Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an adjusting device for an internal combustion engine valve drive device according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 10 2005 037 158 A1 ist bereits eine Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung, insbesondere eine Nockenwellenverstellvorrichtung, mit einer Phasenverstelleinheit, die eine Magnetfeldeinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, in einem Betriebszustand einen zur Einstellung einer Phasenlage vorgesehenen magnetischen Fluss zu erzeugen, bekannt.From the DE 10 2005 037 158 A1 is already an adjusting device for an internal combustion engine valve drive device, in particular a Nockenwellenverstellvorrichtung, with a Phasenverstelleinheit having a magnetic field unit, which is intended to produce in a mode of operation provided for adjusting a phase position magnetic flux known.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung mit einer guten Einstellbarkeit der Phasenlage bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of providing a compact actuator for an internal combustion engine valve drive device with a good adjustability of the phase position. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
Die Erfindung geht aus von einer Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung, insbesondere einer Nockenwellenverstellvorrichtung, mit einer Phasenverstelleinheit, die zumindest eine Magnetfeldeinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand einen zur Einstellung einer Phasenlage vorgesehenen magnetischen Fluss zu erzeugen.The invention is based on an adjusting device for an internal combustion engine valve drive device, in particular a camshaft adjusting device, having a phase adjustment unit which has at least one magnetic field unit which is provided to generate a magnetic flux intended for setting a phase position in at least one operating state.
Es wird vorgeschlagen, dass die Stellvorrichtung eine Einstelleinheit aufweist, die zumindest zwei gegeneinander verstellbare Magnetelemente und eine von der Magnetfeldeinheit zumindest teilweise unabhängige Verstellaktuatorik, die dazu vorgesehen ist, zur Einstellung des magnetischen Flusses die zumindest zwei Magnetelemente gegeneinander zu verstellen, umfasst. Dadurch kann der magnetische Fluss zur Einstellung der Phasenlage mechanisch verändert werden, wodurch eine Magnetfeldstärke, die zur Erzeugung des magnetischen Flusses erforderlich ist, im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Durch eine mechanische Veränderung des magnetischen Flusses wiederum kann eine Einstelleinheit bereitgestellt werden, bei der eine Einstellung einer definierten Phasenlage vorteilhaft mittels einer mechanischen Verstellung realisiert werden kann. Eine mechanische Verstellung der Magnetelemente kann dabei konstruktiv einfach erfolgen, wobei insbesondere auf eine aufwendige elektronische Einstellung des Magnetfeldes verzichtet werden kann. Dadurch kann eine einfache Einstelleinheit für eine Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung eines Kraftfahrzeugs realisiert werden, die einen kompakten Bauraum und eine gute Einstellbarkeit der Phasenlage ermöglicht.It is proposed that the adjusting device has an adjusting unit, which comprises at least two mutually adjustable magnetic elements and one of the magnetic field unit at least partially independent Verstellaktuatorik which is intended to adjust the setting of the magnetic flux, the at least two magnetic elements against each other. Thereby, the magnetic flux for adjusting the phase angle can be mechanically changed, whereby a magnetic field strength required for generating the magnetic flux can be kept substantially constant. By a mechanical change of the magnetic flux, in turn, an adjustment unit can be provided, in which an adjustment of a defined phase position can be realized advantageously by means of a mechanical adjustment. A mechanical adjustment of the magnetic elements can be structurally simple, in particular, can be dispensed with a complex electronic adjustment of the magnetic field. Thereby, a simple adjustment for an internal combustion engine valve drive device of a motor vehicle can be realized, which allows a compact space and a good adjustability of the phase position.
Unter einer „Phasenverstelleinheit mit einer Magnetfeldeinheit” soll dabei insbesondere eine magnetisch einstellbare Phasenverstelleinheit verstanden werden, die zur Einstellung der Phasenlage auf einen definierten Verstellwinkel zumindest teilweise mit einer aus dem magnetischen Fluss resultierenden Magnetkraft beaufschlagt wird, wobei eine Verstellung der Phasenlage vorzugsweise mittels einer Einstellung der Magnetkraft erfolgt. Unter einer „Magnetkraft” soll insbesondere eine mittels eines magnetischen Flusses eines Magnetfelds einstellbare Kraft verstanden werden. Unter einem „Magnetelement” soll dabei insbesondere ein magnetisierbares und/oder magnetisiertes Element verstanden werden. insbesondere soll darunter ein ferromagnetisches Element verstanden werden, wobei das Magnetelement grundsätzlich magnetisch weich oder magnetisch hart ausgebildet sein kann. Unter einer „mechanischen Veränderung des magnetischen Flusses” soll insbesondere verstanden werden, dass eine mechanische Verstellung der Magnetelemente gegeneinander eine Veränderung des zur Einstellung der Phasenlage vorgesehenen magnetischen Flusses bewirkt. Unter einer „von der Magnetfeldeinheit zumindest teilweise unabhängigen Verstellaktuatorik” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest eines der Magnetelemente mit einer Verstellkraft zu beaufschlagen, die zumindest teilweise unabhängig von dem von der Magnetfeldeinheit erzeugten magnetischen Fluss ist.A "phase adjustment unit with a magnetic field unit" is to be understood in particular as meaning a magnetically adjustable phase adjustment unit which is at least partially acted upon by a magnetic force resulting from the magnetic flux to adjust the phase position to a defined displacement angle, wherein an adjustment of the phase position preferably by means of an adjustment Magnetic force takes place. A "magnetic force" is to be understood in particular as meaning a force which can be set by means of a magnetic flux of a magnetic field. By a "magnetic element" is meant in particular a magnetizable and / or magnetized element. In particular, it should be understood to mean a ferromagnetic element, wherein the magnetic element may basically be formed magnetically soft or magnetically hard. By a "mechanical change of the magnetic flux" is to be understood in particular that a mechanical adjustment of the magnetic elements relative to each other causes a change in the intended for adjusting the phase angle magnetic flux. A "at least partially independent Verstellaktuatorik" by the magnetic field unit is to be understood in particular a unit which is intended to apply at least one of the magnetic elements with an adjusting force which is at least partially independent of the magnetic flux generated by the magnetic field unit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit dazu vorgesehen ist, zur selbstständigen Einstellung einer definierten Notlaufphasenlage die Magnetelemente steuerungsunabhängig gegeneinander zu verstellen. Dadurch kann eine einfache Notlaufeinheit bereitgestellt werden, die insbesondere bei einem Ausfall einer Betriebselektrik eine definierte Phasenlage einstellt. Unter einer „Einstelleinheit zur Einstellung einer Notlaufphasenlage” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, unabhängig von einer Steuerung, insbesondere einer elektronischen Steuerung, eine definierte, als die Notlaufphasenlage ausgebildete Phasenlage einzustellen. Unter einer „Notlaufphasenlage” soll insbesondere eine Phasenlage verstanden werden, die die Stellvorrichtung bei Ausfall einer externen Steuerung selbstständig einstellt. Unter „steuerungsunabhängig” soll insbesondere eine Einstellung auf die Notlaufphasenlage unabhängig von externen Steuerungsgrößen, wie insbesondere einer Steuerungsgröße einer elektronischen Steuer- und/oder Regeleinheit, verstanden werden.In an advantageous embodiment, it is proposed that the setting unit is provided to independently adjust the magnetic elements independently of each other for independent setting of a defined emergency phase position. As a result, a simple emergency operation unit can be provided, which sets a defined phase position, in particular in the event of a failure of an operating electrical system. A "setting unit for setting a Notlaufphasenlage" should be understood in particular a unit that is provided in at least one operating condition to set independently of a controller, in particular an electronic control, a defined, designed as the emergency running phasing phase. A "emergency phase position" is to be understood in particular a phase position that automatically adjusts the actuator in case of failure of an external control. The term "control-independent" should in particular be understood as meaning an adjustment to the emergency running phase position independently of external control variables, in particular a control variable of an electronic control and / or regulating unit.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Phasenverstelleinheit eine mittels des magnetischen Flusses betätigbare Koppeleinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zur Einstellung der Phasenlage ein Verstellgetriebeelement mit einer Bremskraft zu beaufschlagen. Dadurch kann die Einstelleinheit durch Verstellung der Magnetelemente einfach die Notlaufphasenlage einstellen, wodurch eine besonders einfache Ausgestaltung für die Stellvorrichtung gefunden werden kann. Unter einer „mittels eines magnetischen Flusses betätigbaren Koppeleinheit” soll insbesondere eine Brems- und/oder Kupplungseinheit verstanden werden, die mittels der Magnetkraft betätigt wird, wobei die Magnetkraft vorteilhafterweise an zumindest einem Koppelelement der Koppeleinheit angreift. Unter einer „Koppeleinheit” soll in diesem Zusammenhang eine Einheit mit einem ortsfest angeordneten Stator und einem drehbar angeordneten Rotor verstanden werden, die zumindest zwei zueinander korrespondierende Koppelelemente aufweist, deren Kopplung miteinander durch eine auf wenigstens eines der Koppelelemente wirkende Betätigungskraft verändert werden kann.It is further proposed that the phase adjustment unit has a coupling unit which can be actuated by means of the magnetic flux and which is provided for adjusting the phase position To apply adjusting element with a braking force. As a result, the adjusting unit can easily adjust the emergency running phase position by adjusting the magnetic elements, as a result of which a particularly simple configuration for the adjusting device can be found. A "coupling unit which can be actuated by means of a magnetic flow" should be understood in particular to mean a brake and / or clutch unit which is actuated by means of the magnetic force, the magnetic force advantageously acting on at least one coupling element of the coupling unit. A "coupling unit" is to be understood in this context as a unit having a stationary stator and a rotatably arranged rotor having at least two mutually corresponding coupling elements, the coupling of which can be changed by an acting on at least one of the coupling elements actuating force.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Magnetelemente und die Koppeleinheit in zumindest einem Betriebszustand magnetisch in Reihe angeordnet sind. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Einstelleinheit zur Änderung der Bremskraft der Koppeleinheit bereitgestellt werden.In one embodiment of the invention it is proposed that the magnetic elements and the coupling unit are magnetically arranged in series in at least one operating state. As a result, a structurally simple embodiment of the setting unit for changing the braking force of the coupling unit can be provided.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit dazu vorgesehen ist, einen magnetischen Bypass auszubilden, der die Magnetelemente in zumindest einem Betriebszustand magnetisch zumindest teilweise parallel zu der Koppeleinheit anordnet. Dadurch kann die Magnetfeldquelleneinheit zumindest teilweise kurzgeschlossen werden, wodurch der die Koppeleinheit durchsetzende magnetische Fluss einfach reduziert werden kann. Insbesondere kann dadurch ein Energiebedarf zum Einstellen der Phasenlage gesenkt werden, da dadurch eine einfache Betätigung der Einstelleinheit und der Phasenverstelleinheit realisiert werden kann. Unter „magnetisch zumindest teilweise parallel” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass der von der Magnetfeldeinheit erzeugte magnetische Fluss in zumindest einem Betriebszustand teilweise die Magnetelemente und parallel dazu zumindest teilweise die Koppeleinheit durchsetzt.In a particularly advantageous embodiment of the invention it is proposed that the setting unit is provided to form a magnetic bypass, which arranges the magnetic elements in at least one operating state magnetically at least partially parallel to the coupling unit. As a result, the magnetic field source unit can be at least partially short-circuited, as a result of which the magnetic flux passing through the coupling unit can be easily reduced. In particular, an energy requirement for adjusting the phase position can thereby be reduced, since a simple actuation of the adjustment unit and the phase adjustment unit can thereby be realized. By "magnetically at least partially parallel" is to be understood in particular that the magnetic flux generated by the magnetic field unit in at least one operating state partially passes through the magnetic elements and parallel thereto at least partially the coupling unit.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn zumindest eines der Magnetelemente als ein Magnetflussleitelement ausgebildet ist, das dazu vorgesehen ist, den magnetischen Fluss definiert zu leiten. Dadurch kann die Einstelleinheit die Phasenlage einfach einstellen, indem sie mittels der gegeneinander verstellbaren Magnetelemente den magnetischen Fluss vorteilhaft verändert. Unter einem „Magnetflussleitelement” soll insbesondere ein magnetisch weiches Magnetelement verstanden werden, das lediglich ein durch ein äußeres Magnetfeld induziertes Magnetfeld aufweisen kann. Insbesondere soll unter einem „Magnetflussleitelement” kein permanentmagnetisches Element verstanden werden.Furthermore, it is advantageous if at least one of the magnetic elements is designed as a Magnetflussleitelement which is intended to guide the magnetic flux defined. As a result, the adjustment unit can easily adjust the phase position by advantageously changing the magnetic flux by means of the mutually adjustable magnetic elements. A "magnetic flux conducting element" is to be understood in particular as meaning a magnetically soft magnetic element which can only have a magnetic field induced by an external magnetic field. In particular, a "magnetic flux conducting element" should not be understood as a permanent magnetic element.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Verstellaktuatorik eine Verstellmechanik ausbildet, die dazu vorgesehen ist, eine Änderung der Phasenlage mechanisch in eine Verstellung der zumindest zwei Magnetelemente umzusetzen. Dadurch kann die Verstellung der Magnetelemente besonders einfach ausgestaltet werden. Insbesondere kann dadurch die Verstellung unabhängig von der Betriebselektrik erfolgen, wodurch die Einstelleinheit die Notlaufphasenlage, insbesondere auch für einen Start der Brennkraftmaschine, unabhängig von der Betriebselektrik einstellen kann. Unter einer „Verstellmechanik” soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die eine Änderung der Phasenlage lediglich mittels mechanischer Bauteile in eine Verstellung der Magnetelemente umsetzt. Insbesondere soll darunter eine von elektrischen, pneumatischen und/oder hydraulischen Aktuatoren unabhängige Einheit verstanden werden. Unter „verstellen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verschieben und/oder verdrehen verstanden werden.In a further development of the invention, it is proposed that the adjustment actuator form an adjustment mechanism which is intended to mechanically convert a change in the phase position into an adjustment of the at least two magnetic elements. As a result, the adjustment of the magnetic elements can be made particularly simple. In particular, this allows the adjustment to take place independently of the operating electronics, whereby the setting unit can set the emergency running phase position, in particular also for a start of the internal combustion engine, independently of the operating electronics. An "adjustment mechanism" should be understood to mean, in particular, a unit which converts a change in the phase position merely by means of mechanical components into an adjustment of the magnetic elements. In particular, it should be understood as meaning an entity independent of electrical, pneumatic and / or hydraulic actuators. By "disguise" is to be understood in this context in particular shifting and / or twisting.
Vorteilhafterweise umfasst die Phasenverstelleinheit ein Verstellgetriebe mit zumindest zwei Verstellgetriebeelementen, das zur Verstellung der Phasenlage vorgesehen ist, wobei die Verstellmechanik, dazu vorgesehen ist, eine Relativdrehbewegung der Verstellgetriebeelemente mechanisch in die Verstellung der Magnetelemente umzusetzen. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Einstelleinheit erreicht werden. Unter einem „Verstellgetriebe” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Drei-Wellen-Minus-Summiergetriebe verstanden werden, mittels dem die Phasenlage verstellt werden kann. Unter einem „Verstellgetriebeelement” soll insbesondere ein Getriebeelement verstanden werden, durch das die Phasenlage und/oder die Verstellung der Phasenlage definierbar ist.Advantageously, the phase adjustment unit comprises an adjusting mechanism with at least two adjusting gear elements, which is provided for adjusting the phase position, wherein the adjusting mechanism, is provided to mechanically implement a relative rotational movement of the Verstellgetriebeelemente in the adjustment of the magnetic elements. As a result, a particularly advantageous embodiment of the adjustment unit can be achieved. An "adjusting mechanism" is to be understood in this context, in particular a three-shaft minus summation, by means of which the phase position can be adjusted. A "Verstellgetriebeelement" is to be understood in particular a transmission element, by which the phase angle and / or the adjustment of the phase angle is definable.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Magnetelemente eine Kontaktfläche aufweisen, deren Größe mittels der Einstelleinheit veränderbar ist. Dadurch kann der magnetische Fluss einfach verändert werden. Insbesondere kann dadurch ein magnetischer Widerstand in Abhängigkeit der Phasenlage eingestellt werden, wodurch die Verstellung der magnetischen Phasenverstelleinheit einfach über die Verstellung der Magnetflussleitelemente erreicht werden kann. Unter einer „Kontaktfläche der Magnetelemente” soll dabei insbesondere eine Fläche verstanden werden, an der sich die zwei Magnetelemente berühren. Die Größe der Kontaktfläche ist dabei vorteilhafterweise durch die Verstellung der Magnetelemente veränderbar.It is advantageous if the magnetic elements have a contact surface whose size is variable by means of the adjustment. This allows the magnetic flux to be easily changed. In particular, this allows a magnetic resistance to be adjusted as a function of the phase position, whereby the adjustment of the magnetic Phasenverstelleinheit can be easily achieved by adjusting the Magnetflussleitelemente. A "contact surface of the magnetic elements" should be understood to mean, in particular, a surface on which the two magnetic elements touch. The size of the contact surface is advantageously variable by the adjustment of the magnetic elements.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Einstelleinheit dazu vorgesehen ist, die Größe der Kontaktfläche in Abhängigkeit von der Phasenlage einzustellen. Dadurch kann mittels der Magnetelemente ein magnetischer Widerstand eingestellt werden, wodurch die Einstelleinheit die Magnetkraft zur Einstellung der Phasenlage besonders einfach verändern kann. Insbesondere ist es dadurch einfach möglich, mittels eines konstanten Magnetfelds unterschiedliche Werte der Magnetkraft zur Einstellung der Phasenlage einzustellen. In particular, it is advantageous if the setting unit is provided to adjust the size of the contact surface as a function of the phase position. Thereby, a magnetic resistance can be adjusted by means of the magnetic elements, whereby the setting unit can change the magnetic force for adjusting the phase position particularly simple. In particular, this makes it easy to set different values of the magnetic force for adjusting the phase position by means of a constant magnetic field.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Verstellaktuatorik zumindest eine Schrägfläche aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Änderung der Phasenlage direkt in die Verstellung der Magnetelemente umzusetzen. Dadurch kann die mechanische Verstellung der Magnetkraft einfach durch die mechanische Verstellung der Magnetelemente erreicht werden. Unter einer „Schrägfläche” soll in diesem Zusammenhang eine in Umfangrichtung verlaufende Fläche verstanden werden, die in wenigstens einem Teilbereich schräg zu einer Querschnittsfläche verläuft. Unter einer „Querschnittsfläche” soll insbesondere eine senkrecht zu einer Hauptrotationsachse der Verstellvorrichtung verlaufende Fläche verstanden werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention it is proposed that the adjusting actuator has at least one inclined surface, which is intended to implement the change in the phase position directly in the adjustment of the magnetic elements. Thereby, the mechanical adjustment of the magnetic force can be easily achieved by the mechanical adjustment of the magnetic elements. In this context, an "inclined surface" is to be understood as meaning a surface extending in the circumferential direction, which extends obliquely in relation to a cross-sectional area in at least one subregion. A "cross-sectional area" should in particular be understood to mean a surface running perpendicular to a main axis of rotation of the adjusting device.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Verstellaktuatorik wenigstens ein zur Verstellung der Magnetelemente vorgesehenes Betätigungselement aufweist, das zumindest entlang seiner Betätigungsrichtung mit der Schrägfläche gekoppelt ist. Dadurch können die Magnetelemente vorteilhaft an die Schrägfläche angebunden werden, wodurch eine einfache mechanische Betätigung der Magnetelemente realisierbar ist.It is particularly advantageous if the Verstellaktuatorik at least one provided for adjusting the magnetic elements actuating element which is coupled at least along its actuating direction with the inclined surface. As a result, the magnetic elements can be advantageously connected to the inclined surface, whereby a simple mechanical actuation of the magnetic elements can be realized.
