DE102013001488A1 - Actuator for cam shaft adjuster of combustion engine in motor car, has switching pin axially locked in operating state in which pin is engaged with trajectory, and housing provided with bearing in which pin is axially displaceably mounted - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Aktuator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an actuator according to the preamble of claim 1.
Aus der
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Aktuator für eine Nockenwellenverstellvorrichtung bereitzustellen, der besonders vorteilhaft und insbesondere verschleißarm ausgebildet ist. Sie wird durch einen erfindungsgemäßen Aktuator entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object of providing an actuator for a camshaft adjusting device, which is formed particularly advantageous and in particular wear. It is achieved by an actuator according to the invention according to claim 1. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung geht aus von einem Aktuator für eine Nockenwellenverstellvorrichtung, die zumindest ein axial verschiebbares, in zumindest zwei Schaltstellungen schaltbares Nockenelement und zumindest eine Kulissenbahn zur Verstellung des zumindest einen Nockenelements aufweist, mit zumindest einem Schaltpin, der zur Schaltung des Nockenelements in eine der Schaltstellungen dazu vorgesehen ist, in die zumindest eine Kulissenbahn einzugreifen.The invention is based on an actuator for a camshaft adjusting device, which has at least one axially displaceable, in at least two switching positions switchable cam element and at least one slide track for adjusting the at least one cam element, with at least one switching pin, the circuit for switching the cam element in one of the switching positions is intended to intervene in the at least one slide track.
Es wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Schaltpin zumindest in einem Betriebszustand, in dem der Schaltpin in die zumindest eine Kulissenbahn eingreift, axial verriegelt ist. Dadurch kann ein axiales Schwanken des Schaltpins vorteilhaft verhindert werden, wodurch insbesondere eine Überdeckung der Kulissenbahn mit dem Schaltpin konstant bleibt, wodurch ein Verschleiß des Pins vorteilhaft niedrig gehalten werden kann.It is proposed that the at least one shift pin is axially locked at least in an operating state in which the shift pin engages in the at least one slide track. As a result, an axial fluctuation of the switching pin can be advantageously prevented, whereby in particular a coverage of the slide track with the switching pin remains constant, whereby a wear of the pin can be kept advantageously low.
Unter einem „Nockenelement” soll insbesondere ein Element verstanden werden, das drehfest auf einer Nockenwelle angeordnet und zur Betätigung eines Ventils dazu vorgesehen ist, das entsprechende Ventil direkt oder indirekt mit zumindest einem Hub zu beaufschlagen. Unter einer „Nockenwelle” soll dabei insbesondere eine Welle verstanden werden, die zur Betätigung mehrerer Ventile einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine vorgesehen ist und zur Betätigung eines Ventils jeweils zumindest eine Nockenbahn aufweist. Dabei ist es sowohl denkbar, dass die Nockenwelle als Einlassnockenwelle ausgebildet und dazu vorgesehen ist, Einlassventile zu betätigen, als auch, dass die Nockenwelle als Auslassnockenwelle ausgebildet und dazu vorgesehen ist, Auslassventile zu betätigen. Unter „axial verschiebbar” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Nockenelement entlang einer Verschiebeachse, die insbesondere koaxial zu einer Hauptrotationsachse der Nockenwelle liegt, um die die Nockenwelle während eines Betriebs rotiert, verschoben werden kann und so eine axiale Position des Nockenelements auf der Nockenwelle verstellt werden kann. Unter einer „Kulissenbahn” soll insbesondere eine Bahn zur ein- oder beidseitigen Zwangsführung eines Schaltpins verstanden werden. Die Kulissenbahn ist vorzugsweise in Form eines Stegs, in Form eines Schlitzes und/oder in Form einer Nut ausgebildet. Der Schaltpin ist vorzugsweise in Form eines den Steg umgreifenden Schaltschuhs, in Form eines in den Schlitz eingreifenden Pins und/oder in Form eines in der Nut geführten Pins ausgebildet. Unter „eingreifen” soll dabei insbesondere in einen formschlüssigen Kontakt treten verstanden werden, wobei insbesondere der Schaltpin in zwei axialen Richtungen formschlüssig mit der Kulissenbahn in Kontakt tritt. