspule 34 ist radial innerhalb der Haupterregerspule 19 angeordnet und wirkt im aktivierten Zustand in axialer Richtung 20 auf einen an den Rotationskörper 22 angeformten ringförmigen Fortsatz 35, der in axialer Richtung 20 in eine ringförmige Ausnehmung 36 des Stators 18 ragt, in der auch die Hilfserregerspule 34 angeordnet ist.The emergency running adjustment unit 10 has an electromagnetic actuator 33 with one in the stator 18 arranged auxiliary exciter coil 34 on. The auxiliary exciter coil 34 is radially inside the main exciting coil 19 arranged and acts in the activated state in the axial direction 20 on one to the rotation body 22 molded annular extension 35 in the axial direction 20 in an annular recess 36 of the stator 18 sticks out, in which also the auxiliary exciter coil 34 is arranged.

Ferner weist die Notlaufverstelleinheit 10 eine Bremseinheit 13 auf, die passiv aktivierbar und deaktivierbar ist. Die Bremseinheit 13 umfasst eine Reibeinheit mit einer Bremsscheibe 38, die an einem dem Summierungsgetriebe 17 abgewandten Ende der Rotorwelle 37 befestigt ist. Ferner bildet der Stator 18 auf einer dem Summierungsgetriebe 17 abgewandten Seite eine Reibfläche 48 der Reibeinheit.Furthermore, the Notlaufverstelleinheit 10 a brake unit 13 on, which is passively activated and deactivated. The brake unit 13 includes a friction unit with a brake disc 38 at a summation gearbox 17 opposite end of the rotor shaft 37 is attached. Further, the stator forms 18 on a summation gear 17 opposite side a friction surface 48 the friction unit.

Um eine einstellbare Notlaufverstelleinheit zu erreichen, könnte beispielsweise die Abtastkontur 28 von einem von dem Kettenrad 26 getrennten Bauteil gebildet sein, das grundsätzlich drehfest mit dem Kettenrad 26 verbunden ist, jedoch zur Verstellung der Notlaufverstelleinheit und damit insbesondere zur Verstellung des Nockenwellenphasenwinkels in einer Arretierstellung relativ zum Kettenrad 26 verdreht werden kann, beispielsweise mittels eines hydraulischen und/oder elektromagnetischen Aktuator.To achieve an adjustable Notlaufverstelleinheit, for example, the scanning contour 28 from one of the sprockets 26 be formed separate component, which in principle rotatably with the sprocket 26 is connected, however, for adjusting the Notlaufverstelleinheit and thus in particular for adjusting the camshaft phase angle in a locked position relative to the sprocket 26 can be rotated, for example by means of a hydraulic and / or electromagnetic actuator.

1 zeigt die Nockenwellenstellvorrichtung aktiviert im geregelten Betrieb, in dem die Hilfserregerspule 34 bestromt ist, so dass der Rotor 12 durch eine von der Hilfserregerspule 34 erzeugte Magnetkraft in axialer Richtung 20 in eine dem Stator 18 zugewandte Endstellung verschoben ist, und mittels unterschiedlichen Bestromungen der Haupterregerspule 19 unterschiedliche Bremsmomente induziert und damit unterschiedliche Nockenwellenphasenwinkel eingestellt werden können. 1 shows the camshaft actuator activated in controlled operation, in which the auxiliary excitation coil 34 energized, so that the rotor 12 through one of the auxiliary excitation coil 34 generated magnetic force in the axial direction 20 in a the stator 18 facing end position is shifted, and by means of different energizations of the main exciter coil 19 different braking torques induced and thus different camshaft phase angle can be adjusted.

Wird die Stromversorgung, insbesondere zur Hilfserregerspule 34, unterbrochen, beispielsweise aufgrund eines Kabelbruchs in einem Notfall, wird der Rotor 12 angetrieben durch eine Schraubendruckfeder 39 in axialer Richtung 21 in seine der Nockenwelle 15 zugewandte Endstellung verschoben und damit das Sonnenrad 25 innerhalb der Planeten 30 (2). Der Tastfinger 27 wird mittels der Federkraft der Schraubendruckfeder 39 gegen die Abtastkontur 28 gedrückt.Will the power supply, especially to the auxiliary excitation coil 34 interrupted, for example, due to a cable break in an emergency, the rotor 12 driven by a helical compression spring 39 in the axial direction 21 in his the camshaft 15 facing end position shifted and thus the sun gear 25 within the planet 30 ( 2 ). The tactile finger 27 is by means of the spring force of the helical compression spring 39 against the scanning contour 28 pressed.