Vorzugsweise ist die Schrägfläche auf einem der Verstellgetriebeelemente des Verstellgetriebes angeordnet. Dadurch kann einfach eine Verstellung der Phasenlage in die Verstellung der Magnetelemente umgesetzt werden. Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Betätigungselement axial verschiebbar gegen das weitere Verstellgetriebeelement des Verstellgetriebes gelagert ist. Dadurch kann die Verstellmechanik besonders einfach ausgestaltet werden. Insbesondere kann die Verstellung der Phasenlage, die vorteilhafterweise ein Verdrehen der beiden Verstellgetriebeelemente gegeneinander bewirkt, mittels der Schrägfläche einfach in die Verstellung der Magnetelemente umgesetzt werden.Preferably, the inclined surface is arranged on one of the Verstellgetriebeelemente of the variable transmission. As a result, an adjustment of the phase position can be easily implemented in the adjustment of the magnetic elements. Further, it is advantageous if the actuating element is mounted axially displaceable against the further Verstellgetriebeelement of the variable speed. As a result, the adjusting mechanism can be designed particularly simple. In particular, the adjustment of the phase position, which advantageously causes a rotation of the two Verstellgetriebeelemente against each other, can be easily converted by means of the inclined surface in the adjustment of the magnetic elements.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Verstellmechanik dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem Betriebsmodus die Phasenlage auf die Notlaufphasenlage oder einen einstellbaren Phasenwinkel einzuregeln. Dadurch kann die Phasenlage durch eine Verstellung um einen definierten Verstellwinkel, insbesondere ausgehend von der Notlaufphasenlage als Grundphasenlage, einfach eingestellt werden, wobei die Regelung auf den vorgegebenen Verstellwinkel vorteilhafterweise mechanisch durch die Verstellmechanik erfolgt.In a further development of the invention it is proposed that the adjustment mechanism is provided to adjust the phase position to the emergency running phase position or an adjustable phase angle as a function of an operating mode. As a result, the phase position can be easily adjusted by adjusting by a defined adjustment angle, in particular starting from the emergency running phase position as a basic phase position, wherein the regulation to the predetermined adjustment angle advantageously takes place mechanically by the adjustment mechanism.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Magnetfeldeinheit wenigstens einen Permanentmagneten aufweist, dessen magnetischer Fluss zumindest teilweise die zwei Magnetelemente durchsetzt. Dadurch kann die Magnetkraft unabhängig von dem elektrischen Betriebszustand der Stellvorrichtung bereitgestellt werden, wodurch die Einstelleinheit insbesondere auch bei einem Ausfall der Betriebselektrik die Phasenlage definiert auf die Notlaufphasenlage verstellen oder eine aktuelle Phasenlage beibehalten kann.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the magnetic field unit has at least one permanent magnet whose magnetic flux at least partially passes through the two magnetic elements. As a result, the magnetic force can be provided independently of the electrical operating state of the adjusting device, as a result of which the setting unit can adjust the phase position to the emergency running phase position or maintain a current phase position, in particular even in the event of a failure of the operating electronics.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Magnetfeldeinheit eine Magnetaktuatorik zur Erzeugung eines einstellbaren magnetischen Flusses aufweist, der dazu vorgesehen ist, den von dem Permanentmagneten erzeugten magnetischen Fluss zumindest teilweise zu überlagern. Dadurch kann der magnetische Fluss, der die Magnetelemente durchsetzt, einfach verändert werden, indem beispielsweise das von dem Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld mit dem von der Magnetaktuatorik erzeugten Magnetfeld überlagert wird. Unter einer „Magnetaktuatorik” soll dabei insbesondere eine Einheit zur Bereitstellung eines einstellbaren Magnetfelds und/oder magnetischen Flusses, wie beispielsweise eine Einheit mit wenigstens einer Spule zur Ausbildung eines Elektromagneten, verstanden werden. Unter „zumindest teilweise überlagern” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der von der Magnetaktuatorik erzeugte magnetische Fluss dazu vorgesehen ist, die Bremskraft der Koppeleinheit zu verändern.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the magnetic field unit has a magnetic actuator for generating an adjustable magnetic flux, which is provided to at least partially superimpose the magnetic flux generated by the permanent magnet. As a result, the magnetic flux passing through the magnetic elements can be easily changed, for example, by superposing the magnetic field generated by the permanent magnet with the magnetic field generated by the magnetic actuator. A "magnetic actuator" is to be understood in particular as a unit for providing an adjustable magnetic field and / or magnetic flux, such as a unit having at least one coil for forming an electromagnet. By "at least partially overlaying" is to be understood in this context, in particular, that the magnetic flux generated by the Magnetaktuatorik is provided to change the braking force of the coupling unit.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung kann erreicht werden, wenn die Einstelleinheit dazu vorgesehen ist, eine Magnetfeldorientierung des Permanentmagneten gegenüber wenigstens einem der Magnetelemente zu verstellen. Dadurch kann ein Verlauf von Magnetfeldlinien, die durch den Permanentmagneten in dem Magnetelementen erzeugt werden, einfach verändert werden, wodurch eine besonders einfach Änderung des magnetischen Flusses erreicht werden kann. insbesondere ist es dadurch besonders einfach möglich, den magnetischen Bypass zu realisieren. Unter einer „Magnetfeldorientierung eines Permanentmagneten” soll dabei insbesondere eine Richtung verstanden werden, die durch Pole des Permanentmagneten definiert ist. Unter einer „relativen Verstellung der Magnetfeldorientierung gegenüber wenigstens einem der Magnetelemente” soll insbesondere verstanden werden, dass sich eine Orientierung, die das wenigstens eine Magnetelement in Bezug auf die Pole des Permanentmagneten einnimmt, mittels der Verstelleinheit zur Einstellung des magnetischen Flusses verändert wird.A further advantageous embodiment of the invention can be achieved if the setting unit is provided to adjust a magnetic field orientation of the permanent magnet with respect to at least one of the magnetic elements. As a result, a course of magnetic field lines generated by the permanent magnet in the magnetic elements can be easily changed, whereby a particularly simple change of the magnetic flux can be achieved. In particular, this makes it particularly easy to realize the magnetic bypass. A "magnetic field orientation of a permanent magnet" should be understood to mean in particular a direction which is defined by poles of the permanent magnet. Under a "relative adjustment of the magnetic field orientation opposite at least one of the magnetic elements "is to be understood in particular that an orientation which occupies the at least one magnetic element with respect to the poles of the permanent magnet, is changed by means of the adjustment unit for adjusting the magnetic flux.
Besonders vorteilhaft weist die Verstellaktuatorik zumindest einen elektronisch einstellbaren Betätigungsaktuator auf, der dazu vorgesehen ist, zumindest eines der Magnetelemente aktiv zu verstellen. Dadurch kann eine einfach einstellbare Verstellaktuatorik realisiert werden, die insbesondere gut mittels einer elektronischen Steuer- und/oder Regeleinheit einstellbar ist. Unter einem „elektronisch einstellbaren Betätigungsaktuator” soll dabei insbesondere ein Aktuator verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, eine elektronisch einstellbare Eingangsgröße, wie insbesondere eine Spannung oder einen Strom, in eine mechanische Verstellung umzusetzen.Particularly advantageously, the adjusting actuator has at least one electronically adjustable actuating actuator, which is provided to actively adjust at least one of the magnetic elements. As a result, a simply adjustable adjustment actuator can be realized, which is particularly well adjustable by means of an electronic control and / or regulating unit. An "electronically adjustable Betätigungsaktuator" should be understood in particular an actuator which is intended to implement an electronically adjustable input variable, such as in particular a voltage or a current in a mechanical adjustment.
Vorteilhafterweise ist die Verstellaktuatorik dazu vorgesehen, den Permanentmagneten und wenigstens eines der Magnetelemente zueinander zu verdrehen. Dadurch kann eine einfache Einstelleinheit realisiert werden, da insbesondere durch eine Drehung die Magnetfeldorientierung des Permanentmagneten einfach in Bezug auf das wenigstens eine Magnetelement verstellt werden kann. Vorzugsweise ist der Betätigungsaktuator dazu vorgesehen, den Permanentmagneten zu Verdrehen. Grundsätzlich ist aber auch eine Verstellung des wenigstens einen Magnetelements bei unveränderbarer Anordnung des Permanentmagneten denkbar.Advantageously, the Verstellaktuatorik is provided to rotate the permanent magnet and at least one of the magnetic elements to each other. Thereby, a simple adjustment can be realized, since in particular by rotation, the magnetic field orientation of the permanent magnet can be easily adjusted with respect to the at least one magnetic element. Preferably, the Betätigungsaktuator is provided to rotate the permanent magnet. In principle, however, an adjustment of the at least one magnetic element in unchangeable arrangement of the permanent magnet is conceivable.
Insbesondere für eine solche Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn die Einstelleinheit dazu vorgesehen ist, durch Verstellung der Magnetelemente den von der Magnetfeldeinheit erzeugten magnetischen Fluss kurzzuschließen. Dadurch kann der magnetische Fluss, der insbesondere bei Verwendung eines Permanentmagneten dauerhaft erzeugt wird, vorteilhaft so verändert werden, dass der magnetische. Fluss, der zur Einstellung der Phasenlage verwendet wird, vorteilhaft verändert wird. Unter einem „Kurzschließen des magnetischen Flusses” soll insbesondere verstanden werden, dass der zur Verstellung der Phasenlage wirksame magnetische Fluss nahezu Null ist, d. h. insbesondere, dass die Bremskraft der Koppeleinheit ausgehend von einer maximal einstellbaren Bremskraft zumindest auf 10% reduziert werden kann.In particular, for such an embodiment, it is advantageous if the setting unit is provided to short-circuit the magnetic flux generated by the magnetic field unit by adjusting the magnetic elements. As a result, the magnetic flux, which is generated permanently, in particular when a permanent magnet is used, can advantageously be changed in such a way that the magnetic flux. Flow, which is used to adjust the phase angle, is advantageously changed. By "short-circuiting the magnetic flux" is meant, in particular, that the magnetic flux effective to adjust the phase position is nearly zero, i. H. in particular, that the braking force of the coupling unit, starting from a maximum adjustable braking force can be reduced to at least 10%.
Weitere. Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, 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 drawings, two embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Dabei zeigen:Showing:
1 eine Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung in einem Querschnitt, 1 an internal combustion engine valve drive device with an adjusting device according to the invention in a cross section,
2 einen Ausschnitt aus der Verstellvorrichtung bei einer mittleren eingestellten Phasenlage, 2 a section of the adjusting device at a medium set phase position,
3 den Ausschnitt aus 2 bei einer Verstellung der Phasenlage nach spät, 3 the cutout 2 during an adjustment of the phase position after late,
4 eine Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung mit einer alternativen erfindungsgemäßen Stellvorrichtung in einem Querschnitt, 4 an internal combustion engine valve drive device with an alternative adjusting device according to the invention in a cross section,
5 einen Ausschnitt der Verstellvorrichtung aus 4 bei einer Verstellung einer Phasenlage nach früh und 5 a section of the adjustment from 4 at an adjustment of a phase position to early and
6 den Ausschnitt der Verstellvorrichtung aus 4 bei einer Verstellung der Phasenlage nach spät. 6 the cutout of the adjustment 4 with an adjustment of the phase position to late.
Die 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung. Die Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung umfasst eine Nockenwelle 10a, die mittels einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle angetrieben wird. Die Nockenwelle 10a ist mittels eines Kettenantriebs mit der Kurbelwelle verbunden. Eine Drehzahl der Nockenwelle 10a ist dabei halb so groß wie eine Drehzahl der Kurbelwelle. Die Stellvorrichtung bildet eine elektromagnetische Nockenwellenverstellvorrichtung aus. Sie ist zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.The 1 to 3 show an embodiment of an internal combustion engine valve drive device with an adjusting device according to the invention. The engine valve drive apparatus includes a camshaft 10a , which is driven by means of a crankshaft, not shown. The camshaft 10a is connected by means of a chain drive with the crankshaft. A speed of the camshaft 10a is half the size of a crankshaft speed. The adjusting device forms an electromagnetic camshaft adjusting device. It is intended for use in an internal combustion engine of a motor vehicle.
Zur Verstellung der Phasenlage umfasst die Stellvorrichtung ein Verstellgetriebe 11a. Das Verstellgetriebe 11a ist als ein 3-Wellen-Minus-Summiergetriebe ausgebildet. Es umfasst drei Verstellgetriebeelemente 12a, 13a, 14a, mittels denen die Phasenlage der Nockenwelle 10a verstellt werden kann. Das Verstellgetriebe 11a ist beispielhaft als ein Planetenradgetriebe ausgebildet. Die Verstellvorrichtung umfasst eine Hauptrotationsachse 15a, um die die drei Verstellgetriebeelemente 12a, 13a, 14a drehbar angeordnet sind. Grundsätzlich sind aber auch andere 3-Wellen-Minus-Summiergetriebe denkbar.To adjust the phase position, the adjusting device comprises an adjusting mechanism 11a , The adjusting mechanism 11a is designed as a 3-shaft minus totaling. It comprises three adjusting gear elements 12a . 13a . 14a , By means of which the phase angle of the camshaft 10a can be adjusted. The adjusting mechanism 11a is exemplified as a planetary gear. The adjusting device comprises a main axis of rotation 15a to the the three Verstellgetriebeelemente 12a . 13a . 14a are rotatably arranged. In principle, however, other 3-wave minus summation are conceivable.
Zur Einleitung eines Drehmoments umfasst die Stellvorrichtung eine Antriebseinheit 16a, die das erste Verstellgetriebeelement 12a umfasst. Das Verstellgetriebeelement 12a ist als ein Planetenradträger ausgebildet, der Planetenräder 19a des Verstellgetriebes 11a auf einer Kreisbahn führt. Die Antriebseinheit 16a weist weiter ein Kettenrad auf, das drehfest mit dem Verstellgetriebeelement 12a verbunden ist. Mittels des Kettenrads ist die Antriebseinheit 16a mit der Kurbelwelle verbunden. Zur Ausleitung des Drehmoments umfasst die Stellvorrichtung eine Abtriebseinheit 17a, die das zweite Verstellgetriebeelement 13a umfasst. Das Verstellgetriebeelement 13a ist als ein Hohlrad ausgebildet, das mit den von dem Planetenradträger geführten Planetenrädern 19a kämmt. Das Verstellgetriebeelement 13a ist drehfest mit der Nockenwelle 10a verbunden. Zur Verstellung der Phasenlage umfasst die Stellvorrichtung eine Phasenverstelleinheit 18a, die das dritte Verstellgetriebeelement 14a umfasst. Das Verstellgetriebeelement 14a ist als ein Sonnenrad ausgebildet, das ebenfalls mit den von den Planetenradträger geführten Planetenrädern 19a kämmt.To initiate a torque, the adjusting device comprises a drive unit 16a that the first Verstellgetriebeelement 12a includes. The adjusting element 12a is designed as a planet carrier, the planet gears 19a of variator 11a on a circular path leads. The drive unit 16a further comprises a sprocket, the rotation with the Verstellgetriebeelement 12a connected is. By means of the sprocket is the drive unit 16a connected to the crankshaft. For discharging the torque, the adjusting device comprises an output unit 17a that the second Verstellgetriebeelement 13a includes. The adjusting element 13a is formed as a ring gear, which is connected to the guided by the planet carrier planetary gears 19a combs. The adjusting element 13a is non-rotatable with the camshaft 10a connected. To adjust the phase position, the adjusting device comprises a Phasenverstelleinheit 18a that the third Verstellgetriebeelement 14a includes. The adjusting element 14a is formed as a sun gear, which also with the guided by the planet carrier planetary gears 19a combs.
