DE102008058111B4 - Electric camshaft adjuster - Google Patents

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DE102008058111B4 DE102008058111.9A DE102008058111A DE102008058111B4 DE 102008058111 B4 DE102008058111 B4 DE 102008058111B4 DE 102008058111 A DE102008058111 A DE 102008058111A DE 102008058111 B4 DE102008058111 B4 DE 102008058111B4
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Abstract

Elektrischer Nockenwellenversteller (1), mit welchem ein mit einer Kurbelwelle getrieblich verbundenes Zahnrad (3) gegenüber einer Nockenwelle (2) im Drehwinkel mittels Nutzung von wechselnden Momenten (M) verstellbar ist, wobei dieses wechselnde Moment (M) zwischen dem Zahnrad (3) und der Nockenwelle (2) zumindest teilweise reibschlüssig mittels elektromagnetisch in axialer Richtung kraftbeaufschlagbarer Bremskeile (8) zeitweise übertragbar ist.Electric camshaft adjuster (1), with which a toothed wheel (3), which is connected in a gearwheel with a crankshaft, can be adjusted relative to a camshaft (2) in the rotation angle by use of alternating moments (M), this alternating moment (M) between the toothed wheel (3) and the camshaft (2) at least partially frictionally by means of electromagnetically kraftbeaufschlagbarer in the axial direction of the brake wedges (8) is temporarily transferable.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nockenwellenversteller gemäß dem einteiligen Patentanspruch 1.The invention relates to a camshaft adjuster according to the one-part patent claim 1.

Aus der JP 2007 - 100 552 A ist bereits ein elektrischer Nockenwellenversteller bekannt, mit welchem ein mit einer Kurbelwelle getrieblich verbundenes Zahnrad gegenüber einer Nockenwelle im Drehwinkel mittels Nutzung von wechselnden Momenten verstellbar ist. Dieses wechselnde Moment ist zwischen dem Zahnrad und der Nockenwelle zumindest teilweise reibschlüssig übertragbar. Dazu sind Reibflächen im Bereich eines Elektromagneten vorgesehen, die senkrecht zu einer Zentralachse des Nockenwellenverstellers ausgerichtet sind.From the JP 2007 - 100 552 A An electric camshaft adjuster is already known, with which a gearwheel, which is connected in a gearwisely connected manner to a crankshaft, can be adjusted relative to a camshaft in the rotational angle by means of use of alternating moments. This alternating moment is at least partially frictionally transferable between the gear and the camshaft. For this purpose, friction surfaces are provided in the region of an electromagnet, which are aligned perpendicular to a central axis of the camshaft adjuster.

Überdies ist aus der DE 10 2004 043 548 A1 ein hydraulischer Schwenkmotorversteller bekannt, der Zahnstrukturen aufweist. Infolge von wechselnden Momenten der Nockenwelle wird ein Verriegelungbolzen im Fehlerfall entlang dieser Zahnstrukturen verschoben und schlussendlich in eine Notfallposition eingerastet.Moreover, from the DE 10 2004 043 548 A1 a hydraulic Schwenkmotorversteller known having tooth structures. As a result of changing moments of the camshaft, a locking bolt is moved in the event of a fault along these tooth structures and finally locked in an emergency position.

Überdies ist aus der DE 41 16 196 A1 ein elektrischer Nockenwellenversteller bekannt, der in Übereinstimmung mit der Erfindung Nockenwellenwechselmomente zur Verstellung der relativen Drehwinkellage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle nutzt.Moreover, from the DE 41 16 196 A1 an electric camshaft adjuster is known which utilizes in accordance with the invention camshaft alternating torques for adjusting the relative angular position of the camshaft relative to the crankshaft.

Aus der DE 102 48 355 A1 ist ein weiterer elektrischer Nockenwellenversteller bekannt.From the DE 102 48 355 A1 Another electric camshaft adjuster is known.