Durch das Nockenwellenantriebsmoment läuft die Stelleinheit 14 bei stromloser Haupterregerspule 19 und ohne Vorliegen eines Bremsmoments der Bremseinheit 13 nur in eine Richtung, und zwar im vorliegenden Fall in eine Stellrichtung 40 (3). Bei einer Verstellung in Stellrichtung 40 wird der Nockenwellenphasenwinkel in Richtung Spät verstellt, während bei einer Verstellung in eine der Stellrichtung 40 entgegen gesetzten Stellrichtung 41 der Nockenwellenphasenwinkel in Richtung Früh verstellt wird.The actuator runs through the camshaft drive torque 14 with currentless main exciter coil 19 and without the presence of a brake torque of the brake unit 13 only in one direction, in the present case in a direction of adjustment 40 ( 3 ). In an adjustment in the direction of adjustment 40 the camshaft phase angle is adjusted in the direction of late, while in an adjustment in one of the adjustment direction 40 opposite adjustment direction 41 the camshaft phase angle is adjusted in the direction of early.

Die 3 und 4 zeigen einen Notlaufvorgang, bei dem eine Stromversorgung der Haupterregerspule 19 und der Hilfserregerspule 34 unterbrochen wird, während die Nockenwelle 15 relativ zur Arretierausnehmung 32 in Stellrichtung 41 bzw. in Richtung Früh verstellt ist. Im Bereich der Arretierausnehmung 32 bildet die Abtastkontur 28 eine erste Anlagefläche 43 und ausgehend von der Arretierausnehmung 32 in Stellrichtung 41 bzw. in Richtung Früh bis zu einem ersten Anschlag 42 bildet die Abtastkontur 28 eine zweite Anlagefläche 44, die beide im Vergleich zu einer dritten Fläche 45 der Abtastkontur 28, die sich von einem zweiten Anschlag 46 in Stellrichtung 41 bis zu einer Rampe 47 erstreckt, in axialer Richtung 20 zum Stator 18 verlagert sind. Die Anschläge 42, 46 begrenzen einen maximalen Verstellbereich der Nockenwellenstellvorrichtung.The 3 and 4 show an emergency operation, in which a power supply of the main exciting coil 19 and the exciter coil 34 is interrupted while the camshaft 15 relative to the locking recess 32 in direction of adjustment 41 or is moved in the direction of early. In the area of the locking recess 32 forms the scanning contour 28 a first contact surface 43 and starting from the locking recess 32 in direction of adjustment 41 or in the morning until a first stop 42 forms the scanning contour 28 a second contact surface 44 , both compared to a third surface 45 the scanning contour 28 that differ from a second stop 46 in direction of adjustment 41 up to a ramp 47 extends, in the axial direction 20 to the stator 18 are relocated. The attacks 42 . 46 limit a maximum adjustment of the camshaft actuator.

Kommt der Tastfinger 27 mit der Anlagefläche 44 der Abtastkontur 28 in Anlage, weist die Bremsscheibe 38 einen Abstand zur Reibfläche 48 des Stators 18 auf, so dass von der Bremseinheit 13 kein Bremsmoment aufgebracht wird und die Stelleinheit 14 in Stellrichtung 40 verstellt, und zwar indem die Nockenwelle 15 und das Kettenrad 26 relativ zueinander ent sprechend verdreht werden (3 und 4). Der Tastfinger 27 rastet in die Arretierausnehmung 32 ein und der Nockenwellenphasenwinkel ist arretiert (4). Ist der Tastfinger 27 in die Arretierausnehmung 32 eingerastet, weist die Bremsscheibe 38 weiterhin einen Abstand zur Reibfläche 48 des Stators 18 auf, so dass durch die Bremseinheit 13 kein Verstellvorgang induziert wird und somit ein Verschleiß der Reibeinheit der Bremseinheit 13 beim Betrieb im arretierten Zustand vermieden wird.Comes the tactile finger 27 with the Anlageflä che 44 the scanning contour 28 in abutment, the brake disc faces 38 a distance to the friction surface 48 of the stator 18 on, so from the brake unit 13 no braking torque is applied and the actuator 14 in direction of adjustment 40 adjusted, namely by the camshaft 15 and the sprocket 26 be rotated accordingly relative to each other ( 3 and 4 ). The tactile finger 27 snaps into the locking recess 32 on and the camshaft phase angle is locked ( 4 ). Is the touch finger 27 in the locking recess 32 locked, the brake disk points 38 still a distance to the friction surface 48 of the stator 18 on, so through the brake unit 13 no adjustment is induced and thus wear of the friction unit of the brake unit 13 when operating in the locked state is avoided.