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter „axial verriegelt” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass der Schaltpin entlang einer Achse, insbesondere entlang einer Verschiebeachse, entlang der er zwischen zumindest zwei Zuständen verschiebbar ist, gesperrt ist und in einem verriegelten Zustand entlang der Verschiebeachse starr und insbesondere zerstörungsfrei unbeweglich ist.A "cam element" is to be understood in particular an element which is non-rotatably arranged on a camshaft and is provided for actuating a valve to act on the corresponding valve directly or indirectly with at least one hub. A "camshaft" is to be understood in particular as meaning a shaft which is provided for actuating a plurality of valves of a motor vehicle internal combustion engine and in each case has at least one cam track for actuating a valve. It is also conceivable that the camshaft is formed as an intake camshaft and is provided to actuate intake valves, as well as that the camshaft is formed as an exhaust camshaft and is provided to actuate exhaust valves. By "axially displaceable" is to be understood in particular that the cam member along a displacement axis, which is in particular coaxial with a main axis of rotation of the camshaft about which the camshaft rotates during operation, can be moved and so an axial position of the cam member on the camshaft can be adjusted. A "slide track" is to be understood in particular a track for single or double positive guidance of a shift pin. The slide track is preferably in the form of a web, in the form of a slot and / or in the form of a groove. The switching pin is preferably designed in the form of a bridge shoe encompassing the web, in the form of a pin engaging in the slot and / or in the form of a pin guided in the slot. By "engaging" is to be understood in particular in a positive contact, wherein in particular the switching pin in two axial directions positively engages the slide track in contact. By "intended" is intended to be understood in particular specially designed and / or equipped. By "axially locked" is to be understood in particular that the shift pin along an axis, in particular along a displacement axis, along which it is displaceable between at least two states, is locked and rigid in a locked state along the displacement axis and in particular non-destructive immovable.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Schaltpin axial selbstverriegelnd ausgebildet ist. Dadurch kann der Schaltpin besonders einfach und bauteilarm axial verriegelt werden. Unter „selbstverriegelnd” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass der Schaltpin durch seine Ausgestaltung und seine Lagerung die axiale Verriegelung ausbildet, insbesondere ohne zusätzliche separat ausgebildete Verriegelungselemente.It is further proposed that the at least one shift pin is axially self-locking. As a result, the shift pin can be axially locked in a particularly simple and component-poor manner. By "self-locking" is to be understood in particular that the switching pin forms the axial locking by its design and its storage, in particular without additional separately formed locking elements.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Schaltpin zur axialen Verriegelung dazu vorgesehen ist, durch ein während einer Verstellung des Nockenelements in den Schaltpin eingeleitetes Moment verspannt zu werden. Dadurch kann die axiale Verriegelung des Schalpins besonders einfach realisiert werden. Unter „während einer Verstellung des Nockenelements” soll dabei insbesondere ein Zeitraum verstanden werden, in dem der zumindest eine Schaltpin zur Verstellung des Nockenelements in eine Kulissenbahn des Nockenelements eingreift. Unter „verspannt werden” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass eine Kraft durch das Element, insbesondere durch den Schaltpin, geleitet wird und insbesondere durch die in das Element eingeleitete Kraft innerhalb des Elements eine mechanische Spannung aufgebaut wird, wodurch das Element in sich oder gegen ein anderes Element, beispielweise ein Führungselement wie z. B. eine axiale Gleitlagerung, verspannt wird.It is also proposed that the at least one switching pin is provided for axial locking to be braced by an introduced during an adjustment of the cam member in the shift pin torque. As a result, the axial locking of the switching pin can be realized particularly easily. By "during an adjustment of the cam element" should be understood in particular a period in which engages the at least one shift pin for adjusting the cam member in a slide track of the cam member. Under "to be braced" is to be understood in particular that a force is passed through the element, in particular by the switching pin, and in particular by the force introduced into the element within the element, a mechanical stress is built up, whereby the element in itself or against another element, For example, a guide element such. B. an axial sliding bearing is clamped.