Die DE 10 2007 035 672 A1 betrifft hingegen einen hydraulischen Nockenwellensteller, bei welchem die Nockenwellenwechselmomente zur Verstellung der relativen Drehwinkellage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle genutzt werden. Aufgabe der Erfindung ist es, einen schnell verstellenden Nockenwellenversteller mit einem hohem Wirkungsgrad zu schaffen.The DE 10 2007 035 672 A1 on the other hand, concerns a hydraulic camshaft actuator in which the camshaft alternating torques are used for adjusting the relative rotational position of the camshaft relative to the crankshaft. The object of the invention is to provide a fast-adjusting camshaft adjuster with a high efficiency.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.

Gemäß einem Vorteil der Erfindung ist ein elektrischer Nockenwellenversteller vorgesehen, der demzufolge keine hydraulischen Verluste aufweist.According to an advantage of the invention, an electric camshaft adjuster is provided, which consequently has no hydraulic losses.

Gemäß einem weiteren Vorteil der Erfindung werden wechselnde Momente zur Verstellung der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle genutzt.According to a further advantage of the invention, alternating moments are used for adjusting the camshaft relative to the crankshaft.

Gemäß einem weiteren Vorteil der Erfindung finden Bremskeile Anwendung, die prinzipbedingt eine Kraftverstärkung oder sogar eine Selbsthemmung aufweisen. Somit ist es in vorteilhafter Weise möglich, mit geringen elektrischen Kräften die Nockenwelle sehr schnell gegenüber dem Zahnrad bzw. der Kurbelwelle abzubremsen. Die Abbremsung kann in besonders vorteilhafter Weise bis zur reibschlüssig drehfesten Kopplung zwischen dem Zahnrad und der Nockenwelle führen. Dabei können die Bremskeile in besonders vorteilhafter Weise im Nulldurchgang des Nockenwellenmomentes in eine entkoppelte Position gezogen werden. Die Verstellrichtung des Nockenwellenverstellers hängt dabei davon ab, ob die Bremskeile

  • - beim ansteigenden Moment oder
  • - beim abfallenden Moment
im Nulldurchgang in die entkoppelte Position gezogen werden.In accordance with a further advantage of the invention, brake wedges are used which, in principle, have a force boost or even a self-locking feature. Thus, it is advantageously possible to slow down the camshaft very quickly with respect to the gear or the crankshaft with low electrical forces. The deceleration can lead in a particularly advantageous manner to the frictionally rotationally fixed coupling between the gear and the camshaft. The brake wedges can be pulled in a particularly advantageous manner in the zero crossing of the camshaft torque in a decoupled position. The adjustment of the camshaft adjuster depends on whether the brake wedges
  • - at the rising moment or
  • - at the falling moment
be pulled in the decoupled position at zero crossing.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor.Further advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von zwei beispielhaften Ausgestaltungsformen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments.

Dabei zeigen:

  • 1 in einem Diagramm Momentenverläufe an einem üblichen Nockenwellenversteller ohne besondere Nutzung der Nockenwellenwechselmomente,
  • 2 einen elektrischen Nockenwellenversteller, der Bremskeile aufweist,
  • 3 ein Detail aus 2,
  • 4 einen Bremskeil aus 2 bzw. 3,
  • 5 die umfangsmäßige Anordnung der Bremskeile anhand eines schematisch dargestellten Nockenwellenverstellers aus 2 und
  • 6 einen elektrischen Nockenwellenversteller in einer alternativen Ausführungsform.
Showing:
  • 1 in a diagram torque curves on a conventional camshaft adjuster without special use of the camshaft alternating torques,
  • 2 an electric camshaft adjuster having brake wedges,
  • 3 a detail from 2 .
  • 4 a brake wedge 2 respectively. 3 .
  • 5 the circumferential arrangement of the brake wedges based on a camshaft adjuster shown schematically 2 and
  • 6 an electric camshaft adjuster in an alternative embodiment.