Die 5 bis 7 zeigen einen Arretiervorgang, bei dem eine Stromversorgung der Haupterregerspule 19 und der Hilfserregerspule 34 unterbrochen wird, während die Nockenwelle 15 relativ zur Arretierausnehmung 32 in Stellrichtung 40 bzw. Richtung Spät verstellt ist. Bevor der Tastfinger 27, angetrieben durch die Federkraft der Schraubendruckfeder 39 mit der Fläche 45 der Abtastkontur 28 in Anlage kommt, kommt die Bremsscheibe 38 mit der Reibfläche 48 in Anlage, so dass von der Bremseinheit 13 ein Bremsmoment aufgebracht wird und die Stelleinheit 14 in Stellrichtung 41 verstellt, und zwar indem die Nockenwelle 15 und das Kettenrad 26 relativ zueinander entsprechend verdreht werden. Der Tastfinger 27 überquert die Rampe 47 (6) und rastet anschließend in die Arretierausnehmung 32 ein (7).The 5 to 7 show a locking process in which a power supply of the main exciting coil 19 and the exciter coil 34 is interrupted while the camshaft 15 relative to the locking recess 32 in direction of adjustment 40 or direction is retarded. Before the tactile finger 27 , driven by the spring force of the helical compression spring 39 with the area 45 the scanning contour 28 comes into abutment, comes the brake disc 38 with the friction surface 48 in attachment, leaving from the brake unit 13 a braking torque is applied and the actuator 14 in direction of adjustment 41 adjusted, namely by the camshaft 15 and the sprocket 26 be rotated accordingly relative to each other. The tactile finger 27 cross the ramp 47 ( 6 ) and then locks in the locking recess 32 one ( 7 ).

Wird die Hilfserregerspule 34 nach einem Arretiervorgang wieder bestromt, wird der Rotor 12 durch die von der Hilfserregerspule 34 erzeugte Magnetkraft in seine dem Stator 18 zugewandte Endstellung entgegen der Federkraft der Schraubendruckfeder 39 verschoben und der als Arretiermittel dienende Tastfinger 27 wird aus der Arretierausnehmung 32 gezogen (1).Will the auxiliary exciter coil 34 energized again after a locking process, the rotor 12 through the from the exciter coil 34 Magnetic force generated in its the stator 18 facing end position against the spring force of the helical compression spring 39 shifted and serving as a locking probe fingers 27 gets out of the locking recess 32 drawn ( 1 ).

1010
NotlaufverstelleinheitNotlaufverstelleinheit
1111
Sensoreinheitsensor unit
1212
Rotorrotor
1313
Bremseinheitbrake unit
1414
Stelleinheitactuator
1515
Nockenwellecamshaft
1616
Bremseinheitbrake unit
1717
Summierungsgetriebesumming
1818
Statorstator
1919
HaupterregerspuleMain excitation coil
2020
Richtungdirection
2121
Richtungdirection
2222
Rotationskörperbody of revolution
2323
Rotationskörperbody of revolution
2424
Polstrukturpole structure
2525
Sonnenradsun
2626
KettenradSprocket
2727
Tastfingersensing finger
2828
Abtastkonturscanning contour
2929
Planetenträgerplanet carrier
3030
Planetplanet
3131
Hohlradring gear
3232
Arretierausnehmunglocking recess
3333
Aktuatoractuator
3434
HilfserregerspuleAuxiliary excitation coil
3535
Fortsatzextension
3636
Ausnehmungrecess
3737
Rotorwellerotor shaft
3838
Bremsscheibebrake disc
3939
SchraubendruckfederHelical compression spring
4040
Stellrichtungsetting direction
4141
Stellrichtungsetting direction
4242
Anschlagattack
4343
Anlageflächecontact surface
4444
Anlageflächecontact surface
4545
Flächearea
4646
Anschlagattack
4747
Ramperamp
4848
Reibflächefriction surface