Zur Einstellung der Phasenlage umfasst die Phasenverstelleinheit 18a eine Koppeleinheit 20a. Die Koppeleinheit 20a ist als eine Bremseinheit ausgebildet. Die Koppeleinheit 20a weist eine Betätigungsrichtung auf, die parallel zu der Hauptrotationsachse 15a orientiert ist. Die Koppeleinheit 20a umfasst einen ortsfest angeordneten Stator 21a und einen drehbar angeordneten Rotor 22a. Der Rotor 22a ist drehfest und axial fest an das dritte Verstellgetriebeelement 14a angebunden. Er ist damit axial fest angeordnet. Ein von der Koppeleinheit 20a bereitstellbares Bremsmoment wirkt auf das dritte Verstellgetriebeelement 14a. Mittels der Koppeleinheit 20a kann eine Drehzahl des Verstellgetriebeelements 14a definiert eingestellt werden. Die Koppeleinheit 20a umfasst zwei drehfest mit dem Stator 21a verbundene erste Koppelelemente 23a, 24a und zwei drehfest mit dem Rotor 22a verbundene zweite Koppelelemente 25a, 26a. Die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a weisen jeweils eine Reibfläche auf. Die beiden Koppelelemente 23a, 25a, deren Reibflächen reibschlüssig miteinander verbindbar sind, sind radial außen liegend angeordnet. Die beiden Koppelelemente 24a, 26a, deren Reibflächen reibschlüssig miteinander verbindbar sind, sind radial innen liegend angeordnet. Die Koppelelemente 23a, 24a, die drehfest mit dem Stator 21a verbunden sind, und die Koppelelemente 25a, 26a, die drehfest mit dem Rotor 22a verbunden sind, sind jeweils räumlich beabstandet zueinander angeordnet.To adjust the phase position comprises the Phasenverstelleinheit 18a a coupling unit 20a , The coupling unit 20a is designed as a brake unit. The coupling unit 20a has an actuating direction parallel to the main axis of rotation 15a is oriented. The coupling unit 20a includes a stationary stator 21a and a rotatably mounted rotor 22a , The rotor 22a is rotationally fixed and axially fixed to the third Verstellgetriebeelement 14a tethered. He is thus fixed axially. One from the coupling unit 20a deployable braking torque acts on the third Verstellgetriebeelement 14a , By means of the coupling unit 20a may be a speed of the Verstellgetriebeelements 14a be set defined. The coupling unit 20a Includes two rotation with the stator 21a connected first coupling elements 23a . 24a and two rotatably with the rotor 22a connected second coupling elements 25a . 26a , The coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a each have a friction surface. The two coupling elements 23a . 25a whose friction surfaces are frictionally connected to each other, are arranged radially outboard. The two coupling elements 24a . 26a whose friction surfaces are frictionally connected to each other, are arranged radially inboard. The coupling elements 23a . 24a , the rotation with the stator 21a are connected, and the coupling elements 25a . 26a , which rotatably with the rotor 22a are connected, each spatially spaced from each other.
Das radial außenliegende erste Koppelelement 23a ist ringförmig ausgebildet. Das erste Koppelelement 23a weist einen Innendurchmesser auf, der größer ist als ein Außendurchmesser des Stators 21a. Das radial außen liegende Koppelelement 23a umgibt den Stator 21a. Der Stator 21a ist in dem Koppelelement 23a geschachtelt angeordnet. Das radial innen liegende erste Koppelelement 24a ist ebenfalls ringförmig ausgebildet. Das Koppelelement 24a weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als ein Innendurchmesser des Stators 21a. Der Stator 21a umgibt das radial innen liegende Koppelelement 24a. Das Koppelelement 24a ist in dem Stator 21a geschachtelt angeordnet.The radially outer first coupling element 23a is annular. The first coupling element 23a has an inner diameter that is larger than an outer diameter of the stator 21a , The radially outer coupling element 23a surrounds the stator 21a , The stator 21a is in the coupling element 23a arranged nested. The radially inner first coupling element 24a is also annular. The coupling element 24a has an outer diameter smaller than an inner diameter of the stator 21a , The stator 21a surrounds the radially inner coupling element 24a , The coupling element 24a is in the stator 21a arranged nested.
Der Stator 21a ist ringförmig ausgebildet. Auf einer äußeren Mantelfläche weist der Stator 21a eine Außenverzahnung auf. Auf einer inneren Mantelfläche weist der Stator 21a eine Innenverzahnung auf. Die Außenverzahnung und die Innenverzahnung sind als Geradverzahnungen ausgeführt. Grundsätzlich können sowohl die Außenverzahnung als auch die Innenverzahnung andere Verzahnungsformen aufweisen.The stator 21a is annular. On an outer circumferential surface, the stator 21a an external toothing on. On an inner circumferential surface, the stator 21a an internal toothing on. The external teeth and the internal teeth are designed as straight toothings. In principle, both the external toothing and the internal toothing can have other toothed forms.
Die beiden Koppelelemente 23a, 24a sind getrennt voneinander ausgeführt. Das außen liegende Koppelement 23a weist eine zu der Außenverzahnung des Stators 21a korrespondierende Innenverzahnung auf. Das außen liegende Koppelelement 23a ist mit seiner Innenverzahnung an die Außenverzahnung des Stators 21a angebunden. Entlang seiner axial gerichteten Betätigungsrichtung ist das Koppelelement 23a beweglich mit dem Stator 21a gekoppelt. Das innen liegende Koppelelement 24a weist eine zu der Innenverzahnung des Stators 21a korrespondierende Außenverzahnung auf. Das innen liegende Koppelelement 24a ist mit seiner Außenverzahnung an die Innenverzahnung des Stators 21a angebunden. Entlang seiner axial gerichteten Betätigungsrichtung ist das Koppelelement 24a beweglich mit dem Stator 21a gekoppelt. Die zwei Koppelelemente 23a, 24a sind durch die Axialverzahnungen drehfest und axial verschiebbar mit dem Stator 21a verbunden. Für eine Bewegung entlang der Betätigungsrichtung sind die zwei Koppelelemente 23a, 24a bewegungstechnisch voneinander unabhängig.The two coupling elements 23a . 24a are executed separately. The outer coupling element 23a has one to the outer teeth of the stator 21a corresponding internal toothing on. The external coupling element 23a is with its internal toothing to the external toothing of the stator 21a tethered. Along its axially directed actuating direction is the coupling element 23a movable with the stator 21a coupled. The internal coupling element 24a has one to the internal toothing of the stator 21a corresponding external toothing on. The internal coupling element 24a is with its external toothing to the internal toothing of the stator 21a tethered. Along its axially directed actuating direction is the coupling element 24a movable with the stator 21a coupled. The two coupling elements 23a . 24a are rotationally fixed by the axial teeth and axially displaceable with the stator 21a connected. For a movement along the actuating direction, the two coupling elements 23a . 24a independent of movement.
Der Rotor 22a ist entlang der Hauptrotationsachse 15a axial zwischen dem Stator 21a und dem Verstellgetriebeelement 12a angeordnet. Zwei Teilstücke des Rotors 22a bilden die Koppelelemente 25a, 26a aus. Die Teilstücke des Rotors 22a, die die Koppelelemente 25a, 26a ausbilden, sind aus einem magnetisierbaren Material gefertigt. Das Teilstück des Rotors 22a, das das Koppelelement 25a ausbildet, ist als ein radial außen liegender Bereich des Rotors 22a ausgebildet. Das Teilstück des Rotors 22a, das das Koppelelement 26a ausbildet, ist als ein radial innen liegender Bereich des Rotors 22a ausgebildet. Die beiden Teilstücke des Rotors 22a sind durch ein Verbindungsstück fest miteinander verbunden. Der gesamte Rotor 22a ist dabei einstückig aus einem Material hergestellt. In den Teilstücken weist der Rotor 22a eine axiale Stärke auf, die größer ist als eine axiale Stärke des Verbindungsstücks. Die beiden Koppelelemente 25a, 26a sind mittels des Rotors einstückig ausgebildet.The rotor 22a is along the main axis of rotation 15a axially between the stator 21a and the Verstellgetriebeelement 12a arranged. Two sections of the rotor 22a form the coupling elements 25a . 26a out. The sections of the rotor 22a that the coupling elements 25a . 26a form, are made of a magnetizable material. The section of the rotor 22a that the coupling element 25a is formed as a radially outer region of the rotor 22a educated. The section of the rotor 22a that the coupling element 26a is formed as a radially inner region of the rotor 22a educated. The two parts of the rotor 22a are firmly connected by a connector. The entire rotor 22a is made in one piece from a material. In the sections, the rotor has 22a an axial thickness that is greater than an axial strength of the connector. The two coupling elements 25a . 26a are formed integrally by means of the rotor.
Die Phasenverstelleinheit 18a ist magnetisch regelbar. Die Phasenverstelleinheit 18a umfasst eine Magnetfeldeinheit 48a, mittels der zur Einstellung der Phasenlage ein einstellbarer magnetischer Fluss erzeugt werden kann. Die Magnetfeldeinheit 48a umfasst eine Magnetaktuatorik 27a, mittels der zur Einstellung der Phasenlage ein verstellbares Magnetfeld bereitgestellt werden kann. Die Magnetaktuatorik 27a umfasst eine Magnetspuleneinheit 28a. Die Magnetspuleneinheit 28a umfasst eine nicht näher dargestellte Magnetspule, mittels der ein Magnetfeld erzeugt werden kann, das die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a der Koppeleinheit 20a durchsetzt. Zur Anordnung der Magnetspuleneinheit 28a umfasst die Magnetaktuatorik 27a ein Jochelement 29a, das fest an einem nicht näher dargestellten Motorblock der Brennkraftmaschine angebunden ist. Das Jochelement 29a bildet den Stator 21a der Koppeleinheit 20a aus. The phase adjustment unit 18a is magnetically adjustable. The phase adjustment unit 18a includes a magnetic field unit 48a , by means of which an adjustable magnetic flux can be generated for adjusting the phase position. The magnetic field unit 48a includes a Magnetaktuatorik 27a , By means of which an adjustable magnetic field can be provided for adjusting the phase position. The magnetic actuator 27a includes a solenoid unit 28a , The solenoid unit 28a comprises a magnetic coil, not shown, by means of which a magnetic field can be generated which the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a the coupling unit 20a interspersed. For arrangement of the solenoid unit 28a includes the Magnetaktuatorik 27a a yoke element 29a , which is firmly connected to an engine block of the internal combustion engine, not shown. The yoke element 29a forms the stator 21a the coupling unit 20a out.
Das Jochelement 29a ist im Halbschnitt U-förmig ausgebildet. Die Magnetspuleneinheit 28a ist in einem von dem Jochelement 29a aufgespannten Innenraum angeordnet. Eine Öffnung des Jochelements 29a ist in Richtung des Rotors 22a gerichtet. Der von dem Jochelement 29a aufgespannte Innenraum verläuft ringförmig um die Hauptrotationsachse 15a. Die Magnetspule der Magnetspuleneinheit 28a weist eine Spulenwicklung auf, die in dem von dem Jochelement 29a aufgespannten Innenraum angeordnet ist. Die Spulenwicklung verläuft dabei in Bezug auf die Hauptrotationsachse 15a in Umfangsrichtung. Die Spulenachse der Magnetspule ist koaxial zu der Hauptrotationsachse 15a orientiert. Mittels einer Bestromung der Magnetspule kann ein Magnetfeld erzeugt werden, das im Bereich der Magnetspuleneinheit 28a im Wesentlichen im Jochelement 29a verläuft.The yoke element 29a is formed in half-section U-shaped. The solenoid unit 28a is in one of the yoke element 29a spanned interior arranged. An opening of the yoke element 29a is in the direction of the rotor 22a directed. The one of the yoke element 29a Spanned interior runs annular around the main axis of rotation 15a , The solenoid of the solenoid unit 28a has a coil winding in which of the yoke element 29a clamped interior is arranged. The coil winding runs in relation to the main axis of rotation 15a in the circumferential direction. The coil axis of the solenoid coil is coaxial with the main axis of rotation 15a oriented. By means of a current supply of the magnetic coil, a magnetic field can be generated in the region of the magnetic coil unit 28a essentially in the yoke element 29a runs.
Die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a sind aus einem magnetisierbaren Material gefertigt. Die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a der Koppeleinheit 20a werden magnetisch miteinander gekoppelt. Die Magnetkraft, mittels der die Phasenlage einstellbar ist, bewirkt zwischen den Koppelementen 23a, 24a, 25a, 26a eine anziehende Kraft. Die Bremskraft der Koppeleinheit 20a hängt damit unmittelbar von der Magnetkraft ab. Die Magnetkraft wiederum ist proportional zu dem magnetischen Fluss, der die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a der Koppeleinheit 20a durchsetzt. Die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a sind dabei als Magnetflussleitelemente ausgebildet, d. h. sie sind aus einem magnetisch weichen Material gefertigt. Die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a sind somit lediglich zur Führung des magnetischen Flusses vorgesehen. Sie erzeugen kein eigenes Magnetfeld.The coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a are made of a magnetizable material. The coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a the coupling unit 20a are magnetically coupled together. The magnetic force, by means of which the phase position is adjustable, effected between the Koppelementen 23a . 24a . 25a . 26a an attractive force. The braking force of the coupling unit 20a thus depends directly on the magnetic force. The magnetic force, in turn, is proportional to the magnetic flux of the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a the coupling unit 20a interspersed. The coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a are designed as Magnetflussleitelemente, ie they are made of a magnetically soft material. The coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a are thus provided only for guiding the magnetic flux. They do not generate their own magnetic field.
Zur Einstellung einer definierten Notlaufphasenlage umfasst die Stellvorrichtung eine Einstelleinheit 30a. Die Einstelleinheit 30a ist unabhängig von der Magnetaktuatorik 27a. Die Einstelleinheit 30a kann die Phasenlage zwischen der Antriebseinheit 16a und der Abtriebseinheit 17a unabhängig von einer Funktionsfähigkeit der Magnetaktuatorik 27a verstellen. Die Einstelleinheit 30a ist dabei als eine autarke Einheit ausgebildet, die die Nockenwelle 10a unabhängig von einer externen Energieversorgung verstellen kann.For setting a defined emergency running phase position, the adjusting device comprises a setting unit 30a , The adjustment unit 30a is independent of the Magnetaktuatorik 27a , The adjustment unit 30a can the phase angle between the drive unit 16a and the output unit 17a independent of a functionality of Magnetaktuatorik 27a adjust. The adjustment unit 30a is designed as a self-sufficient unit, the camshaft 10a independent of an external power supply.
Die Einstelleinheit 30a umfasst zwei gegeneinander verstellbare Magnetelemente 31a, 32a, mittels der die Magnetkraft, die auf die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a wirkt, mechanisch verändert werden kann. Die Magnetfeldeinheit 48a umfasst weiter einen Permanentmagneten 33a, der unabhängig von der Magnetaktuatorik 27a ein Magnetfeld erzeugt, dessen magnetischer Fluss die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a und die Magnetelemente 31a, 32a durchsetzt. Der Permanentmagnet 33a ist in das Jochelement 29a integriert. Das von dem Permanentmagnet 33a erzeugte Magnetfeld ist in einem Fail-Safe-Betriebsmodus und in einem Normal-Betriebsmodus zur Einstellung der von der Koppeleinheit 20a bereitgestellten Bremskraft vorgesehen. Der magnetische Fluss, der in dem Fail-Safe-Betriebsmodus nur von dem Permanentmagneten 33a erzeugt wird, wird in dem Normal-Betriebsmodus mittels der Magnetaktuatorik 27a verändert.The adjustment unit 30a includes two mutually adjustable magnetic elements 31a . 32a , by means of the magnetic force acting on the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a acts, can be changed mechanically. The magnetic field unit 48a further includes a permanent magnet 33a , which is independent of the Magnetaktuatorik 27a generates a magnetic field whose magnetic flux, the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a and the magnetic elements 31a . 32a interspersed. The permanent magnet 33a is in the yoke element 29a integrated. That of the permanent magnet 33a generated magnetic field is in a fail-safe operating mode and in a normal operating mode for adjusting the coupling unit 20a provided braking force provided. The magnetic flux flowing in the fail-safe mode of operation only from the permanent magnet 33a is generated in the normal operating mode by means of Magnetaktuatorik 27a changed.
Zur Leitung der von dem Permanentmagneten 33a und der Magnetaktuatorik 27a erzeugbaren Magnetfelder weist die Stellvorrichtung eine Magnetflussleiteinheit 34a auf, die mittels des Verstellgetriebes 11a, der Phasenverstelleinheit 18a und der Einstelleinheit 30a ausgebildet ist. Die gesamte Magnetflussleiteinheit 34a ist mittels magnetisierbarer Materialen ausgebildet. Der durch das Magnetfeld erzeugte magnetische Fluss ist durch Magnetfeldlinien 41a beschreibbar, die von dem Permanentmagneten 33a und der Magnetaktuatorik 27a ausgehen. Die Magnetfeldlinien 41a sind stets als geschlossene Feldlinien ausgebildet. Die Magnetflussleiteinheit 34a stellt dem magnetischen Fluss einen in Bezug auf Luft reduzierten magnetischen Widerstand entgegen. Die von der Magnetflussleiteinheit 34a beeinflussten Magnetfeldlinien 41a verlaufen innerhalb des magnetisierbaren Materials. Die Magnetflussleiteinheit 34a ist dabei magnetisch vollständig schließbar, d. h. die von der Magnetflussleiteinheit 34a beeinflussten Magnetfeldlinien 41a verlaufen nahezu vollständig innerhalb des magnetisierbaren Materials.To conduct the from the permanent magnet 33a and the Magnetaktuatorik 27a can be generated magnetic fields, the adjusting device has a magnetic flux conducting unit 34a on, by means of the variable transmission 11a , the phase adjustment unit 18a and the adjustment unit 30a is trained. The entire magnetic flux guide unit 34a is formed by means of magnetizable materials. The magnetic flux generated by the magnetic field is due to magnetic field lines 41a writable by the permanent magnet 33a and the Magnetaktuatorik 27a out. The magnetic field lines 41a are always designed as closed field lines. The magnetic flux guide unit 34a provides the magnetic flux with reduced air resistance relative to air. The of the magnetic flux guide 34a influenced magnetic field lines 41a run within the magnetizable material. The magnetic flux guide unit 34a is magnetically completely closable, ie that of the Magnetflussleiteinheit 34a influenced magnetic field lines 41a run almost completely within the magnetizable material.
In einem Betriebszustand, in dem der magnetische Fluss lediglich von dem Permanentmagneten 33a erzeugt wird, gehen die Magnetfeldlinien 41a von dem Permanentmagneten 33a aus. In einem Betriebszustand, in dem der magnetische Fluss von dem Permanentmagneten 33a und der Magnetaktuatorik 27a gemeinsam erzeugt wird, geht ein Teil der Magnetfeldlinien 41a ebenfalls von dem Permanentmagneten 33a aus. Der im Folgenden beschriebene magnetische Fluss ist daher als ein Teil eines gesamten Magnetflusses zu verstehen, der von der Magnetaktuatorik 27a und dem Permanentmagneten 33a erzeugt werden kann. Grundsätzlich können weitere Magnetfeldlinien existieren, die in Teilbereichen außerhalb der Magnetflussleiteinheit 34a verlaufen.In an operating condition in which the magnetic flux is only from the permanent magnet 33a is generated, go the magnetic field lines 41a from the permanent magnet 33a out. In an operating condition in which the magnetic flux from the permanent magnet 33a and the Magnetaktuatorik 27a is created together, goes part of the magnetic field lines 41a also from the permanent magnet 33a out. The magnetic flux described below is therefore to be understood as a part of a total magnetic flux, which of the Magnetaktuatorik 27a and the permanent magnet 33a can be generated. In principle, further magnetic field lines may exist, which in some areas outside the magnetic flux conducting unit 34a run.