Wie in 1 zu sehen ist, schwanken die Momente, die so an einem herkömmlichen Nockenwellenversteller ohne besondere Nutzung der Nockenwellenwechselmomente gemessen werden können. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, wobei in dem Beispiel gemäß 1 ein Zeitraum von t = 40 ms betrachtet wird. Auf der Ordinate ist das Moment in Zehnerpotenzen in Nm aufgetragen. Es ist zu erkennen, dass das Moment nicht konstant ist, sondern sich nahezu permanent verändert, bedingt bzw. beeinflusst durch Schwingverhalten, Stellung der Nockenwelle, Zündzeitpunkte des Verbrennungsmotors, Öffnungspunkte der Gaswechselventile, Höhe der Gaswechselventilfederkräfte etc.. Bei einem Verbrennungsmotor treten somit die Zustände auf, dass nur ein schwellendes Moment M+ oder M- vorliegt. Dann findet kein Vorzeichenwechsel statt. Somit wird in dem Falle eines schwellenden Momentes M+, M- nur die Kennlinie des positiven Momentes M+ oder die Kennlinie des negativen Momentes M- am Nockenwellenversteller gemessen. Während des Betriebes des Verbrennungsmotors treten außer diesen Phasen eines schwellenden Momentes M+, M- auch noch Phasen eines wechselnden Momentes M auf, bei denen sowohl mal negative als auch mal positive Anteile auftreten können.As in 1 can be seen fluctuate the moments that can be measured on a conventional camshaft adjuster without special use of the camshaft alternating torques. The time t is plotted on the abscissa, in the example according to FIG 1 a period of t = 40 ms is considered. On the ordinate the moment is plotted in orders of magnitude in Nm. It can be seen that the moment is not constant, but changes almost permanently, conditioned or influenced by vibration behavior, position of the camshaft, ignition timing of the internal combustion engine, opening points of the gas exchange valves, height of the gas exchange valve spring forces etc .. In an internal combustion engine thus enter the states on that only a swelling moment M + or M- is present. Then there is no change of sign. Thus, in the case of a swelling moment M +, M- only the characteristic of the positive torque M + or the characteristic of the negative torque M- is measured at the phaser. During the operation of the internal combustion engine occur in addition to these phases of a swelling moment M +, M- even phases of an alternating moment M, in which both times negative and sometimes positive proportions can occur.

Bei dem erfindungsgemäßen Nockenwellensteller 1 gemäß 2 ist eine Bremseinrichtung zur Nutzung des wechselnden Momentes M zur Verstellung der Nockenwelle vorgesehen. Dieser elektrische Nockenwellenversteller 1 verstellt den Drehwinkel einer Nockenwelle 2 gegenüber einem mit dieser gekoppelten Zahnrad 3. Dieses Zahnrad 3 ist über

  • - einen Zahnriemen oder
  • - eine Kette oder
  • - eine Duplex-Kette oder
  • - weitere Zahnräder, wie bei LKW oder Schiffsmotoren üblich,
getrieblich mit einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle verbunden, so dass Drehbewegungen im Verhältnis 2:1 von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle 2 übertragen werden.In the camshaft actuator according to the invention 1 according to 2 a braking device is provided for the use of the alternating torque M for adjusting the camshaft. This electric camshaft adjuster 1 adjusts the angle of rotation of a camshaft 2 opposite to a coupled with this gear 3 , This gear 3 is over
  • - a timing belt or
  • - a chain or
  • - a duplex chain or
  • - other gears, as usual for trucks or marine engines,
Geared connected with a crankshaft, not shown, so that rotational movements in proportion 2 : 1 from the crankshaft to the camshaft 2 be transmitted.

Mittels Winkelverstellteilen 4, die zwischen dem Zahnrad 3 und der Nockenwelle 2 angeordnet sind, erfolgt die oben genannte Verstellung im Drehwinkel. Dazu umfassen die Winkelverstellteile 4

  • - einen Elektromagneten 5, der unter anderem ein Statoreisen 6 und eine Spule 7 umfasst,
  • - mehrere umfangsmäßig verteilt angeordnete Bremskeile 8,
  • - einen Bremsbelag 9 und
  • - eine Tellerfeder 10.
By means of angle adjustment parts 4 between the gear 3 and the camshaft 2 are arranged, the above adjustment takes place in the rotation angle. These include the angle adjustment parts 4
  • - an electromagnet 5 , among other things, a Statoreisen 6 and a coil 7 includes,
  • - Several circumferentially distributed arranged brake wedges 8th .
  • - a brake pad 9 and
  • - a plate spring 10 ,