Claims (13)

Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Nockenwellenstellvorrichtung, mit einer Notlaufverstelleinheit (10), die dazu vorgesehen ist, zumindest in einem Notlaufmodus ein vorliegendes Antriebsmoment zur Verstellung eines Wellenphasenwinkels zu nutzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufverstelleinheit (10) dazu vorgesehen ist, zumindest abhängig von einem vorliegenden Wellenphasenwinkel eine Verstellung nach Früh oder nach Spät zur Erzielung wenigstens eines Notlaufwellenphasenwinkels vorzunehmen.Adjusting device for an internal combustion engine, in particular camshaft adjusting device, with a Notlaufverstelleinheit ( 10 ), which is intended, at least in an emergency mode, to use a given drive torque for adjusting a shaft phase angle, characterized in that the emergency running adjustment unit ( 10 ) is provided to perform at least depending on a present wave phase angle, an adjustment to early or late to achieve at least one runflat wave phase angle. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufverstelleinheit (10) wenigstens eine stromlose Sensoreinheit (11) aufweist.Adjusting device according to claim 1, characterized in that the Notlaufverstelleinheit ( 10 ) at least one currentless sensor unit ( 11 ) having. Stellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (11) eine mechanische Abtasteinheit aufweist.Adjusting device according to claim 2, characterized in that the sensor unit ( 11 ) has a mechanical scanning unit. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufverstelleinheit (10) zur Erzielung eines einstellbaren Notlaufwellenphasenwinkels einstellbar ausgeführt ist.Actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that the Notlaufverstelleinheit ( 10 ) is designed to be adjustable to achieve an adjustable runflat shaft phase angle. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufverstelleinheit (10) dazu vorgesehen ist, ein vorliegendes Wellenantriebsmoment zur Verstellung zu nutzen.Actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that the Notlaufverstelleinheit ( 10 ) is provided, a present shaft drive torque for adjustment to use. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mechanische Arretiereinheit zur Arretierung wenigstens eines Wellenphasenwinkels.Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized by a mechanical locking unit for locking at least a wave phase angle. Stellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinheit und die Notlaufverstelleinheit (10) bewegungstechnisch zumindest gekoppelt sind.Adjusting device according to claim 6, characterized in that the locking unit and the Notlaufverstelleinheit ( 10 ) are at least coupled motion technology. Stellvorrichtung zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinheit und Notlaufverstelleinheit (10) zumindest teilweise einstückig ausgeführt sind.Adjusting device at least according to claim 6, characterized in that the locking unit and Notlaufverstelleinheit ( 10 ) are executed at least partially in one piece. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen in axialer Richtung (20, 21) verschiebbar gelagerten Rotor (12).Adjusting device according to one of the preceding claims, characterized by a in the axial direction ( 20 . 21 ) slidably mounted rotor ( 12 ). Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufverstelleinheit (10) zumindest eine Bremseinheit (13) aufweist.Actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that the Notlaufverstelleinheit ( 10 ) at least one brake unit ( 13 ) having. Stellvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufverstelleinheit (10) dazu vorgesehen ist, die Bremseinheit (13) passiv zu aktivieren.Actuating device according to claim 10, characterized in that the Notlaufverstelleinheit ( 10 ) is provided, the brake unit ( 13 ) passively activate. Stellvorrichtung zumindest nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Notlaufverstelleinheit (10) dazu vorgesehen ist, die Bremseinheit (13) passiv zu deaktivieren.Adjusting device at least according to claim 10, characterized in that the Notlaufverstelleinheit ( 10 ) is provided, the brake unit ( 13 ) passively disable. Stellvorrichtung zumindest nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinheit (13) wenigstens eine Reibeinheit aufweist.Adjustment device at least according to claim 11, characterized in that the brake unit ( 13 ) has at least one friction unit.
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