Die von dem Permanentmagneten 33a erzeugten Magnetfeldlinien 41a durchsetzen die Phasenverstelleinheit 18a, das Verstellgetriebe 11a und die Einstelleinheit 30a. Ausgehend von dem Permanentmagneten 33a durchsetzt der magnetische Fluss zunächst das Jochelement 29a. Das Koppelelement 23a grenzt unmittelbar an das Jochelement 29a an, wodurch der magnetische Fluss von dem Jochelement 29a in das Koppelelement 23a weitergeleitet wird. Ausgehend von dem Koppelelement 23a wird der magnetische Fluss durch das Koppelelement 25a in das Verstellgetriebeelement 13a geleitet. Anschließend durchsetzt der magnetische Fluss die beiden Magnetelemente 31a, 32a der Einstelleinheit 30a. Das Magnetelement 32a grenzt unmittelbar an den Rotor 22a der Koppeleinheit 20a an, durch dessen radial inneres Teilstück der magnetische Fluss in das Koppelelement 26a geleitet wird. Ausgehend von dem Koppelelement 26a wird der magnetische Fluss durch das Koppelelement 24a geleitet, welches unmittelbar an das Jochelement 29a angrenzt. Das Jochelement 29a wiederum leitet den magnetischen Fluss dem Permanentmagneten 33a zu, wodurch der Kreis des magnetischen Flusses vollständig geschlossen ist.The of the permanent magnet 33a generated magnetic field lines 41a enforce the Phasenverstelleinheit 18a , the adjusting gear 11a and the adjustment unit 30a , Starting from the permanent magnet 33a The magnetic flux first passes through the yoke element 29a , The coupling element 23a immediately adjoins the yoke element 29a , whereby the magnetic flux from the yoke element 29a in the coupling element 23a is forwarded. Starting from the coupling element 23a the magnetic flux through the coupling element 25a in the adjusting element 13a directed. Subsequently, the magnetic flux passes through the two magnetic elements 31a . 32a the adjustment unit 30a , The magnetic element 32a is directly adjacent to the rotor 22a the coupling unit 20a on, by the radially inner portion of the magnetic flux in the coupling element 26a is directed. Starting from the coupling element 26a the magnetic flux through the coupling element 24a passed, which directly to the yoke element 29a borders. The yoke element 29a in turn conducts the magnetic flux to the permanent magnet 33a to, whereby the circle of the magnetic flux is completely closed.
Der Stator 21a, dessen Jochelement 29a damit einen Teil der Magnetflussleiteinheit 34a ausbildet, ist somit teilweise der Magnetflussleiteinheit 34a zugeordnet. Weiter ist der Magnetflussleiteinheit 34a das Verstellgetriebeelement 12a des Verstellgetriebes 11a zugeordnet. Zudem bilden die beiden Magnetelemente 31a, 32a der Einstelleinheit 30a einen Teil der Magnetflussleiteinheit 34a aus. Ferner ist der Rotor 22a der Koppeleinheit 20a teilweise der Magnetflussleiteinheit 34a zugeordnet. Außerdem sind die vier Koppelemente 23a, 24a, 25a, 26a der Magnetflussleiteinheit 34a zugeordnet.The stator 21a whose yoke element 29a so that part of the magnetic flux guide 34a thus forms part of the Magnetflussleiteinheit 34a assigned. Next is the magnetic flux guide 34a the adjusting element 12a of the variable speed gearbox 11a assigned. In addition, the two magnetic elements 31a . 32a the adjustment unit 30a a part of the magnetic flux guide unit 34a out. Further, the rotor 22a the coupling unit 20a partly the magnetic flux guide unit 34a assigned. In addition, the four coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a the magnetic flux guide unit 34a assigned.
Die Koppelelemente 23a, 25a weisen unabhängig von einem Betriebszustand der Koppeleinheit 20a stets einen Kontakt auf. Das Teilstück des Rotors 22a, der das Koppelelement 25a ausbildet, ist gegenüber dem ersten Verstellgetriebeelement 12a gleitgelagert.The coupling elements 23a . 25a have independent of an operating state of the coupling unit 20a always contact me. The section of the rotor 22a that the coupling element 25a forms, is opposite to the first Verstellgetriebeelement 12a plain bearing.
Der Rotor 22a und das erste Verstellgetriebeelement 12a sind im Bereich des Koppelelements 25a magnetisch miteinander verbunden. Das Verstellgetriebeelement 12a bildet das erste Magnetelement 31a der Einstelleinheit 30a aus. Das Magnetelement 31a und das Magnetelement 32a sind über eine gemeinsame Kontaktfläche ebenfalls magnetisch miteinander verbindbar. Das Magnetelement 32a ist auf dem Rotor 22a gleitgelagert und ist somit mit dem Teilstück des Rotors 22a, der das Koppelelement 26a ausbildet, magnetisch verbunden. Die Koppelelemente 24a, 26a wiederum weisen unabhängig von einem Betriebszustand der Koppeleinheit 20a stets einen Kontakt auf. Die Magnetflussleiteinheit 34a ist damit in einem Betriebszustand, in dem die beiden Magnetelemente 31a, 32a eine Kontaktfläche größer als Null aufweisen, magnetisch geschlossen. Der magnetische Widerstand der Magnetflussleiteinheit 34a ist über die gemeinsame Kontaktfläche der Magnetelemente 31a, 32a mittels der Einstelleinheit 30a einstellbar. Die Magnetelemente 31a, 32a können dabei vollständig voneinander getrennt werden, d. h. mittels der Magnetelemente 31a, 32a ist auch eine Unterbrechung des magnetischen Flusses durch die Magnetelemente 31a, 32a einstellbar.The rotor 22a and the first Verstellgetriebeelement 12a are in the region of the coupling element 25a magnetically connected to each other. The adjusting element 12a forms the first magnetic element 31a the adjustment unit 30a out. The magnetic element 31a and the magnetic element 32a are also magnetically connected to each other via a common contact surface. The magnetic element 32a is on the rotor 22a sliding bearing and is thus with the section of the rotor 22a that the coupling element 26a trains, magnetically connected. The coupling elements 24a . 26a again have independent of an operating state of the coupling unit 20a always contact me. The magnetic flux guide unit 34a is thus in an operating condition in which the two magnetic elements 31a . 32a have a contact area greater than zero, magnetically closed. The magnetic resistance of the magnetic flux guide unit 34a is about the common contact surface of the magnetic elements 31a . 32a by means of the adjustment unit 30a adjustable. The magnetic elements 31a . 32a can be completely separated from each other, ie by means of the magnetic elements 31a . 32a is also an interruption of the magnetic flux through the magnetic elements 31a . 32a adjustable.
Die Koppeleinheit 20a und die Magnetelemente 31a, 32a sind in Bezug auf die Magnetfeldlinien 41a magnetisch in Reihe angeordnet. Die Magnetfeldlinien durchsetzen nacheinander die Koppelelemente 23a, 25a, die beiden Magnetelemente 31a, 32a und die Koppelelemente 24a, 26a. Die Magnetelemente 31a, 32a sind dabei als Magnetflussleitelemente ausgebildet. Sie sind aus einem magnetisch weichen Material gefertigt. Das von dem Permanentmagneten 33a erzeugte Magnetfeld weist einen magnetischen Fluss auf, der mittels der Magnetelemente 31a, 32a definiert, durch die Einstelleinheit 30a geleitet wird. Das Verstellgetriebeelement 12a ist über die Koppelelemente 23a, 24a des Stators 21a und die Koppelelemente 25a, 26a des Rotors 22a in Bezug auf die Magnetelemente 31a, 32a magnetisch in Reihe angeordnet. Entlang der Magnetfeldlinien 41a sind die Koppelelemente 23a, 24a des Stators 21a mittels des Verstellgetriebeelements 12a und der Magnetelemente 31a, 32a magnetische miteinander verbindbar.The coupling unit 20a and the magnetic elements 31a . 32a are in terms of the magnetic field lines 41a arranged magnetically in series. The magnetic field lines successively enforce the coupling elements 23a . 25a , the two magnetic elements 31a . 32a and the coupling elements 24a . 26a , The magnetic elements 31a . 32a are designed as Magnetflussleitelemente. They are made of a magnetically soft material. That of the permanent magnet 33a generated magnetic field has a magnetic flux by means of the magnetic elements 31a . 32a defined by the adjustment unit 30a is directed. The adjusting element 12a is via the coupling elements 23a . 24a of the stator 21a and the coupling elements 25a . 26a of the rotor 22a with respect to the magnetic elements 31a . 32a arranged magnetically in series. Along the magnetic field lines 41a are the coupling elements 23a . 24a of the stator 21a by means of the adjusting element 12a and the magnetic elements 31a . 32a magnetic connectable to each other.
Zur Verstellung der Magnetkraft umfasst die Einstelleinheit 30a eine Verstellaktuatorik 35a, die die beiden Magnetelemente 31a, 32a gegeneinander verschiebt. Die Verstellaktuatorik 35a ist an die beiden Verstellgetriebeelemente 12a, 13a gekoppelt. Sie verschiebt die beiden Magnetelemente 31a, 32a gegeneinander, wenn sich die durch die Verstellgetriebeelemente 12a, 13a definierte Phasenlage ändert. Die Größe der Kontaktfläche der beiden Magnetelemente 31a, 32a ist mittels der Verstellaktuatorik 35a der Einstelleinheit 30a veränderbar. Die Einstelleinheit 30a stellt die Größe der Kontaktfläche in Abhängigkeit von der Phasenlage ein.To adjust the magnetic force comprises the adjustment 30a an adjustment actuator 35a containing the two magnetic elements 31a . 32a shifting against each other. The adjustment actuator 35a is to the two Verstellgetriebeelemente 12a . 13a coupled. It shifts the two magnetic elements 31a . 32a against each other when passing through the Verstellgetriebeelemente 12a . 13a defined phase position changes. The size of the contact surface of the two magnetic elements 31a . 32a is by means of Verstellaktuatorik 35a the adjustment unit 30a variable. The adjustment unit 30a adjusts the size of the contact surface as a function of the phase position.
Die Verstellaktuatorik 35a ist unabhängig von der Magnetfeldeinheit 48a. Zur Verstellung der Magnetelemente 31a, 32a stellt die Verstellaktuatorik 35a eine Betätigungskraft ein, die unabhängig von dem magnetischen Fluss ist, der von der Magnetfeldeinheit 48a erzeugt wird. Mittels der Verstellaktuatorik 35a können die Magnetelemente 31a, 32a auch dann gegeneinander verschoben werden, wenn der magnetische Fluss, der die Magnetelemente durchsetzt, gleich Null ist.The adjustment actuator 35a is independent of the magnetic field unit 48a , For adjustment of the magnetic elements 31a . 32a represents the Verstellaktuatorik 35a an actuation force that is independent of the magnetic flux coming from the magnetic field unit 48a is produced. By means of Verstellaktuatorik 35a can the magnetic elements 31a . 32a be shifted against each other even if the magnetic flux passing through the magnetic elements is equal to zero.
Die beiden Magnetelemente 31a, 32a sind teilweise keilförmig ausgebildet. Das erste Magnetelement 31a umfasst einen Kontaktflächenbereich 36a, der um einen Winkel von ca. 25 Grad gegen eine Verstellrichtung der Magnetelemente 31a, 32a verkippt ist. Weiter umfasst das Magnetelement 31a einen Kontaktflächenbereich 37a, der entlang der Verstellrichtung orientiert ist. Das zweite Magnetelement 32a umfasst ebenfalls einen gegen die Verstellrichtung verkippten Kontaktflächenbereich 38a und einen entlang der Verstellrichtung orientierten Kontaktflächenbereich 39a. Die Kontaktflächenbereiche 36a, 38a und die Kontaktflächenbereiche 37a, 39a können jeweils miteinander in Kontakt gebracht werden. Die Kontaktfläche der beiden Magnetelemente ist als ein Bereich ausgebildet, in dem sich die Magnetelemente 31a, 32a, berühren, d. h. ein Bereich, in dem die Kontaktflächenbereiche 36a, 37a mit den Kontaktflächenbereichen 38a, 39a teilweise oder vollständig in Kontakt stehen. Zur Einstellung der Notlaufphasenlage verändert die Einstelleinheit 30a die Größe der Kontaktfläche. Die Größe der Kontaktfläche ist mittels der Verstellaktuatorik 35a der Einstelleinheit 30a einstellbar. Zur Veränderung der Kontaktfläche verschiebt die Verstellaktuatorik 35a die beiden Magnetelemente 31a, 32a gegeneinander. Die Verstellrichtung der Magnetelemente 31a, 32a ist dabei parallel zu der Hauptrotationsachse 15a der Stellvorrichtung orientiert.The two magnetic elements 31a . 32a are partially wedge-shaped. The first magnetic element 31a includes a contact surface area 36a , which is at an angle of about 25 degrees against an adjustment of the magnetic elements 31a . 32a is tilted. Furthermore, the magnetic element comprises 31a a contact surface area 37a which is oriented along the direction of adjustment. The second magnetic element 32a also includes a tilted against the adjustment contact surface area 38a and a contact surface area oriented along the displacement direction 39a , The contact surface areas 36a . 38a and the contact surface areas 37a . 39a can each be brought into contact with each other. The contact surface of the two magnetic elements is formed as an area in which the magnetic elements 31a . 32a , touching, ie an area in which the contact surface areas 36a . 37a with the contact surface areas 38a . 39a partially or completely in contact. The setting unit changes to set the emergency running phase position 30a the size of the contact area. The size of the contact surface is by means of Verstellaktuatorik 35a the adjustment unit 30a adjustable. To change the contact surface displaces the Verstellaktuatorik 35a the two magnetic elements 31a . 32a up to today. The adjustment of the magnetic elements 31a . 32a is parallel to the main axis of rotation 15a the adjusting device oriented.
Die Verstellaktuatorik 35a bildet eine Verstellmechanik aus, die die Änderung der Phasenlage mechanisch in eine Verstellung der zwei Magnetelemente 31a, 32a umsetzt. Zur Verstellung der beiden Magnetelemente 31a, 32a weist die Verstellaktuatorik 35a der Einstelleinheit 30a ein Betätigungselement 40a auf. Das Betätigungselement 40a ist entlang seiner Betätigungsrichtung 45a mit dem Magnetelement 32a gekoppelt. Das Betätigungselement 40a ist dabei als ein verschiebbarer Druckstift ausgebildet, der gegen das zweite Verstellgetriebeelement 13a gelagert ist. Das Betätigungselement 40a durchsetzt das erste Verstellgetriebeelement 12a, gegen das das Betätigungselement 40a axial verschiebbar gelagert ist. Das Betätigungselement 40a ist durch die Planetenräder 19a hindurchgeführt. Es ist innerhalb des ersten Verstellgetriebeelements 12a gleitgelagert. Die Betätigungsrichtung 45a, entlang der das Betätigungselement 40a verschiebbar ist, ist dabei parallel zu der Hauptrotationsachse 15a der Stellvorrichtung orientiert.The adjustment actuator 35a forms an adjustment mechanism that mechanically changes the phase position in an adjustment of the two magnetic elements 31a . 32a implements. For adjusting the two magnetic elements 31a . 32a has the Verstellaktuatorik 35a the adjustment unit 30a an actuator 40a on. The actuator 40a is along its direction of actuation 45a with the magnetic element 32a coupled. The actuator 40a is designed as a displaceable pressure pin which is against the second Verstellgetriebeelement 13a is stored. The actuator 40a passes through the first Verstellgetriebeelement 12a against which the actuator 40a is mounted axially displaceable. The actuator 40a is through the planetary gears 19a passed. It is within the first Verstellgetriebeelements 12a plain bearing. The actuation direction 45a along which the actuator 40a is displaceable, is parallel to the main axis of rotation 15a the adjusting device oriented.
Das erste Magnetelement 31a ist einstückig mit dem Verstellgetriebeelement 12a ausgebildet. Das Magnetelemente 31a ist somit axial fixiert. Das Betätigungselement ist entlang seiner Betätigungsrichtung 45a mit dem zweiten Magnetelement 32a gekoppelt. Das Magnetelement 32a ist axial verschiebbar gegenüber dem Verstellgetriebeelement 12a angeordnet. Zur Verstellung der Phasenlage wird das zweite Magnetelemente 32a entlang der Hauptrotationsachse 15a axial verschoben.The first magnetic element 31a is integral with the Verstellgetriebeelement 12a educated. The magnetic elements 31a is thus fixed axially. The actuating element is along its actuating direction 45a with the second magnetic element 32a coupled. The magnetic element 32a is axially displaceable relative to the adjusting element 12a arranged. To adjust the phase position, the second magnetic elements 32a along the main axis of rotation 15a moved axially.
Weiter umfasst die Verstellaktuatorik 35a der Einstelleinheit 30a ein Thermoelement 42a, mittels dem die Notlaufphasenlage temperaturabhängig eingestellt wird. Das Thermoelement 42a weist eine zur Einstellung der Phasenlage vorgesehene Geometrie auf, die sich in Abhängigkeit von einer Betriebstemperatur verändert. Die Notlaufphasenlage wird mittels der Temperaturabhängigkeit der Geometrie des Thermoelements 42a eingestellt. Das Thermoelement 42a bildet eine Schrägfläche 43a aus, mittels der eine Änderung der Phasenlage in eine axiale Verstellung des Betätigungselements 40a umgesetzt wird. Das Thermoelement 42a ist fest mit dem zweiten Verstellgetriebeelement 13a verbunden. Die Schrägfläche 43a ist auf dem zweiten Verstellgetriebeelement 13a angeordnet. Die Schrägfläche 43a setzt eine Änderung der Phasenlage direkt in die mechanische Verstellung der Magnetelemente 31a, 32a um.Next comprises the Verstellaktuatorik 35a the adjustment unit 30a a thermocouple 42a , by means of which the emergency running phasing is temperature-dependent. The thermocouple 42a has a geometry provided for adjusting the phase position, which changes as a function of an operating temperature. The Notlaufphasenlage is determined by the temperature dependence of the geometry of the thermocouple 42a set. The thermocouple 42a forms an inclined surface 43a from, by means of a change in the phase position in an axial adjustment of the actuating element 40a is implemented. The thermocouple 42a is fixed to the second Verstellgetriebeelement 13a connected. The inclined surface 43a is on the second Verstellgetriebeelement 13a arranged. The inclined surface 43a sets a change in the phase position directly into the mechanical adjustment of the magnetic elements 31a . 32a around.