Ein ringförmiger Adapter 11 spannt mittels einer Zentralschraube 12 den Bremsbelag 9 axial gegen einen Absatz 13 der Nockenwelle 2. Dabei bildet sich zwischen einer Stirnfläche 14 des Bremsbelags 9 und einem Absatz 15 der Nockenwelle 2 eine Umfangsnut 16, in welcher ein radial nach innen gerichteten Bund 17 des Zahnrades 3 eingesetzt ist. Damit ist der Bremsbelag 9 drehfest mit der Nockenwelle 2 verbunden. Hingegen ist das Zahnrad 3 verdrehbar gegenüber der Nockenwelle 2. Axial zwischen dem radial nach innen gerichteten Bund 17 und einer senkrecht zu einer Rotationsachse 18 der Nockenwelle 2 ausgerichteten Hauptebene des Zahnrades 3 erstreckt sich eine konische Innenfläche des Zahnrades 3. In diese Innenfläche sind Negativformen von den in 4 ersichtlichen Dachschrägen 19 eingearbeitet. Die umfangsmäßigen Positionen dieser Negativformen korrespondieren mit den umfangsmäßigen Positionen der Bremskeile 8, so dass jeder Bremskeil 8 in eine ausschließlich diesem zugeordnete Negativform eingreift. Damit ist eine formschlüssig drehfeste Verbindung zwischen den Bremskeilen 8 und dem Zahnrad 3 herstellbar, so dass das Zahnrad 3 stets im Wesentlichen die gleiche Winkelstellung zu den Bremskeilen 8 aufweist. Demzufolge wird beim Verstellen der Nockenwelle 2 das Zahnrad 3 mitsamt den Bremskeilen 8 gegenüber dem Bremsbelag 9 verdreht. Damit bildet sich an der Reibflächenpaarung 20 zwischen den Bremskeilen 8 und dem Bremsbelag 9 die Funktionsfläche zur stufenlosen Verstellung der Nockenwelle 2 gegenüber der Kurbelwelle. Um die Bremskeile 8 stets zueinander in der gleichen Position zu halten, sind die Bremskeile 8 untereinander mit einem Verbindungsring 32 verbunden, der gleichzeitig den Anker für den Elektromagneten 5 bildet. Die Bremskeile 8 stützten sich in der von der Nockenwelle 2 hinfort weisenden Richtung mit deren in 4 ersichtlicher Federanlagefläche 22 an einer Außenkante der Tellerfeder 10 ab, die wiederum mit deren Innenkante an einem Absatz 23 des ringförmigen Adapters 11 abgestützt ist.An annular adapter 11 clamps by means of a central screw 12 the brake pad 9 axially against a heel 13 the camshaft 2 , It forms between an end face 14 of the brake pad 9 and a paragraph 15 the camshaft 2 a circumferential groove 16 in which a radially inwardly directed collar 17 of the gear 3 is used. This is the brake pad 9 rotatably with the camshaft 2 connected. On the other hand is the gear 3 rotatable with respect to the camshaft 2 , Axial between the radially inward collar 17 and one perpendicular to a rotation axis 18 the camshaft 2 aligned main plane of the gear 3 extends a conical inner surface of the gear 3 , In this inner surface are negative forms of the in 4 apparent sloping roofs 19 incorporated. The circumferential positions of these female molds correspond to the circumferential positions of the brake wedges 8th so every chock 8th engages in a negative mold associated exclusively with this. This is a positive rotational connection between the brake wedges 8th and the gear 3 manufacturable, so the gear 3 always essentially the same angular position to the brake wedges 8th having. Consequently, when adjusting the camshaft 2 the gear 3 together with the brake wedges 8th opposite the brake pad 9 twisted. This forms on the friction surface pairing 20 between the brake wedges 8th and the brake pad 9 the functional surface for stepless adjustment of the camshaft 2 opposite the crankshaft. To the chocks 8th Always keep in the same position to each other, are the brake wedges 8th with each other with a connecting ring 32 connected, which at the same time the anchor for the electromagnet 5 forms. The brake wedges 8th leaned in the of the camshaft 2 hinfortenden direction with their in 4 apparent spring contact surface 22 on an outer edge of the plate spring 10 in turn, with their inner edge on a heel 23 of the annular adapter 11 is supported.

Dieser ringförmige Adapter 11 ist radial innerhalb des koaxial zur Nockenwelle 2 ausgerichtete Statoreisens 6 angeordnet. Dieses Statoreisen 6 ist aus zwei winkelförmigen Wicklungsträgern 24, 25 zusammengesetzt, welche die Spule 7 derart einschließen, dass ein Ringspalt 26 axial versetzt zu dem die Bremskeile 8 zusammen haltenden Verbindungsring 32 verbleibt. Die Bremskeile 8 sind aus ferromagnetischem Stahl gefertigt, so dass diese Bremskeile 8 den magnetischen Fluss innerhalb des Statoreisens 6 schließen können. Die Magnetfeldlinien verkürzen sich dabei, wenn der Verbindungsring in seiner Funktion als Anker in den Ringspalt 26 des Statoreisens 6 gezogen wird. Das Statoreisen 6 ist dabei zusammen mit der Spule 7 fest mit einem Zylinderkopf - insbesondere einem Zylinderkopfdeckel - des Verbrennungsmotors verbunden.This annular adapter 11 is radially inside of the coaxial with the camshaft 2 aligned stator iron 6 arranged. This stator iron 6 is made of two angle-shaped winding carriers 24 . 25 composed of which the coil 7 include such that an annular gap 26 axially offset to the the brake wedges 8th holding together connecting ring 32 remains. The brake wedges 8th are made of ferromagnetic steel, so these chocks 8th the magnetic flux within the stator iron 6 can close. The magnetic field lines shorten when the connecting ring in its function as an anchor in the annular gap 26 of stator ironing 6 is pulled. The stator iron 6 is together with the coil 7 firmly connected to a cylinder head - in particular a cylinder head cover - the internal combustion engine.

4 zeigt einen der Bremskeile 8 in einem Detail. Dieser Bremskeil 8 weist radial außen die Dachschrägen 19 auf. Diese beiden Dachschrägen 19 fallen von der mittigen Scheitelkante 28 ab. Seitlich weisen die Bremskeile 8 beidseitig Führungsflächen 29, 30 auf. Ferner weist der Bremskeil 8 auf der radialen Innenseite eine Bremsfläche 31 der Reibflächenpaarung 20 auf. Der Tellerfeder 10 ist die Federanlagefläche 22 zugewandt. Dieser Federanlagefläche 22 schließen sich Zungen 31 an, die bei Bestromung der Spule 7 in den Ringspalt 26 gezogen werden können. 4 shows one of the brake wedges 8th in a detail. This brake wedge 8th has the roof slopes radially on the outside 19 on. These two roof slopes 19 fall from the central vertex edge 28 from. Side show the brake wedges 8th Guide surfaces on both sides 29 . 30 on. Furthermore, the brake wedge 8th on the radial inside a braking surface 31 the friction surface pairing 20 on. The plate spring 10 is the spring contact surface 22 facing. This spring contact surface 22 Close tongues 31 on, when energizing the coil 7 in the annular gap 26 can be pulled.