Die Schrägfläche 43a bildet eine Verstellrampe 44a aus, deren Höhe entlang einer Verstellung der Phasenlage in Richtung spät abnimmt. Das axial verschiebbar gelagerte Betätigungselement 40a ist entlang seiner Betätigungsrichtung 45a mit dem Thermoelement 42a gekoppelt. Bei einer Verstellung der Phasenlage verdrehen sich die Verstellgetriebeelemente 12a, 13a relativ zueinander, wodurch das Betätigungselement 40a auf der mittels des Thermoelements 42a ausgebildeten Schrägfläche 43a verfährt. Das Thermoelement 42a setzt eine Änderung der Phasenlage in eine lineare Bewegung des Betätigungselements 40a um.The inclined surface 43a forms an adjustment ramp 44a whose height decreases along an adjustment of the phase position in the direction of late. The axially displaceably mounted actuator 40a is along its direction of actuation 45a with the thermocouple 42a coupled. When adjusting the phase position, the adjusting gear elements rotate 12a . 13a relative to each other, whereby the actuator 40a on the means of the thermocouple 42a trained bevel 43a moves. The thermocouple 42a sets a change in the phase position in a linear movement of the actuating element 40a around.
Durch das in Umfangsrichtung gerichtete Verfahren des Betätigungselements 40a auf der Schrägfläche 43a verschiebt das Thermoelement 42a das Betätigungselement 40a in axialer Richtung. Bei einer Verstellung der Phasenlage von früh in Richtung spät bewegt die Schrägfläche 43a das Betätigungselement 40a axial in Richtung des zweiten Verstellgetriebeelements 13a. Bei einer Verstellung der Phasenlage von spät in Richtung früh bewegt die Schrägfläche 43a das Betätigungselement 40a axial in Richtung des ersten Verstellgetriebeelements 12a.By the circumferentially directed method of the actuating element 40a on the slanted surface 43a moves the thermocouple 42a the actuator 40a in the axial direction. With an adjustment of the phase angle from early to late moves the inclined surface 43a the actuator 40a axially in the direction of the second adjusting element 13a , With an adjustment of the phase position from late toward early moves the inclined surface 43a the actuator 40a axially in the direction of the first Verstellgetriebeelements 12a ,
Das Thermoelement 42a ist als ein Bimetallelement ausgebildet. Das Bimetallelement ist als ein Bimetallblech ausgeformt, dessen Haupterstreckungsrichtung in Umfangsrichtung gerichtet ist. Das Thermoelement 42a weist bei verschiedenen Betriebstemperaturen unterschiedliche Formen auf. Das Thermoelement 42a verändert eine in Umfangsrichtung gerichtete Steigung der Schrägfläche 43a in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur. Zur Ausbildung der Schrägfläche 43a ist das als Bimetallblech ausgeformte Thermoelement 42a mit einem Ende an dem zweiten Verstellgetriebeelement 13a befestigt. Das Ende, an dem das Thermoelement 42a mit dem zweiten Verstellgetriebeelement 13a verbunden ist, ist in Richtung der Verstellung der Phasenlage nach früh gerichtet. In einem kalten Betriebszustand ist das Thermoelement 42a in Richtung des ersten Verstellgetriebeelements 12a verformt. Die Schrägfläche 43a weist in dem kalten Betriebszustand eine große Steigung auf. Ein Abstand zwischen einem dem befestigten Ende des Thermoelements 42a abgewandten Ende und dem zweiten Verstellgetriebeelement 13a ist in dem kalten Betriebszustand maximal. Der Abstand wird geringer, wenn die Betriebstemperatur höher wird. In einem warmen Betriebszustand bildet das Thermoelement 42a eine flachere Rampe aus. Das Thermoelement 42a verändert einen Verstellbereich des Betätigungselements 40a, um den das Betätigungselement 40a bei einer maximalen Verstellung der Phasenlage verschoben wird, in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur. Er wird kleiner, wenn die Betriebstemperatur höher wird. In einem kalten Betriebszustand trennt das Thermoelement 42a die Kontaktflächenbereiche 36a, 37a, 38a, 39a der Magnetelemente 31a, 32a der Einstelleinheit 30a abhängig von der Phasenlage teilweise oder vollständig voneinander. Im warmen Betriebszustand sind die Magnetelemente 31a, 32a immer vollständig miteinander verbunden.The thermocouple 42a is formed as a bimetallic element. The bimetallic element is formed as a bimetal whose Main extension direction is directed in the circumferential direction. The thermocouple 42a has different shapes at different operating temperatures. The thermocouple 42a changes a circumferentially directed slope of the inclined surface 43a depending on the operating temperature. For the formation of the inclined surface 43a is the formed as bimetallic sheet thermocouple 42a with one end on the second Verstellgetriebeelement 13a attached. The end where the thermocouple 42a with the second adjusting element 13a is connected, is directed in the direction of the adjustment of the phase position to early. In a cold operating condition is the thermocouple 42a in the direction of the first Verstellgetriebeelements 12a deformed. The inclined surface 43a has a large pitch in the cold operating condition. A distance between a fixed end of the thermocouple 42a opposite end and the second Verstellgetriebeelement 13a is maximum in the cold operating condition. The distance decreases as the operating temperature becomes higher. In a warm operating condition, the thermocouple forms 42a a flatter ramp out. The thermocouple 42a changes an adjustment of the actuator 40a to which the actuator 40a is shifted at a maximum adjustment of the phase position, depending on the operating temperature. It gets smaller as the operating temperature gets higher. In a cold operating state, the thermocouple separates 42a the contact surface areas 36a . 37a . 38a . 39a the magnetic elements 31a . 32a the adjustment unit 30a Depending on the phase position partially or completely from each other. In warm operation, the magnetic elements 31a . 32a always completely connected.
Das Thermoelement 42a verschiebt das Betätigungselement 40a im kalten Betriebszustand winkelabhängig axial in Richtung des ersten Verstellgetriebeelements 12a. Im warmen Betriebszustand verschiebt das Thermoelement 42a das Betätigungselement 40a nicht axial in Richtung des ersten Verstellgetriebeelements 12a. Das Thermoelement 42a gibt dadurch für unterschiedliche Betriebstemperaturen, bei denen die Brennkraftmaschine betrieben werden kann, jeweils einen definierten Notlaufphasenwinkel vor.The thermocouple 42a moves the actuator 40a in the cold operating condition angle-dependent axially in the direction of the first Verstellgetriebeelements 12a , In warm operation, the thermocouple shifts 42a the actuator 40a not axially in the direction of the first Verstellgetriebeelements 12a , The thermocouple 42a Thereby, for different operating temperatures at which the internal combustion engine can be operated, in each case a defined emergency running phase angle.
Eine Veränderung der axialen Position des Betätigungselements 40a bewirkt eine Verschiebung der Magnetelemente 31a, 32a gegeneinander. Die Schrägfläche 43a der Einstelleinheit 30a setzt somit eine Änderung der Phasenlage in eine Verstellung der Magnetelemente 31a, 32a um. Durch die Verstellung der Magnetelemente 31a, 32a ändert sich die Größe der Kontaktfläche zwischen den beiden Magnetelementen 31a, 32a. Mittels der Schrägfläche 43a ist damit ein magnetischer Widerstand einstellbar, den die Flussleiteinheit dem magnetischen Fluss entgegensetzt. Über die mittels des Thermoelements 42a gegeneinander verstellbaren Magnetelemente 31a, 32a ist der magnetische Fluss, der die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a der Koppeleinheit 20a durchsetzt, und damit die Magnetkraft zwischen den Koppelelementen 23a, 24a, 25a, 26a mechanisch direkt veränderbar. Durch das Thermoelement 42a ist der mechanisch eingestellte magnetische Widerstand der Magnetflussleiteinheit 34a temperaturabhängig.A change in the axial position of the actuator 40a causes a displacement of the magnetic elements 31a . 32a up to today. The inclined surface 43a the adjustment unit 30a thus sets a change in the phase position in an adjustment of the magnetic elements 31a . 32a around. By adjusting the magnetic elements 31a . 32a the size of the contact surface between the two magnetic elements changes 31a . 32a , By means of the inclined surface 43a is thus a magnetic resistance adjustable, the flux guide opposes the magnetic flux. About by means of the thermocouple 42a mutually adjustable magnetic elements 31a . 32a is the magnetic flux that is the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a the coupling unit 20a passes through, and thus the magnetic force between the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a mechanically changeable directly. Through the thermocouple 42a is the mechanically adjusted magnetic resistance of the magnetic flux guide unit 34a temperature dependent.
Ist die Phasenlage in Richtung spät verstellt, ist die Kontaktfläche zwischen den beiden Magnetelementen 31a, 32a groß. Der magnetische Widerstand, der dem von dem Permanentmagneten 33a bereitgestellten magnetischen Fluss entgegensteht, ist somit klein. Damit ist der magnetische Fluss, der die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a der Koppeleinheit 20a durchsetzt, groß, wodurch die von der Koppeleinheit 20a bereitgestellte Bremskraft ebenfalls groß wird. Die Einstelleinheit 30a stellt damit eine Bremskraft ein, durch die die Phasenlage in Richtung früh verstellt wird (vgl. 1).If the phase position is adjusted in the direction of late, the contact surface between the two magnetic elements 31a . 32a large. The magnetic resistance of that of the permanent magnet 33a provided magnetic flux is thus small. This is the magnetic flux that is the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a the coupling unit 20a interspersed, large, causing the coupling unit 20a provided braking force is also large. The adjustment unit 30a thus sets a braking force by which the phase position is adjusted in the direction of early (see. 1 ).
Ist die Phasenlage in Richtung früh verstellt, ist die Kontaktfläche zwischen den beiden Magnetelementen 31a, 32a klein. Der magnetische Widerstand, der dem von dem Permanentmagneten 33a bereitgestellten magnetischen Fluss entgegensteht, ist somit groß. Damit ist der magnetische Fluss, der die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a der Koppeleinheit 20a durchsetzt, klein, wodurch die von der Koppeleinheit 20a bereitgestellte Bremskraft ebenfalls klein wird. Die Einstelleinheit 30a stellt damit eine Bremskraft ein, durch die die Phasenlage in Richtung spät verstellt wird (vgl. 3).If the phase position is adjusted in the direction of early, the contact surface between the two magnetic elements 31a . 32a small. The magnetic resistance of that of the permanent magnet 33a is opposed to provided magnetic flux is thus large. This is the magnetic flux that is the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a the coupling unit 20a interspersed, small, causing the coupling unit 20a Provided braking force is also small. The adjustment unit 30a thus sets a braking force by which the phase position is adjusted in the direction of late (see. 3 ).
Da die beiden Koppelelemente 23a, 25a und die beiden Koppelelemente 24a, 26a der Koppeleinheit 20a lediglich gemeinsam betätigbar sind, bilden die vier Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a die eine Koppeleinheit 20a aus. Die Einstelleinheit 30a kann mittels der Magnetelemente 31a, 32a die Reibkraft der Koppeleinheit 20a verändern. Die Einstelleinheit 30a stellt die Notlaufphasenlage ein, indem sie die Bremskraft der Koppeleinheit 20a der Phasenverstelleinheit 18a verändert. Die Koppeleinheit 20a ist für die Phasenverstelleinheit 18a und die Einstelleinheit 30a vorgesehen. Die Stellvorrichtung weist lediglich die eine Koppeleinheit 20a auf.Since the two coupling elements 23a . 25a and the two coupling elements 24a . 26a the coupling unit 20a can only be operated together, form the four coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a the one coupling unit 20a out. The adjustment unit 30a can by means of the magnetic elements 31a . 32a the frictional force of the coupling unit 20a change. The adjustment unit 30a adjusts the emergency running phasing by the braking force of the coupling unit 20a the phase adjustment unit 18a changed. The coupling unit 20a is for the phase adjustment unit 18a and the adjustment unit 30a intended. The adjusting device has only one coupling unit 20a on.
In einem Betriebszustand, in dem für das dritte Verstellgetriebeelement 14a eine Drehzahl eingestellt ist, die gleich groß ist wie eine Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12a, wird eine aktuell eingestellte Phasenlage zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle 10a konstant gehalten. In einem Betriebszustand, in dem die Drehzahl des dritten Verstellgetriebeelements 14a größer ist als die Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12a, wird die Phasenlage der Nockenwelle 10a in Richtung spät verstellt. In einem Betriebszustand, in dem die Drehzahl des dritten Verstellgetriebeelements 14a kleiner ist als die Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12a, wird die Phasenlage der Nockenwelle 10a in Richtung früh verstellt.In an operating state, in which for the third Verstellgetriebeelement 14a a speed is set which is equal to a speed of the first Verstellgetriebeelements 12a , A currently set phase position between the crankshaft and the camshaft 10a kept constant. In an operating state in which the speed of the third Verstellgetriebeelements 14a is greater than the speed of the first Verstellgetriebeelements 12a , will the Phase angle of the camshaft 10a delayed in the direction of late. In an operating state in which the speed of the third Verstellgetriebeelements 14a is smaller than the rotational speed of the first Verstellgetriebeelements 12a , the phase angle of the camshaft 10a moved towards early.
Zur Verstellung der Phasenlage in Richtung spät wird die Koppeleinheit 20a geöffnet. Die Nockenwelle 10a weist während einem Betrieb ein, beispielsweise durch Lagerstellen der Nockenwelle 10a bedingtes, Schleppmoment auf, mittels dem die Nockenwelle 10a in Richtung spät verstellt wird. Ist die Koppeleinheit 20a geöffnet, wird die Drehzahl des dritten Verstellgetriebeelements 14a durch das Schleppmoment der Nockenwelle 10a größer werden als die Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12a. Die Nockenwelle 10a wird damit in Richtung spät verstellt.To adjust the phase in the direction of late, the coupling unit 20a open. The camshaft 10a during operation, for example, by bearings of the camshaft 10a conditional, drag torque on, by means of which the camshaft 10a is retarded towards late. Is the coupling unit 20a opened, the speed of the third Verstellgetriebeelements 14a by the drag torque of the camshaft 10a greater than the speed of the first Verstellgetriebeelements 12a , The camshaft 10a is thus adjusted in the direction of late.
Zur Beibehaltung der aktuellen Phasenlage stellt die Phasenverstelleinheit 18a mittels der Magnetaktuatorik 27a eine Magnetfeldstärke ein, dessen Magnetkraft genau eine erforderliche Bremskraft in der Koppeleinheit 20a bewirkt. Die Bremskraft wird dabei auf einen Wert eingeregelt, bei dem die Drehzahl des dritten Verstellgetriebeelements 14a gleich groß ist wie die Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12a (vgl. 2).To maintain the current phase position, the Phasenverstelleinheit 18a by means of Magnetaktuatorik 27a a magnetic field strength whose magnetic force is exactly a required braking force in the coupling unit 20a causes. The braking force is adjusted to a value at which the speed of the third Verstellgetriebeelements 14a is the same size as the speed of the first Verstellgetriebeelements 12a (see. 2 ).
Zur Verstellung der Phasenlage in Richtung früh wird die Koppeleinheit 20a geschlossen. Die Drehzahl des dritten Verstellgetriebeelements 14a wird kleiner als die Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12a. Damit wird die Drehzahl des zweiten Verstellgetriebeelements 13a größer als die Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12a, wodurch die Nockenwelle 10a in Richtung früh verstellt wird.To adjust the phase in the direction early, the coupling unit 20a closed. The speed of the third Verstellgetriebeelements 14a is smaller than the rotational speed of the first Verstellgetriebeelements 12a , This is the speed of the second Verstellgetriebeelements 13a greater than the speed of the first Verstellgetriebeelements 12a , causing the camshaft 10a is moved in the direction of early.
In dem Fail-Safe-Betriebsmodus regelt die Einstelleinheit 30a die Phasenlage der Nockenwelle 10a mechanisch auf die Notlaufphasenlage ein. Zur Einstellung der Notlaufphasenlage verändert die Einstelleinheit 30a die Bremskraft der Koppeleinheit 20a der Phasenverstelleinheit 18a. Durch das Thermoelement 42a entspricht die Notlaufphasenlage stets einer der Betriebstemperatur angepassten Grundphasenlage. Die Einstelleinheit 30a regelt in dem Fail-Safe-Betriebsmodus die Phasenlage selbstständig mechanisch auf die Notlaufphasenlage ein. In dem Fail-Safe-Betriebsmodus ist die Magnetaktuatorik 27a der Phasenverstelleinheit 18a unbestromt. Die Grundphasenlage wird über die Einstelleinheit 30a eingestellt, die mittels der Magnetelemente 31a, 32a einen zur Einstellung der entsprechenden Bremskraft notwendigen magnetischen Fluss einstellt.In the fail-safe mode of operation, the adjustment unit controls 30a the phase angle of the camshaft 10a mechanically on the emergency running phase position. The setting unit changes to set the emergency running phase position 30a the braking force of the coupling unit 20a the phase adjustment unit 18a , Through the thermocouple 42a the emergency running phase position always corresponds to a basic phase position adapted to the operating temperature. The adjustment unit 30a independently regulates the phase position mechanically in the fail-safe operating mode to the emergency running phase position. In the fail-safe operating mode is the Magnetaktuatorik 27a the phase adjustment unit 18a energized. The basic phase position is via the setting unit 30a adjusted by means of the magnetic elements 31a . 32a adjusts a necessary to adjust the corresponding braking force magnetic flux.