5 zeigt die umfangsmäßig gleichmäßige Verteilung der Bremskeile 8. 5 shows the circumferentially uniform distribution of the brake wedges 8th ,

Im Folgenden wird die Funktion des elektrischen Nockenwellenverstellers 1 näher erläutert: The following is the function of the electric camshaft adjuster 1 explained in more detail:

Liegt keine oder nur eine sehr geringe Spannung an der Spule 7 an, so werden die Bremskeile 8 von der vorgespannten Tellerfeder 10 so weit in Negativformen eingeschoben, dass zwischen den Bremskeilen 8 und den Negativformen Selbsthemmung auftritt. Somit sind die Bremskeile 8 gegenüber dem Zahnrad 3 auch ohne die Federkraft der Tellerfeder 10 verklemmt.There is no or only a very low voltage on the coil 7 on, so are the brake wedges 8th from the prestressed disc spring 10 inserted so far in negative molds that between the brake wedges 8th and the negative forms self-locking occurs. Thus, the brake wedges 8th opposite the gear 3 even without the spring force of the diaphragm spring 10 jammed.

Die Bremskeile 8 sind mit sehr geringem Spiel auf dem Bremsbelag geführt. Durch dieses enge Spiel wird erreicht, dass auch der Luftspalt zwischen dem Verbindungsring 32 und den Wicklungsträgem 24, 25 sehr gering gehalten werden kann, wenn sich der Verbindungsring 32 in dem Ringspalt 26 befindet.The brake wedges 8th are guided with very little play on the brake pad. Through this close game is achieved that also the air gap between the connecting ring 32 and the winding beams 24 . 25 can be kept very low when the connecting ring 32 in the annular gap 26 located.

Kommt es bei dem in 1 dargestellten Verlauf des Momentes zu einem Nulldurchgang, so werden zur Verstellung des Nockenwelle 2 die Bremskeile 8 mittels Anlegen einer Spannung an die Spule 7 in die entkoppelte Position gezogen, in der sich die Zungen 31 der Bremskeile 8 in dem Ringspalt 26 befinden. Durch impulsartiges Anlegen der Spannung an die Spulen erfolgt dieses Ziehen in die entkoppelte Position nur für die zur Verstellung benötigte Zeit. In dieser entkoppelten Position werden die Bremskeile seitlich von radial nach innen ragenden Zähnen des Kettenrades geführt, damit sie sich nicht ungewollt verkeilen können. Die Verstellrichtung des Nockenwellenverstellers hängt dabei davon ab, ob die Bremskeile

  • - beim ansteigenden Moment oder
  • - beim abfallenden Moment
im Nulldurchgang in die entkoppelte Position gezogen werden.Does it come to the in 1 illustrated course of the moment to a zero crossing, so are used to adjust the camshaft 2 the brake wedges 8th by applying a voltage to the coil 7 pulled into the decoupled position in which the tongues 31 the brake wedges 8th in the annular gap 26 are located. By pulse-like application of the voltage to the coil, this pulling into the decoupled position takes place only for the time required for the adjustment. In this decoupled position, the brake wedges are guided laterally from radially inwardly projecting teeth of the sprocket, so they can not accidentally wedge. The adjustment of the camshaft adjuster depends on whether the brake wedges
  • - at the rising moment or
  • - at the falling moment
be pulled in the decoupled position at zero crossing.

Die Auslegung des elektrischen Nockenwellenverstellers ist dabei so, dass eine möglichst hohe Anfangsbeschleunigung erzielt wird, wobei jedoch in der entkoppelten Position noch genügend Kraft vorhanden ist, um die Bremskeile gegen die Federkraft der Tellerfeder offen zu halten.The design of the electric camshaft adjuster is such that the highest possible initial acceleration is achieved, but in the decoupled position sufficient force is still available to keep the brake wedges against the spring force of the plate spring open.

Die Erfindung funktioniert auch wenn die Reibwinkel an den Bremskeilen zu steil für eine Selbsthemmung sind. Ist keine solcher selbsthemmender Winkel vorgesehen, so wird die Tellerfeder so dimensioniert, dass deren Federkraft keine Verdrehung zwischen Kettenrad und Nockenwelle zulässt.The invention also works when the friction angles on the brake wedges are too steep for self-locking. If no such self-locking angle is provided, the plate spring is dimensioned so that its spring force does not allow rotation between the sprocket and the camshaft.

6 zeigt einen elektrischen Nockenwellenversteller 100 in einer alternativen Ausgestaltungsform. Der Nockenwellenversteller 100 ist dabei koaxial zur Nockenwelle 102 axial zwischen deren - nicht näher dargestellten - Nocken und dem Kettenrad 103 angeordnet. Demzufolge sind auch die Bremskeile 108 und die Negativformen im Kettenrad 103 der axial anderen Seite zugewandt. Die Tellerfeder 110 ist an einem ringförmigen Absatz 123 auf der Nockenwelle 102 abgestützt. 6 shows an electric camshaft adjuster 100 in an alternative embodiment. The camshaft adjuster 100 is coaxial with the camshaft 102 axially between their - not shown - cam and the sprocket 103 arranged. As a result, the brake wedges are also 108 and the negative forms in the sprocket 103 the axially facing the other side. The plate spring 110 is on an annular heel 123 on the camshaft 102 supported.

Falls der Verbrennungsmotor, bei welchem der elektrische Nockenwellenversteller Anwendung findet, ein ausgeprägtes Schleppmoment aufzeigt, so kann dieses über eine Kompensationsfeder ausgeglichen werden, die im Kraftfluss zwischen dem Zahnrad und der Nockenwelle angeordnet ist. Diese Kompensationsfeder kann als Spiralfeder ausgeführt sein, die bestrebt ist, das Zahnrad in einer definierten Winkelstellung zu halten, wobei das Zahnrad gegen die Federkraft der Kompensationsfeder in beide Verstellrichtungen verdrehbar ist.If the internal combustion engine, in which the electric camshaft adjuster application applies, shows a pronounced drag torque, this can be compensated by a compensation spring, which is arranged in the power flow between the gear and the camshaft. This compensation spring can be designed as a spiral spring, which endeavors to hold the gear in a defined angular position, wherein the gear is rotated against the spring force of the compensation spring in both adjustment directions.

Der Bremsbelag muss nicht mittels einer Zentralschraube mit der Nockenwelle verspannt sein. Es ist alternativ auch möglich, den Bremsbelag auf die Nockenwelle aufzupressen.The brake pad does not have to be braced with the camshaft by means of a central screw. It is alternatively also possible to press the brake pad on the camshaft.

Die Bremskeile müssen nicht mit einer Scheitelkante versehen sein. Stattdessen können die beiden Keilflächen auch an einem Radius zusammengeführt sein. Keilflächen haben zwar der Vorteil einer kostengünstigen Fertigung. Jedoch können ebenso anstelle der Keilflächen auch gewölbte Flächen vorgesehen sein. Auch ist es möglich, anstelle der beiden Keilflächen eine einzige Wölbung vorzusehen. Die drehfest gegenüber dem Zahnrad angeordneten Negativformen weisen dann korrespondierend ausgerundete Formen auf.The brake wedges do not have to be provided with a vertex edge. Instead, the two wedge surfaces can also be brought together at a radius. Although wedge surfaces have the advantage of cost-effective production. However, instead of the wedge surfaces and curved surfaces may also be provided. It is also possible to provide a single curvature instead of the two wedge surfaces. The rotationally fixed opposite the gear arranged negative molds then have correspondingly rounded forms.

Anstelle der Tellerfeder kann auf eine andere Feder vorgesehen sein. Beispielsweise können eine oder mehrere Schraubendruckfedern vorgesehen sein.Instead of the plate spring may be provided on another spring. For example, one or more helical compression springs can be provided.

Die Bremsbeläge 9 sind drehfest mit der Nockenwelle 2 verbunden. Demzufolge können anstelle der dargestellten Bremsbeläge 9 auch

  • - Beschichtungen,
  • - organische Beläge, z.B. offenporig kunstharzgetränkte Kohlefaser,
  • - Papierreibbeläge oder
  • - eine bearbeitete Funktionsfläche an der Nockenwelle selbst
als Reibpartner für die Bremskeile vorgesehen sein.The brake pads 9 are non-rotatable with the camshaft 2 connected. As a result, instead of the illustrated brake pads 9 also
  • - coatings,
  • - organic coverings, eg open-pore resin impregnated carbon fiber,
  • - Paper friction pads or
  • - An edited functional surface on the camshaft itself
be provided as a friction partner for the brake wedges.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.The described embodiments are only exemplary embodiments. A combination of the described features for different embodiments is also possible. Further, in particular not described features of the device parts belonging to the invention are to be taken from the geometries of the device parts shown in the drawings.