Die Einstelleinheit 30a regelt die Phasenlage mittels der Magnetelemente 31a, 32a. Ist die Phasenlage ausgehend von der Grundphasenlage in Richtung früh verstellt, bewirken die Magnetelemente 31a, 32a eine Verringerung des magnetischen Flusses durch die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a, wodurch die Bremskraft der Koppeleinheit 20a reduziert wird. Die Einstelleinheit 30a verstellt die Phasenlage mechanisch in Richtung spät. Ist die Phasenlage ausgehend von der Grundphasenlage in Richtung spät verstellt, bewirken die Magnetelemente 31a, 32a eine Erhöhung des magnetischen Flusses durch die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a, wodurch die Bremskraft der Koppeleinheit 20a vergrößert wird. Die Einstelleinheit 30a verstellt die Phasenlage mechanisch in Richtung früh. Die Einstelleinheit 30a regelt die Phasenlage dabei selbstständig, d. h. unabhängig von einer externen Steuerung oder Regelung, beständig auf die Notlaufphasenlage ein.The adjustment unit 30a regulates the phase position by means of the magnetic elements 31a . 32a , If the phase position, starting from the basic phase position, is adjusted in the direction of the early direction, the magnetic elements effect 31a . 32a a reduction of the magnetic flux through the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a , whereby the braking force of the coupling unit 20a is reduced. The adjustment unit 30a adjusts the phase position mechanically towards late. If the phase position, starting from the base phase position, is adjusted in the direction of late, the magnetic elements effect 31a . 32a an increase in the magnetic flux through the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a , whereby the braking force of the coupling unit 20a is enlarged. The adjustment unit 30a mechanically adjusts the phase angle in the direction of early. The adjustment unit 30a independently regulates the phase position, ie independent of an external control or regulation, constantly on the emergency running phase position.
In dem Normal-Betriebsmodus, bei mittleren Temperaturen, regelt die Einstelleinheit 30a die Phasenlage der Nockenwelle 10a mechanisch zunächst auf die Grundphasenlage ein. Die Grundphasenlage entspricht der Notlaufphasenlage, die eingestellt wird, wenn für die Magnetaktuatorik 27a ein Magnetfeld von Null eingestellt ist. Die Phasenverstelleinheit 18a verstellt die Phasenlage mittels der Magnetaktuatorik 27a ausgehend von der mittels der Einstelleinheit 30a eingestellten Grundphasenlage. Um ausgehend von der Grundphasenlage die Phasenlage in Richtung früh oder in Richtung spät zu verstellen, wird für die Magnetaktuatorik 27a der Phasenverstelleinheit 18a ein Magnetfeld ungleich Null eingestellt. Um die Phasenlage ausgehend von der Notlaufphasenlage in Richtung früh zu verstellen, wird mittels der Magnetaktuatorik 27a ein Magnetfeld eingestellt, das von seiner Wirkung einer Verstärkung des Magnetfelds des Permanentmagneten 33a entspricht. Um die Phasenlage ausgehend von der Notlaufphasenlage in Richtung spät zu verstellen, wird mittels der Magnetaktuatorik 27a ein Magnetfeld eingestellt, das von seiner Wirkung einer Abschwähung des Magnetfelds des Permanentmagneten 33a entspricht. Der von der Magnetaktuatorik 27a erzeugbare magnetische Fluss überlagert dabei den magnetischen Fluss, den das Magnetfeld des Permanentmagneten 33a erzeugt, wodurch der magnetische Fluss, der die Magnetelemente 31a, 32a, durchsetzt, verändert werden kann.In the normal operating mode, at medium temperatures, the adjustment unit controls 30a the phase angle of the camshaft 10a mechanically first on the ground phase position. The basic phase position corresponds to the Notlaufphasenlage, which is set when for the Magnetaktuatorik 27a a magnetic field is set from zero. The phase adjustment unit 18a adjusts the phase position by means of Magnetaktuatorik 27a starting from the by means of the setting unit 30a set basic phase position. In order to adjust the phase angle in the direction of early or late, starting from the basic phase position, is for the Magnetaktuatorik 27a the phase adjustment unit 18a set a non-zero magnetic field. To adjust the phase position starting from the Notlaufphasenlage in the direction early, is by means of Magnetaktuatorik 27a a magnetic field adjusted by its effect of amplifying the magnetic field of the permanent magnet 33a equivalent. In order to adjust the phase position starting from the emergency running phase position in the direction of late, by means of Magnetaktuatorik 27a a magnetic field adjusted by its effect of a suppression of the magnetic field of the permanent magnet 33a equivalent. The of the Magnetaktuatorik 27a Generable magnetic flux superimposes the magnetic flux, which is the magnetic field of the permanent magnet 33a generated, causing the magnetic flux, which is the magnetic elements 31a . 32a , interspersed, can be changed.
In dem Normal-Betriebsmodus ist die Koppeleinheit 20a, die in dem Fail-Safe-Betriebsmodus zur Einstellung der Notlaufphasenlage vorgesehen ist, zur Einstellung eines Verstellwinkels vorgesehen. Zur Einstellung des Verstellwinkels verändert die Magnetaktuatorik 27a der Phasenverstelleinheit 18a die Bremskraft der Koppeleinheit 20a, indem sie den die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a durchsetzenden magnetischen Fluss verändert. Die Verstellaktuatorik 35a, die in dem Fail-Safe-Betriebsmodus die beiden Magnetelemente 31a, 32a gegeneinander verschiebt, versucht in dem Normal-Betriebsmodus, die Phasenlagen durch Verschiebung der beiden Magnetelemente 31a, 32a gegeneinander auf einen konstanten Wert einzuregeln. Eine aktuelle Phasenlage wird in dem Normal-Betriebsmodus unabhängig von einer Steuerung oder Regelung der Verstellmechanik von der Magnetaktuatorik 27a eingestellt.In the normal operating mode is the coupling unit 20a , which is provided in the fail-safe operating mode for setting the Notlaufphasenlage provided for adjusting an adjustment angle. To adjust the adjustment angle changes the Magnetaktuatorik 27a the phase adjustment unit 18a the braking force of the coupling unit 20a by placing the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a permeating magnetic flux changed. The Verstellaktuatorik 35a in the fail-safe operating mode, the two magnetic elements 31a . 32a moves against each other, tried in the normal mode of operation, the phase angles by displacement of the two magnetic elements 31a . 32a to regulate against each other to a constant value. A current phase position is independent of a control or regulation of the adjustment mechanism of the Magnetaktuatorik in the normal operating mode 27a set.
In einem Betriebszustand, in dem die Notlaufphasenlage eingestellt ist und die Magnetaktuatorik 27a das Magnetfeld verstärkt, erhöht sich zunächst der magnetische Fluss, der die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a der Koppeleinheit 20a durchsetzt. Der erhöhte magnetische Fluss bewirkt eine Verstärkung der Bremskraft der Koppeleinheit 20a, wodurch die Phasenlage in Richtung früh verstellt wird. Die Verstellung der Phasenlage in Richtung früh bewirkt, dass die Verstellaktuatorik 35a die Kontaktfläche zwischen den beiden Magnetelementen 31a, 32a verkleinert. Durch die Verkleinerung der Kontaktfläche erhöht sich der magnetische Widerstand, der dem magnetischen Fluss entgegensteht, und die von der Koppeleinheit 20a bereitgestellte Bremskraft wird wieder reduziert. Sobald die Bremskraft durch die Verstellung der Phasenlage wieder auf einen Wert reduziert ist, bei dem die Phasenlage konstant gehalten wird, ist die Phasenlage in Bezug auf die Notlaufphasenlage in Richtung früh verstellt.In an operating state in which the Notlaufphasenlage is set and the Magnetaktuatorik 27a the magnetic field amplifies, first increases the magnetic flux of the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a the coupling unit 20a interspersed. The increased magnetic flux causes an increase in the braking force of the coupling unit 20a , whereby the phase position is adjusted in the direction of early. The adjustment of the phase position in the direction of early causes the Verstellaktuatorik 35a the contact surface between the two magnetic elements 31a . 32a reduced. The reduction of the contact area increases the magnetic resistance, which opposes the magnetic flux, and that of the coupling unit 20a provided braking force is reduced again. As soon as the braking force is reduced again by the adjustment of the phase position to a value at which the phase position is kept constant, the phase position with respect to the Notlaufphasenlage is adjusted towards early.
Eine Verstellung der Phasenlage in Richtung spät erfolgt analog. In einem Betriebszustand, in dem die Notlaufphasenlage eingestellt ist und die Magnetaktuatorik 27a das Magnetfeld verringert, verringert sich zunächst der magnetische Fluss, der die Koppelelemente 23a, 24a, 25a, 26a der Koppeleinheit 20a durchsetzt. Der verringerte magnetische Fluss bewirkt eine Verringerung der Bremskraft der Koppeleinheit 20a, wodurch die Phasenlage in Richtung spät verstellt wird. Die Verstellung der Phasenlage in Richtung spät bewirkt, dass die Verstellaktuatorik 35a die Kontaktfläche zwischen den beiden Magnetelementen 31a, 32a vergrößert. Durch die Vergrößerung der Kontaktfläche verringert sich der magnetische Widerstand, der dem magnetischen Fluss entgegensteht, und die von der Koppeleinheit 20a bereitgestellte Bremskraft wird wieder erhöht. Sobald die Bremskraft durch die Verstellung der Phasenlage wieder auf einen Wert erhöht ist, bei dem die Phasenlage konstant gehalten wird, ist die Phasenlage in Bezug auf die Notlaufphasenlage in Richtung spät verstellt.An adjustment of the phase position in the direction of late takes place analogously. In an operating state in which the Notlaufphasenlage is set and the Magnetaktuatorik 27a reduces the magnetic field, first reduces the magnetic flux that the coupling elements 23a . 24a . 25a . 26a the coupling unit 20a interspersed. The reduced magnetic flux causes a reduction in the braking force of the coupling unit 20a , whereby the phase position is adjusted in the direction of late. The adjustment of the phase position in the direction of late causes the Verstellaktuatorik 35a the contact surface between the two magnetic elements 31a . 32a increased. Increasing the contact area reduces the magnetic resistance that opposes the magnetic flux and that of the coupling unit 20a provided braking force is increased again. As soon as the braking force is increased again by the adjustment of the phase position to a value at which the phase position is kept constant, the phase position with respect to the Notlaufphasenlage is adjusted towards late.
Unabhängig von einer Verstellrichtung der Phasenlage hängt der Verstellwinkel, um die die Phasenlage mittels der Magnetaktuatorik 27a aus der von der Einstelleinheit 30a eingestellten Grundphasenlage ausgelenkt wird, direkt von dem von der Magnetaktuatorik 27a erzeugten Magnetfeld ab. Das von der Magnetaktuatorik 27a erzeugte Magnetfeld definiert dabei lediglich den Verstellwinkel, d. h. die Auslenkung aus der Grundphasenlage. Die Verstellaktuatorik 35a der Einstelleinheit 30a regelt somit temperaturabhängig die Grundphasenlage mechanisch auf den mittels der Phasenverstelleinheit 18a einstellbaren Verstellwinkel ein..Regardless of an adjustment of the phase position depends on the adjustment angle to the phase position by means of Magnetaktuatorik 27a from the of the adjustment unit 30a adjusted basic phase position, directly from that of the Magnetaktuatorik 27a generated magnetic field. That of the Magnetaktuatorik 27a generated magnetic field only defines the adjustment angle, ie the deflection of the basic phase position. The adjustment actuator 35a the adjustment unit 30a Thus, depending on the temperature, the basic phase position is controlled mechanically by means of the phase adjustment unit 18a adjustable adjustment angle ..
Das Thermoelement 42a der Verstellaktuatorik 35a, das die Notlaufphasenlage und damit die Grundphasenlage temperaturabhängig verstellt, verschiebt in kaltem Betriebszustand die Phasenlage in Richtung früh. In dem warmen Betriebszustand ist die Grundphasenlage nach spät verschoben.The thermocouple 42a the Verstellaktuatorik 35a , which adjusts the emergency running phase position and thus the basic phase position dependent on temperature, shifts the phase position in the cold operating state in the direction of early. In the warm operating state, the basic phase position is postponed.
Die Stellvorrichtung umfasst zwei nicht näher dargestellte Anschläge, mittels denen der gesamte Winkelbereich, über den die Phasenlage verstellbar ist, begrenzt ist. Die Phasenlage ist über einen Bereich von null Grad bis 140 Grad einstellbar. Null Grad entspricht dabei einer maximalen Verstellung der Phasenlage in Richtung spät. 140 Grad entspricht einer maximalen Verstellung der Phasenlage in Richtung früh.The adjusting device comprises two stops, not shown, by means of which the entire angular range over which the phase angle is adjustable is limited. The phase angle is adjustable over a range of zero degrees to 140 degrees. Zero degrees corresponds to a maximum adjustment of the phase position in the direction of late. 140 degrees corresponds to a maximum adjustment of the phase position in the direction of early.
Im warmen Betriebszustand stellt die Verstellaktuatorik 35a für die Kontaktfläche der Magnetelemente 31a, 32a im Mittel einen größeren Wert ein als im kalten Betriebszustand. Eine mittels der Magnetaktuatorik 27a bewirkte Änderung des Magnetfelds bewirkt damit im warmen Betriebszustand eine stärkere Änderung des Verstellwinkels als im kalten Betriebszustand.In the warm operating condition, the adjustment actuator provides 35a for the contact surface of the magnetic elements 31a . 32a on average a larger value than in the cold operating condition. One by means of Magnetaktuatorik 27a caused change in the magnetic field thus causes a greater change in the adjustment angle in the warm operating state than in the cold operating state.
In den 4 bis 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 verwiesen werden kann. Gleich bleibende Bauteile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels den 4 bis 6 ersetzt. Bezüglich gleich bleibender Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels verwiesen werden.In the 4 to 6 a further embodiment of the invention is shown. The following descriptions are essentially limited to the differences between the embodiments, with respect to the same components, features and functions on the description of the embodiment in the 1 to 3 can be referenced. Constant components are provided with the same reference numerals. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of the embodiment in the 1 to 3 by the letter b in the reference numerals of the embodiment the 4 to 6 replaced. With regard to components which remain the same, in particular with regard to components having the same reference numerals, it is also possible in principle to refer to the drawings and / or the description of the other exemplary embodiment.
Die 4 bis 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung. Die Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung umfasst eine Nockenwelle 10b, die mittels einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle angetrieben wird. Die Nockenwelle 10b ist mittels eines Kettenantriebs mit der Kurbelwelle verbunden. Eine Drehzahl der Nockenwelle 10b ist dabei halb so groß wie eine Drehzahl der Kurbelwelle. Die Stellvorrichtung bildet eine elektromagnetische Nockenwellenverstellvorrichtung aus. Sie ist zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.The 4 to 6 show a second embodiment of an internal combustion engine valve drive device with an adjusting device according to the invention. The engine valve drive apparatus includes a camshaft 10b by means of a crankshaft, not shown, is driven. The camshaft 10b is connected by means of a chain drive with the crankshaft. A speed of the camshaft 10b is half the size of a crankshaft speed. The adjusting device forms an electromagnetic camshaft adjusting device. It is intended for use in an internal combustion engine of a motor vehicle.
Zur Verstellung der Phasenlage umfasst die Stellvorrichtung ein Verstellgetriebe 11b. Das Verstellgetriebe 11b ist als ein 3-Wellen-Minus-Summiergetriebe ausgebildet. Es umfasst drei Verstellgetriebeelemente 12b, 13b, 14b, mittels denen die Phasenlage der Nockenwelle 10b verstellt werden kann. Das Verstellgetriebe 11b ist beispielhaft als ein Planetenradgetriebe ausgebildet. Die Verstellvorrichtung umfasst eine Hauptrotationsachse 15b, um die die drei Verstellgetriebeelemente 12b, 13b, 14b drehbar angeordnet sind. Grundsätzlich sind aber auch andere 3-Wellen-Minus-Summiergetriebe denkbar.To adjust the phase position, the adjusting device comprises an adjusting mechanism 11b , The adjusting mechanism 11b is designed as a 3-shaft minus totaling. It comprises three adjusting gear elements 12b . 13b . 14b , By means of which the phase angle of the camshaft 10b can be adjusted. The adjusting mechanism 11b is exemplified as a planetary gear. The adjusting device comprises a main axis of rotation 15b to the the three Verstellgetriebeelemente 12b . 13b . 14b are rotatably arranged. In principle, however, other 3-wave minus summation are conceivable.
Zur Einleitung eines Drehmoments umfasst die Stellvorrichtung eine Antriebseinheit 16b, die das erste Verstellgetriebeelement 12b umfasst. Das Verstellgetriebeelement 12b ist als ein Planetenradträger ausgebildet, der Planetenräder 19b des Verstellgetriebes 11b auf einer Kreisbahn führt. Die Antriebseinheit 16b weist weiter ein Kettenrad auf, das drehfest mit dem Verstellgetriebeelement 12b verbunden ist. Mittels des Kettenrads ist die Antriebseinheit 16b mit der Kurbelwelle verbunden. Zur Ausleitung des Drehmoments umfasst die Stellvorrichtung eine Abtriebseinheit 17b, die das zweite Verstellgetriebeelement 13b umfasst. Das Verstellgetriebeelement 13b ist als ein Hohlrad ausgebildet, das mit den von dem Planetenradträger geführten Planetenrädern 19b kämmt. Das Verstellgetriebeelement 13b ist drehfest mit der Nockenwelle 10b verbunden. Zur Verstellung der Phasenlage umfasst die Stellvorrichtung eine Phasenverstelleinheit 18b, die das dritte Verstellgetriebeelement 14b umfasst. Das Verstellgetriebeelement 14b ist als ein Sonnenrad ausgebildet, das ebenfalls mit den von dem Planetenradträger geführten Planetenrädern 19b kämmt.To initiate a torque, the adjusting device comprises a drive unit 16b that the first Verstellgetriebeelement 12b includes. The adjusting element 12b is designed as a planet carrier, the planet gears 19b of the variable speed gearbox 11b on a circular path leads. The drive unit 16b further comprises a sprocket, the rotation with the Verstellgetriebeelement 12b connected is. By means of the sprocket is the drive unit 16b connected to the crankshaft. For discharging the torque, the adjusting device comprises an output unit 17b that the second Verstellgetriebeelement 13b includes. The adjusting element 13b is formed as a ring gear, which is connected to the guided by the planet carrier planetary gears 19b combs. The adjusting element 13b is non-rotatable with the camshaft 10b connected. To adjust the phase position, the adjusting device comprises a Phasenverstelleinheit 18b that the third Verstellgetriebeelement 14b includes. The adjusting element 14b is formed as a sun gear, which also with the guided by the planet carrier planetary gears 19b combs.