Claims (10)

Elektrischer Nockenwellenversteller (1), mit welchem ein mit einer Kurbelwelle getrieblich verbundenes Zahnrad (3) gegenüber einer Nockenwelle (2) im Drehwinkel mittels Nutzung von wechselnden Momenten (M) verstellbar ist, wobei dieses wechselnde Moment (M) zwischen dem Zahnrad (3) und der Nockenwelle (2) zumindest teilweise reibschlüssig mittels elektromagnetisch in axialer Richtung kraftbeaufschlagbarer Bremskeile (8) zeitweise übertragbar ist.Electric camshaft adjuster (1), with which a toothed wheel (3), which is connected in a gearwheel with a crankshaft, can be adjusted relative to a camshaft (2) in the rotation angle by use of alternating moments (M), this alternating moment (M) between the toothed wheel (3) and the camshaft (2) at least partially frictionally by means of electromagnetically kraftbeaufschlagbarer in the axial direction of the brake wedges (8) is temporarily transferable. Elektrischer Nockenwellenversteller nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verstellen in die Richtung FRÜH die Bremskeile (8) nach einem Nulldurchgang bei abfallendem Moment eingerückt sind und nach dem Nulldurchgang bei anschwellendem Moment entkoppelt sind.Electric camshaft adjuster to Claim 1 , characterized in that for adjusting in the direction of EAR the braking wedges (8) are engaged after a zero crossing at falling torque and are decoupled after the zero crossing at swelling moment. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verstellen in die Richtung SPÄT die Bremskeile (8) nach einem Nulldurchgang bei abfallendem Moment entkoppelt sind und nach dem Nulldurchgang bei anschwellendem Moment eingerückt sind.Electric camshaft adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that for adjusting in the direction LATE the brake wedges (8) are decoupled after a zero crossing at falling moment and are engaged after the zero crossing at swelling moment. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (10) vorgesehen ist, welche die Bremskeile (8) in die entkoppelte Position drückt.Electric camshaft adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that a spring (10) is provided, which presses the brake wedges (8) in the decoupled position. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskeile (8) im Ring koaxial zur Längsachse der Nockenwelle (2) angeordnet sind.Electric camshaft adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that the brake wedges (8) are arranged in the ring coaxially with the longitudinal axis of the camshaft (2). Elektrischer Nockenwellenversteller nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskeile (8) untereinander verbunden sind.Electric camshaft adjuster to Claim 5 , characterized in that the brake wedges (8) are interconnected. Elektrischer Nockenwellenversteller nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromagnet (5) zur elektromagnetischen Kraftbeaufschlagung konzentrisch zur Nockenwelle (2) angeordnet ist.Electric camshaft adjuster to Claim 5 or 6 , characterized in that an electromagnet (5) for the electromagnetic application of force is arranged concentrically to the camshaft (2). Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskeile (8) innenseitig in drehfest gegenüber dem Zahnrad (3) angeordnete Negativformen eingreifen können.Electrical camshaft adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that the brake wedges (8) on the inside in rotationally fixed relative to the gear (3) arranged negative molds can intervene. Elektrischer Nockenwellenversteller nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (5) bewegungsfest an einem Zylinderkopf - insbesondere einem Zylinderkopfdeckel - angeordnet ist.Electric camshaft adjuster to Claim 7 , characterized in that the electromagnet (5) immovably on a cylinder head - in particular a cylinder head cover - is arranged. Elektrischer Nockenwellenversteller nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Reibpartner für Bremsflächen (31) der Bremskeile (8) zumindest ein Bremsbelag (9) vorgesehen ist.Electrical camshaft adjuster according to one of the preceding claims, characterized in that at least one brake pad (9) is provided as friction partner for braking surfaces (31) of the brake wedges (8).
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