Zur Einstellung der Phasenlage umfasst die Phasenverstelleinheit 18b eine Koppeleinheit 20b. Die Koppeleinheit 20b ist als eine Bremseinheit ausgebildet. Die Koppeleinheit 20b weist eine Betätigungsrichtung auf, die parallel zu der Hauptrotationsachse 15b orientiert ist. Die Koppeleinheit 20b umfasst einen ortsfest angeordneten Stator 21b und einen drehbar angeordneten Rotor 22b. Der Rotor 22b ist drehfest und axial verschiebbar an das dritte Verstellgetriebeelement 14b angebunden.To adjust the phase position comprises the Phasenverstelleinheit 18b a coupling unit 20b , The coupling unit 20b is designed as a brake unit. The coupling unit 20b has an actuating direction parallel to the main axis of rotation 15b is oriented. The coupling unit 20b includes a stationary stator 21b and a rotatably mounted rotor 22b , The rotor 22b is rotationally fixed and axially displaceable on the third Verstellgetriebeelement 14b tethered.
Ein mittels der Koppeleinheit 20b einstellbares Bremsmoment wirkt auf das dritte Verstellgetriebeelement 14b. Mittels der Koppeleinheit 20b kann eine Drehzahl des Verstellgetriebeelements 14b definiert eingestellt werden. Die Koppeleinheit 20b umfasst zwei drehfest mit dem Stator 21b verbundene erste Koppelelemente 23b, 24b und zwei drehfest mit dem Rotor 22b verbundene zweite Koppelelemente 25b, 26b. Die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b bilden jeweils eine Reibfläche aus. Die beiden Koppelelemente 23b, 25b, deren Reibflächen reibschlüssig miteinander verbindbar sind, sind radial außen liegend angeordnet. Die beiden Koppelelemente 24b, 26b, deren Reibflächen reibschlüssig miteinander verbindbar sind, sind radial innen liegend angeordnet.One by means of the coupling unit 20b adjustable braking torque acts on the third Verstellgetriebeelement 14b , By means of the coupling unit 20b may be a speed of the Verstellgetriebeelements 14b be set defined. The coupling unit 20b Includes two rotation with the stator 21b connected first coupling elements 23b . 24b and two rotatably with the rotor 22b connected second coupling elements 25b . 26b , The coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b each form a friction surface. The two coupling elements 23b . 25b whose friction surfaces are frictionally connected to each other, are arranged radially outboard. The two coupling elements 24b . 26b whose friction surfaces are frictionally connected to each other, are arranged radially inboard.
Die Koppelelemente 23b, 24b, die drehfest mit dem Stator 21b verbunden sind, und die Koppelelemente 25b, 26b, die drehfest mit dem Rotor 22b verbunden sind, sind jeweils räumlich beabstandet zueinander angeordnet. Die beiden Koppelelemente 23b, 24b sind fest mit dem Stator 21b verbunden. Sie sind somit ebenfalls ortsfest angeordnet.The coupling elements 23b . 24b , the rotation with the stator 21b are connected, and the coupling elements 25b . 26b , which rotatably with the rotor 22b are connected, each spatially spaced from each other. The two coupling elements 23b . 24b are stuck to the stator 21b connected. They are thus also arranged stationary.
Der Rotor 22b ist entlang der Hauptrotationsachse 15b axial zwischen dem Stator 21b und dem Verstellgetriebeelement 12b angeordnet. Zwei Teilstücke des Rotors 22b bilden die Koppelelemente 25b, 26b aus. Die Teilstücke des Rotors 22b, die die Koppelelemente 25b, 26b ausbilden, sind aus einem magnetisierbaren Material gefertigt. Das Teilstück des Rotors 22b, das das Koppelelement 25b ausbildet, ist als ein radial außen liegender Bereich des Rotors 22b ausgebildet. Das Teilstück des Rotors 22b, das das Koppelelement 26b ausbildet, ist radial innerhalb des Teilstücks, das das Koppelelement 25b ausbildet, angeordnet. Die Koppelelemente 25b, 26b sind korrespondierend zu den Koppelelementen 23b, 24b des Stators 21b und ringförmig ausgebildet.The rotor 22b is along the main axis of rotation 15b axially between the stator 21b and the Verstellgetriebeelement 12b arranged. Two sections of the rotor 22b form the coupling elements 25b . 26b out. The sections of the rotor 22b that the coupling elements 25b . 26b form, are made of a magnetizable material. The section of the rotor 22b that the coupling element 25b is formed as a radially outer region of the rotor 22b educated. The section of the rotor 22b that the coupling element 26b is radially inward of the section that is the coupling element 25b trains, arranged. The coupling elements 25b . 26b are corresponding to the coupling elements 23b . 24b of the stator 21b and annular.
Zur magnetischen Verbindung der Koppelelemente 25b, 26b, weist der Rotor 22b ein Magnetflussleitelement 46b auf. Weiter umfasst der Rotor 22b ein Verbindungsstück, mittels dessen die Koppelelemente 25b, 26b mit dem Verstellgetriebeelement 14b verbunden sind. Der gesamte Rotor 22b ist dabei einstückig aus einem Material hergestellt. Die Teilstücke des Rotors 22b, die die Koppelelemente 25b, 26b und das Magnetflussleitelement 46b ausbilden, weisen eine axiale Stärke auf, die größer ist als eine axiale Stärke des Verbindungsstücks. Die beiden Koppelelemente 25b, 26b sind mittels des Magnetflussleitelements 46b einstückig ausgebildet.For the magnetic connection of the coupling elements 25b . 26b , points the rotor 22b a magnetic flux guide 46b on. Next includes the rotor 22b a connector, by means of which the coupling elements 25b . 26b with the adjusting element 14b are connected. The entire rotor 22b is made in one piece from a material. The sections of the rotor 22b that the coupling elements 25b . 26b and the magnetic flux guide 46b form, have an axial thickness which is greater than an axial thickness of the connector. The two coupling elements 25b . 26b are by means of Magnetflussleitelements 46b integrally formed.
Die Phasenverstelleinheit 18b ist magnetisch regelbar. Die Phasenverstelleinheit 18b umfasst eine Magnetfeldeinheit 48b, mittels der zur Einstellung der Phasenlage ein einstellbarer magnetischer Fluss erzeugt werden kann. Die Magnetfeldeinheit 48b umfasst eine Einstelleinheit 30b mit einem Permanentmagneten 49b und einer Verstellaktuatorik 35b. Mittels der Einstelleinheit 30b kann ein Magnetfeld erzeugt werden, das einen magnetischen Fluss bewirkt, der die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b der Koppeleinheit 20b durchsetzt.The phase adjustment unit 18b is magnetically adjustable. The phase adjustment unit 18b includes a magnetic field unit 48b , By means of adjusting the phase position an adjustable magnetic flux can be generated. The magnetic field unit 48b includes a setting unit 30b with a permanent magnet 49b and a Verstellaktuatorik 35b , By means of the adjustment unit 30b For example, a magnetic field can be generated that causes a magnetic flux affecting the coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b the coupling unit 20b interspersed.
Die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b sind aus einem magnetisierbaren Material gefertigt. Die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b der Koppeleinheit 20b werden magnetisch miteinander gekoppelt. Die Magnetkraft, mittels der die Phasenlage einstellbar ist, bewirkt zwischen den Koppelementen 23b, 24b, 25b, 26b eine anziehende Kraft. Die Bremskraft der Koppeleinheit 20b hängt damit unmittelbar von der Magnetkraft ab. Die Magnetkraft wiederum ist proportional zu dem magnetischen Fluss, der die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b der Koppeleinheit 20b durchsetzt. Die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b sind dabei als Magnetflussleitelemente ausgebildet, d. h. sie sind aus einem magnetisch weichen Material gefertigt. Die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b sind somit lediglich zur Führung des magnetischen Flusses vorgesehen. Sie erzeugen kein eigenes Magnetfeld.The coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b are made of a magnetizable material. The coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b the coupling unit 20b are magnetically coupled together. The magnetic force, by means of which the phase position is adjustable, effected between the Koppelementen 23b . 24b . 25b . 26b an attractive force. The braking force of the coupling unit 20b thus depends directly on the magnetic force. The magnetic force, in turn, is proportional to the magnetic flux of the coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b the coupling unit 20b interspersed. The coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b are designed as Magnetflussleitelemente, ie they are made of a magnetically soft material. The coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b are thus provided only for guiding the magnetic flux. They do not generate their own magnetic field.
Die Einstelleinheit 30b umfasst drei Magnetelemente 31b, 32b, 47b. Das Magnetelement 32b ist gegenüber den zwei Magnetelementen 31b, 47b verstellbar. Mittels der Magnetelemente 31b, 32b, 47 kann die Magnetkraft, die auf die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b wirkt, mechanisch verändert werden. Die Magnetelemente 31b, 47b sind als Magnetflussleitelemente ausgebildet. Das Magnetelement 32b ist fest mit dem Permanentmagneten 49b verbunden. Der Permanentmagnet 49b bildet ein Teil des Magnetelements 32b aus.The adjustment unit 30b includes three magnetic elements 31b . 32b . 47b , The magnetic element 32b is opposite to the two magnetic elements 31b . 47b adjustable. By means of the magnetic elements 31b . 32b . 47 can the magnetic force acting on the coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b acts, be changed mechanically. The magnetic elements 31b . 47b are designed as Magnetflussleitelemente. The magnetic element 32b is fixed to the permanent magnet 49b connected. The permanent magnet 49b forms a part of the magnetic element 32b out.
Zur Leitung des von dem Permanentmagneten 49b erzeugten magnetischen Flusses weist die Stellvorrichtung eine Magnetflussleiteinheit 34b auf. Die gesamte Magnetflussleiteinheit 34b ist mittels magnetisierbarer Materialen ausgebildet. Der durch das Magnetfeld erzeugte magnetische Fluss ist in Abhängigkeit von einem Betriebszustand durch Magnetfeldlinien 41b, 56b, 57b beschreibbar, die von dem Permanentmagneten 49b ausgehen. Die Magnetfeldlinien 41b, 56b, 57b sind stets als geschlossene Feldlinien ausgebildet. Die Magnetflussleiteinheit 34b stellt einem magnetischen Fluss entlang der Magnetfeldlinien 41b, 56b, 57b einen in Bezug auf Luft reduzierten magnetischen Widerstand entgegen. Die von der Magnetflussleiteinheit 34b beeinflussten Magnetfeldlinien 41b, 56b, 57b verlaufen innerhalb des magnetisierbaren Materials. Die Magnetflussleiteinheit 34b ist dabei magnetisch vollständig schließbar, d. h. die von der Magnetflussleiteinheit 34b beeinflussten Magnetfeldlinien 41b, 56b, 57b verlaufen vollständig innerhalb des magnetisierbaren Materials.To conduct the from the permanent magnet 49b generated magnetic flux, the actuator comprises a magnetic flux guide 34b on. The entire magnetic flux guide unit 34b is formed by means of magnetizable materials. The magnetic flux generated by the magnetic field is dependent on an operating state by magnetic field lines 41b . 56b . 57b writable by the permanent magnet 49b out. The magnetic field lines 41b . 56b . 57b are always designed as closed field lines. The magnetic flux guide unit 34b represents a magnetic flux along the magnetic field lines 41b . 56b . 57b a reduced in relation to air magnetic resistance. The of the magnetic flux guide 34b influenced magnetic field lines 41b . 56b . 57b run within the magnetizable material. The magnetic flux guide unit 34b is magnetically completely closable, ie that of the Magnetflussleiteinheit 34b influenced magnetic field lines 41b . 56b . 57b are completely within the magnetizable material.
Die Magnetfeldlinien 41b, die der Permanentmagnet 49b in einem Betriebszustand erzeugt, durchsetzen die Einstelleinheit 30b und die Koppeleinheit 20b. Ausgehend von dem Permanentmagneten 49b durchsetzt der magnetische Fluss zunächst das Magnetelement 32b. Das Magnetelement 32b grenzt unmittelbar an das Magnetelement 31b an, wodurch der magnetische Fluss von dem Magnetelement 32b in das Magnetelement 31b weitergeleitet wird. Das Magnetelement 31b ist einstückig mit dem Koppelelement 23b ausgeführt. Ausgehend von dem Koppelelement 23b wird der magnetische Fluss durch das Koppelelement 25b in das Magnetflussleitelement 46b geleitet. Das Magnetflussleitelement 46b wiederum ist einstückig mit den beiden Koppelelementen 25b, 26b ausgeführt. Ausgehend von dem Koppelelement 26b wird der magnetische Fluss durch das Koppelelement 24b geleitet, welches einstückig mit dem Magnetelement 47b ausgeführt ist. Das Magnetelement 47b grenzt unmittelbar an das Magnetelement 32b an, wodurch der magnetische Fluss von dem Magnetelement 47b in das Magnetelement 32b weitergeleitet wird. Das Magnetelement 47b ist einstückig mit dem Koppelelement 24b ausgeführt.The magnetic field lines 41b that is the permanent magnet 49b generated in an operating condition, enforce the adjustment 30b and the coupling unit 20b , Starting from the permanent magnet 49b The magnetic flux first passes through the magnetic element 32b , The magnetic element 32b immediately adjoins the magnetic element 31b , whereby the magnetic flux from the magnetic element 32b in the magnetic element 31b is forwarded. The magnetic element 31b is integral with the coupling element 23b executed. Starting from the coupling element 23b the magnetic flux through the coupling element 25b in the magnetic flux guide 46b directed. The magnetic flux guide 46b in turn, is integral with the two coupling elements 25b . 26b executed. Starting from the coupling element 26b the magnetic flux through the coupling element 24b passed, which integral with the magnetic element 47b is executed. The magnetic element 47b immediately adjoins the magnetic element 32b , whereby the magnetic flux from the magnetic element 47b in the magnetic element 32b is forwarded. The magnetic element 47b is integral with the coupling element 24b executed.
Der Magnetflussleiteinheit 34b ist somit der Permanentmagnet 49b und das den Permanentmagneten 49b umgebende Magnetelement 32b zugeordnet. Weiter sind die Magnetelemente 31b, 47b der Magnetflussleiteinheit 34b zugeordnet. Außerdem sind das Magnetflussleitelement 46b und die vier Koppelemente 23b, 24b, 25b, 26b der Magnetflussleiteinheit 34b zugeordnet. Die Koppelelemente 23b, 25b weisen unabhängig von einem Betriebszustand der Koppeleinheit 20b stets einen Kontakt auf. Die Koppelelemente 24b, 26b wiederum weisen unabhängig von einem Betriebszustand der Koppeleinheit 20b stets einen Kontakt auf. Die Magnetelemente 31b, 47b sind ebenfalls stets magnetisch miteinander gekoppelt. Die Magnetflussleiteinheit 34b ist damit stets magnetisch geschlossen.The magnetic flux guide unit 34b is thus the permanent magnet 49b and that the permanent magnet 49b surrounding magnetic element 32b assigned. Next are the magnetic elements 31b . 47b the magnetic flux guide unit 34b assigned. In addition, the magnetic flux guide 46b and the four coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b the magnetic flux guide unit 34b assigned. The coupling elements 23b . 25b have independent of an operating state of the coupling unit 20b always contact me. The coupling elements 24b . 26b again have independent of an operating state of the coupling unit 20b always contact me. The magnetic elements 31b . 47b are always magnetically coupled with each other. The magnetic flux guide unit 34b is thus always magnetically closed.
In einem Betriebszustand, in dem für die Koppeleinheit 20b ein magnetischer Fluss größer als Null eingestellt ist, sind die Koppeleinheit 20b und die Magnetelemente 31b, 47b in Bezug auf die Magnetfeldlinien 41b magnetisch in Reihe angeordnet. Die Magnetfeldlinien durchsetzen nacheinander das Magnetelemente 31b und die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b und das Magnetelement 47b. Die Magnetelemente 31b, 47b sind dabei als Magnetflussleitelemente ausgebildet. Sie sind aus einem magnetisch weichen Material gefertigt. Das Magnetelement 32b ist teilweise als der Permanentmagnet 49b ausgebildet.In an operating state in which for the coupling unit 20b a magnetic flux greater than zero is set, are the coupling unit 20b and the magnetic elements 31b . 47b in terms of the magnetic field lines 41b arranged magnetically in series. The magnetic field lines successively enforce the magnetic elements 31b and the coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b and the magnetic element 47b , The magnetic elements 31b . 47b are designed as Magnetflussleitelemente. They are made of a magnetically soft material. The magnetic element 32b is partially as the permanent magnet 49b educated.
Die Einstelleinheit 30b ist dazu vorgesehen, den von dem Permanentmagneten 49b erzeugten magnetischen Fluss innerhalb der Magnetflussleiteinheit 34b definiert zu verändern. Das magnetische Nahfeld, das der Permanentmagnet 49b aufweist, bleibt dabei im Wesentlichen konstant. Der Permanentmagnet 49b weist eine Magnetfeldorientierung 51b auf, die durch zwei Pole 54b, 55b des Permanentmagneten 49b definiert ist. Zur Einstellung des magnetischen Flusses, der die Koppeleinheit 20b durchsetzt, verändert die Einstelleinheit 30b die Magnetfeldorientierung 51b, die der Permanentmagnet 49b aufweist, gegenüber den Magnetelementen 31b, 47b. The adjustment unit 30b is intended to be that of the permanent magnet 49b generated magnetic flux within the magnetic flux guide 34b defined to change. The magnetic near field, that of the permanent magnet 49b has, remains essentially constant. The permanent magnet 49b has a magnetic field orientation 51b on, passing through two poles 54b . 55b of the permanent magnet 49b is defined. To adjust the magnetic flux of the coupling unit 20b interspersed, changes the setting unit 30b the magnetic field orientation 51b that is the permanent magnet 49b has, in relation to the magnetic elements 31b . 47b ,
Zur Einstellung des magnetischen Flusses umfasst die Einstelleinheit 30b die Verstellaktuatorik 35b, die die beiden Magnetelemente 31b, 47b und das Magnetelement 32b gegeneinander verstellt. Die Verstellaktuatorik 35b ist mit dem Magnetelement 32b gekoppelt. Die beiden Magnetelemente 31b, 47 sind fest mit dem Stator 21b der Koppeleinheit 20b verbunden. Das Magnetelement 32b, das teilweise einstückig mit dem Permanentmagneten 49b ausgeführt ist, ist gegenüber dem Stator 21b verstellbar.To adjust the magnetic flux, the adjustment unit comprises 30b the adjustment actuator 35b containing the two magnetic elements 31b . 47b and the magnetic element 32b adjusted against each other. The adjustment actuator 35b is with the magnetic element 32b coupled. The two magnetic elements 31b . 47 are stuck to the stator 21b the coupling unit 20b connected. The magnetic element 32b partially integral with the permanent magnet 49b is executed, is opposite to the stator 21b adjustable.
Das Magnetelement 32b weist eine zylinderförmige Grundform auf. Die beiden Magnetelemente 31b, 47 grenzen radial an das Magnetelement 31b an. Das Magnetelement 32b weist zwei voneinander getrennte Kontaktflächenbereiche 38b, 39b auf, die zur magnetischen Kopplung mit dem Magnetelementen 31b, 47b vorgesehen sind. Die beiden Magnetelemente 31b, 47b weisen jeweils einen Kontaktflächenbereich 36b, 53b auf, über den das entsprechende Magnetelement 31b, 47b magnetisch an das Magnetelement 31b gekoppelt ist.The magnetic element 32b has a cylindrical basic shape. The two magnetic elements 31b . 47 borders radially to the magnetic element 31b at. The magnetic element 32b has two separate contact surface areas 38b . 39b on, for magnetic coupling with the magnetic elements 31b . 47b are provided. The two magnetic elements 31b . 47b each have a contact surface area 36b . 53b on, over which the corresponding magnetic element 31b . 47b Magnetic to the magnetic element 31b is coupled.
Die Kontaktflächenbereiche 38b, 39b des Magnetelements 31b sind als Mantelflächen des Magnetelements 31b ausgebildet. Durch die relative Verdrehung der Magnetelemente 31b, 32b, 47b ändert sich hauptsächlich eine Position der Kontaktflächenbereich 38b, 39b in Bezug auf die Magnetfeldorientierung 51b. Bei der Verdrehung des Magnetelements 31b relativ zu den Magnetelementen 31b, 47b bleibt eine Größe der Kontaktflächenbereiche 38b, 39b im Wesentlichen gleich. Die Verstellung mittels der Verstellakuatorik 35b bewirkt somit eine Veränderung der Magnetfeldorientierung 51b in Bezug auf die Magnetelemente 31b, 47b.The contact surface areas 38b . 39b of the magnetic element 31b are as lateral surfaces of the magnetic element 31b educated. Due to the relative rotation of the magnetic elements 31b . 32b . 47b mainly changes a position of the contact surface area 38b . 39b in terms of magnetic field orientation 51b , During the rotation of the magnetic element 31b relative to the magnetic elements 31b . 47b remains a size of the contact surface areas 38b . 39b essentially the same. The adjustment by means of the adjusting actuators 35b thus causes a change in the magnetic field orientation 51b with respect to the magnetic elements 31b . 47b ,
Die Magnetelemente 31b, 47b sind in Bezug auf das Magnetelement 31b gegenüberliegen angeordnet. Die Magnetelemente 31b, 47b sind dabei räumlich voneinander getrennt. Zwischen den Magnetelementen ist ein Luftspalt angeordnet. Durch die räumliche Trennung sind die beiden Magnetelemente 31b, 47b auch magnetisch voneinander getrennt. Sie sind lediglich mittels des Magnetelements 31b und mittels der Koppeleinheit 20b miteinander verbunden. Das Magnetelement 32b ist drehbar zwischen den Magnetelementen 31b, 47b angeordnet. Eine Drehachse, die die Verdrehung des Magnetelements 32b definiert, ist senkrecht zu der Hauptrotationsachse 15b orientiert. Die Drehachse des Magnetelements 32b ist versetzt zu der Hauptrotationsachse 15b angeordnet.The magnetic elements 31b . 47b are with respect to the magnetic element 31b arranged opposite each other. The magnetic elements 31b . 47b are spatially separated from each other. Between the magnetic elements, an air gap is arranged. Due to the spatial separation, the two magnetic elements 31b . 47b also magnetically separated from each other. They are only by means of the magnetic element 31b and by means of the coupling unit 20b connected with each other. The magnetic element 32b is rotatable between the magnetic elements 31b . 47b arranged. An axis of rotation, which is the rotation of the magnetic element 32b is defined perpendicular to the main axis of rotation 15b oriented. The axis of rotation of the magnetic element 32b is offset to the main axis of rotation 15b arranged.
Die Verstellaktuatorik 35b umfasst zur Verstellung des Magnetelements 32b einen Verstellaktuator 50b. Der Verstellakuator 50b weist einen Elektromotor auf, dessen Drehachse koaxial zu der Hauptrotationsachse angeordnet ist. Die Verstellaktuatorik 35b ist damit unabhängig von der Magnetfeldeinheit 48b verstellbar. Weiter umfasst die Verstellaktuatorik 35b ein Umlenkgetriebe 52b, das den Verstellaktuator 50b an das Magnetelement 32b anbindet. Das Umlenkgetriebe 52b lenkt eine Drehbewegung des Verstellaktuators 50b um. Die Drehachse des Verstellaktuators 50b und die Drehachse des Magnetelements 32b sind in einem rechten Winkel zueinander angeordnet.The adjustment actuator 35b includes for adjusting the magnetic element 32b a Verstellaktuator 50b , The adjusting actuator 50b has an electric motor whose axis of rotation is arranged coaxially to the main axis of rotation. The adjustment actuator 35b is thus independent of the magnetic field unit 48b adjustable. Next comprises the Verstellaktuatorik 35b a reversing gear 52b that the adjusting actuator 50b to the magnetic element 32b connects. The reversing gear 52b deflects a rotational movement of the Verstellaktuators 50b around. The axis of rotation of the adjusting actuator 50b and the rotation axis of the magnetic element 32b are arranged at a right angle to each other.
Das Umlenkgetriebe 52b ist als ein Schraubengetriebe ausgebildet. Es umfasst ein Betätigungselement 40b, in das ein Außengewinde eingebracht ist. Das Betätigungselement 40b ist mittels des Verstellaktuators 50b in einer Drehbewegung antreibbar. Das Magnetelement 32b weist auf seinem Umfang eine Außenverzahnung auf, die in das Außengewinde des Betätigungselements 40b eingreift. Alternativ ist beispielsweise auch ein Umlenkgetriebe denkbar, das eine axiale Bewegung des Betätigungselements 40b entlang der Hauptrotationsachse in eine Drehbewegung des Magnetelements 31b umsetzt. Der Verstellaktuator 50b kann dabei beispielsweise als ein Magnetaktuator ausgeführt werden.The reversing gear 52b is designed as a helical gear. It comprises an actuating element 40b , in which an external thread is introduced. The actuator 40b is by means of the Verstellaktuators 50b drivable in a rotary motion. The magnetic element 32b has on its periphery an external toothing, which in the external thread of the actuating element 40b intervenes. Alternatively, for example, a deflection gear is conceivable that an axial movement of the actuating element 40b along the main axis of rotation in a rotational movement of the magnetic element 31b implements. The adjusting actuator 50b can be carried out, for example, as a Magnetaktuator.
In einer ersten Ausrichtung der Magnetfeldorientierung 51b ist der Pol 54b des Permanentmagneten 49b im Bereich des Kontaktflächenbereichs 38b angeordnet. Der Pol 55b des Permanentmagneten 49b ist im Bereich des Kontaktflächenbereichs 39b angeordnet. Das Magnetelement 31b weist dadurch eine Magnetisierung auf, die im Wesentlichen durch den Pol 54b des Permanentmagneten definiert ist, während das Magnetelement 47b eine Magnetisierung aufweist, die im Wesentlichen durch den Pol 55b des Permanentmagneten 47b definiert ist. In der Magnetflussleiteinheit 34b, die die Magnetelemente 31b, 47b umfasst, bilden sich dadurch die Magnetfeldlinien 41b und der entsprechende magnetische Fluss zur Betätigung der Koppeleinheit 20b aus. Die Magnetelemente 31b, 47b sind damit in Bezug auf dem magnetischen Fluss, der entlang Magnetfeldlinien 41b orientiert ist, magnetisch in Reihe angeordnet (vgl. 5).In a first orientation of the magnetic field orientation 51b is the pole 54b of the permanent magnet 49b in the area of the contact surface area 38b arranged. The pole 55b of the permanent magnet 49b is in the area of the contact surface area 39b arranged. The magnetic element 31b thereby has a magnetization, which is essentially through the pole 54b of the permanent magnet is defined while the magnetic element 47b has a magnetization substantially through the pole 55b of the permanent magnet 47b is defined. In the magnetic flux guide unit 34b containing the magnetic elements 31b . 47b includes, thereby forming the magnetic field lines 41b and the corresponding magnetic flux for actuating the coupling unit 20b out. The magnetic elements 31b . 47b are thus in terms of the magnetic flux, along magnetic field lines 41b is oriented, arranged magnetically in series (see. 5 ).
In einer zweiten Ausrichtung der Magnetfeldorientierung 51b sind im Bereich der Kontaktflächenbereiche 38b, 39b jeweils beide Pole 54b, 55b des Permanentmagneten 49b angeordnet. Eine gedachte Linie, die durch die Drehachse des Magnetelements 32b senkrecht zu der Magnetfeldorientierung 51b verläuft, teilt die Kontaktflächenbereichen 38b, 39b jeweils mittig. Die Magnetelemente 31b, 47b weisen dadurch Magnetisierungen auf, die durch beide Pole 54b, 55b des Permanentmagneten 49b bedingt sind. In den Magnetelementen 31b, 32b, 47b bilden sich dadurch Magnetfeldlinien 56b, 57b aus, die ausschließlich durch die Magnetelemente 31b, 32b, 47b verlaufen (vgl. 6). In a second orientation of the magnetic field orientation 51b are in the range of contact surface areas 38b . 39b both poles 54b . 55b of the permanent magnet 49b arranged. An imaginary line passing through the axis of rotation of the magnetic element 32b perpendicular to the magnetic field orientation 51b runs, divides the contact surface areas 38b . 39b each in the middle. The magnetic elements 31b . 47b thereby have magnetizations by both poles 54b . 55b of the permanent magnet 49b are conditional. In the magnetic elements 31b . 32b . 47b As a result, magnetic field lines form 56b . 57b made exclusively by the magnetic elements 31b . 32b . 47b run (see. 6 ).
Die Magnetflussleiteinheit 34b ist unabhängig von der Ausrichtung der Magnetfeldorientierung 51b stets magnetischen geschlossen. In Bezug auf einen magnetischen Fluss, der entlang dieser Magnetfeldlinien 56b, 57b verläuft, sind die Magnetelemente 31b, 32b magnetisch parallel zu der Koppeleinheit 20b angeordnet. Der magnetische Fluss, der die Koppeleinheit 20b durchsetzt, ist nahezu Null, da die Magnetelemente 31b, 32b, 47b den von dem Permanentmagneten 49b der Magnetfeldeinheit 48b erzeugten magnetischen Fluss kurzschließen.The magnetic flux guide unit 34b is independent of the orientation of the magnetic field orientation 51b always magnetic closed. In terms of a magnetic flux, along these magnetic field lines 56b . 57b runs are the magnetic elements 31b . 32b magnetically parallel to the coupling unit 20b arranged. The magnetic flux, which is the coupling unit 20b interspersed, is almost zero, because the magnetic elements 31b . 32b . 47b that of the permanent magnet 49b the magnetic field unit 48b Short circuit generated magnetic flux.
Zur Verstellung der Phasenlage in Richtung spät wird die Koppeleinheit 20b geöffnet. Die Nockenwelle 10b weist während einem Betrieb ein, beispielsweise durch Lagerstellen der Nockenwelle 10b bedingtes Schleppmoment auf, mittels dem die Nockenwelle 10b in Richtung spät verstellt wird. Ist die Koppeleinheit 20b geöffnet, wird die Drehzahl des dritten Verstellgetriebeelements 14b durch das Schleppmoment der Nockenwelle 10b größer als die Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12b. Die Nockenwelle 10b wird damit in Richtung spät verstellt.To adjust the phase in the direction of late, the coupling unit 20b open. The camshaft 10b during operation, for example, by bearings of the camshaft 10b conditional drag torque, by means of which the camshaft 10b is retarded towards late. Is the coupling unit 20b opened, the speed of the third Verstellgetriebeelements 14b by the drag torque of the camshaft 10b greater than the speed of the first Verstellgetriebeelements 12b , The camshaft 10b is thus adjusted in the direction of late.
In einem Betriebszustand, in dem die Magnetfeldorientierung des Permanentmagneten 49b gemäß der ersten Ausrichtung orientiert ist, ist für die Koppeleinheit 20b eine maximale Bremskraft eingestellt. Der magnetische Fluss, der die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b der Koppeleinheit 20b durchsetzt, ist in der ersten Ausrichtung der Magnetfeldorientierung 51b groß, wodurch die von der Koppeleinheit 20b bereitgestellte Bremskraft ebenfalls groß wird. Die Einstelleinheit 30b stellt damit eine Bremskraft ein, durch die die Phasenlage in Richtung früh verstellt wird.In an operating state in which the magnetic field orientation of the permanent magnet 49b is oriented according to the first orientation is for the coupling unit 20b set a maximum braking force. The magnetic flux connecting the coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b the coupling unit 20b is interspersed, is in the first orientation of the magnetic field orientation 51b big, which makes the coupling unit 20b provided braking force is also large. The adjustment unit 30b thus sets a braking force by which the phase angle is adjusted towards early.
Zur Verstellung der Phasenlage in Richtung früh wird die Koppeleinheit 20b geschlossen. Die Drehzahl des dritten Verstellgetriebeelements 14b wird kleiner als die Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12b. Damit wird die Drehzahl des zweiten Verstellgetriebeelements 13b größer als die Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12b, wodurch die Nockenwelle 10b in Richtung früh verstellt wird.To adjust the phase in the direction early, the coupling unit 20b closed. The speed of the third Verstellgetriebeelements 14b is smaller than the rotational speed of the first Verstellgetriebeelements 12b , This is the speed of the second Verstellgetriebeelements 13b greater than the speed of the first Verstellgetriebeelements 12b , causing the camshaft 10b is moved in the direction of early.
In einem Betriebszustand, in dem die Magnetfeldorientierung des Permanentmagneten 49b gemäß der zweiten Ausrichtung orientiert ist, ist für die Koppeleinheit 20b eine minimale Bremskraft eingestellt. Der magnetische Fluss, der die Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b der Koppeleinheit 20b durchsetzt, ist in der zweiten Ausrichtung der Magnetfeldorientierung 51b klein, wodurch die von der Koppeleinheit 20b bereitgestellte Bremskraft ebenfalls klein wird. Die Einstelleinheit 30b stellt damit eine Bremskraft ein, durch die die Phasenlage in Richtung spät verstellt wird.In an operating state in which the magnetic field orientation of the permanent magnet 49b is oriented according to the second orientation is for the coupling unit 20b set a minimum braking force. The magnetic flux connecting the coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b the coupling unit 20b is in the second orientation of the magnetic field orientation 51b small, causing the coupling unit 20b Provided braking force is also small. The adjustment unit 30b thus sets a braking force by which the phase position is adjusted in the direction of late.
Da die beiden Koppelelemente 23b, 25b und die beiden Koppelelemente 24b, 26b der Koppeleinheit 20b lediglich gemeinsam betätigbar sind, bilden die vier Koppelelemente 23b, 24b, 25b, 26b die eine Koppeleinheit 20b aus. Die Einstelleinheit 30b kann mittels der Magnetelemente 31b, 32b, 47b die Reibkraft der Koppeleinheit 20b verändern.Since the two coupling elements 23b . 25b and the two coupling elements 24b . 26b the coupling unit 20b can only be operated together, form the four coupling elements 23b . 24b . 25b . 26b the one coupling unit 20b out. The adjustment unit 30b can by means of the magnetic elements 31b . 32b . 47b the frictional force of the coupling unit 20b change.
Zur Beibehaltung der aktuellen Phasenlage stellt die Phasenverstelleinheit 18b mittels der Verstellaktuatorik 35b eine Ausrichtung der Magnetfeldorientierung 51b ein, in der die Magnetelemente 31b, 32b, 47b und die Koppeleinheit teilweise magnetisch parallel und teilweise magnetisch in Reihe angeordnet sind. Der von dem Permanentmagneten 49b erzeugte magnetische Fluss wird teilweise durch die Magnetelemente 31b, 32b, 47 kurzgeschlossen und durchsetzt teilweise zeitgleich die Koppeleinheit 20b. Der durch die relative Ausrichtung der Magnetelemente 31b, 32b, 47b eingestellte Magnetfluss, der die Koppeleinheit 20b durchsetzt, bewirkt damit genau eine erforderliche Bremskraft in der Koppeleinheit 20b. Die Bremskraft wird dabei durch Verstellung der Magnetelemente 31b, 32b, 47 mittels einer nicht näher dargestellten Steuer- und/oder Regeleinheit elektronisch auf einen Wert eingeregelt, bei dem die Drehzahl des dritten Verstellgetriebeelements 14b gleich groß ist wie die Drehzahl des ersten Verstellgetriebeelements 12b.To maintain the current phase position, the Phasenverstelleinheit 18b by means of Verstellaktuatorik 35b an orientation of the magnetic field orientation 51b one in which the magnetic elements 31b . 32b . 47b and the coupling unit are partially arranged magnetically in parallel and partially magnetically in series. The of the permanent magnet 49b generated magnetic flux is partly due to the magnetic elements 31b . 32b . 47 shorted and sometimes interspersed at the same time the coupling unit 20b , The by the relative orientation of the magnetic elements 31b . 32b . 47b set magnetic flux, which is the coupling unit 20b permeated, thus causing exactly a required braking force in the coupling unit 20b , The braking force is adjusted by adjusting the magnetic elements 31b . 32b . 47 electronically adjusted to a value by means of a control and / or regulating unit, not shown, in which the speed of the third Verstellgetriebeelements 14b is the same size as the speed of the first Verstellgetriebeelements 12b ,
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102005037158 A1 [0002] DE 102005037158 A1 [0002]