Der Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Aktuator zumindest eine Verriegelungseinheit aufweist, die durch eine form- kraft und/oder reibschlüssige Verbindung dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Schaltpin zur axialen Verriegelung zu verspannen. Dadurch kann der Schaltpin zur Erzeugung einer axialen Verriegelung besonders vorteilhaft und einfach verspannt werden. Unter einer „Verriegelungseinheit” soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, mittels der der Schaltpin in axialer Richtung entlang einer Verschiebeachse verriegelbar ist, wobei die axiale Verriegelung vorzugsweise durch eine durch einen Form- und/oder Reibschluss hervorgerufene Verspannung des Schaltpins hervorgerufen wird, wobei der Schaltpin in seinem verspannten Zustand mit seinen Kontaktpartnern, vorzugsweise der Kulissenbahn und einem Aktuatorgehäuse, entlang der Verschiebeachse in einem reibschlüssigen Kontakt steht, über die eine gewisse Kraft axial zu der Verschiebeachse übertragen werden kann, wodurch der Schaltpin bis zu dieser Kraft axial verriegelt ist. Grundsätzlich ist es beispielsweise aber auch denkbar, dass der Schaltpin entlang der Verschiebeachse durch einen Formschluss verriegelt ist, in dem beispielsweise während der Verstellung des Nockenelements durch den Schaltpin und das in ihn eingeleitete Moment der Schaltpin leicht verdreht wird und so ein Formschlusselement des Schaltpins in ein Formschlusselement des Aktuatorgehäuses eingreift und den Schaltpin dadurch entlang der Verschiebeachse verriegelt. Zum Lösen der formschlüssigen Verbindung entlang der Verschiebeachse durch die Formschlusselemente könnte beispielsweise ein Federelement eingesetzt werden, das bei Wegfall des Moments durch die Verstellung des Nockenelements den Schaltpin in seine Ausgangsstellung zurückdrückt. Unter einer ”form-, kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung” soll dabei insbesondere eine lösbare Verbindung verstanden werden, wobei eine Haltekraft zwischen zwei Bauteilen vorzugsweise durch einen geometrischen Eingriff der Bauteile ineinander und/oder eine Reibkraft zwischen den Bauteilen übertragen wird.It is further proposed that the actuator has at least one locking unit, which is provided by a positive and / or frictional connection to brace the at least one switching pin for axial locking. As a result, the switching pin for generating an axial locking can be clamped particularly advantageously and simply. A "locking unit" is to be understood in particular as meaning a unit by means of which the shift pin can be locked in the axial direction along a displacement axis, wherein the axial locking is preferably caused by a distortion of the shift pin caused by a positive and / or frictional connection, wherein the Switch pin in its clamped state with its contact partners, preferably the slide track and an actuator housing, along the displacement axis is in a frictional contact over which a certain force can be transmitted axially to the displacement axis, whereby the shift pin is axially locked to this force. In principle, however, it is also conceivable that the shift pin is locked along the displacement axis by a positive connection, in which, for example, during the adjustment of the cam member by the shift pin and the torque introduced into it the shift pin is slightly rotated and so a positive connection element of the switch pin in a Positive locking element of the actuator housing engages and thereby locked the shift pin along the displacement axis. To release the positive connection along the displacement axis through the form-fitting elements, for example, a spring element could be used, which pushes back the switch pin in its initial position by eliminating the torque by the adjustment of the cam member. A "positive, positive and / or positive connection" should be understood in particular a detachable connection, wherein a holding force between two components preferably by a geometric engagement of the components into one another and / or a frictional force between the components is transmitted.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Aktuator ein Aktuatorgehäuse aufweist, das eine axiale Gleitlagerung aufweist, in der der zumindest eine Schaltpin axial verschiebbar gelagert ist, und die einstückig mit der Verriegelungseinheit ausgebildet ist und den Schaltpin gegen eine Verdrehung in einer Umfangsrichtung sichert. Dadurch kann ein in den Schaltpin eingeleitetes Moment besonders einfach und Vorteilhaft abgestützt werden und durch die daraus resultierende Verspannung eine Verriegelung des Schalpins in axialer Richtung erreicht werden. Unter einer „axialen Gleitlagerung” soll dabei insbesondere eine Lagerung verstanden werden, in der ein Element, insbesondere der Schaltpin, axial entlang einer Verschiebeachse gleitend verschiebbar ist. Unter „axial verschiebbar gelagert” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass der Schaltpin in der Gleitlagerung entlang einer Verschiebeachse linear verschiebbar und dadurch vorzugsweise in zwei Schaltstellungen schaltbar ist, wobei der Schaltpin in einer Schaltstellung in eine entsprechende Kulissenbahn eingreift und in der anderen Schaltstellung nicht in die Kulissenbahn eingreift. Dabei verläuft die Verschiebeachse in einem montierten Zustand des Aktuators vorzugsweise zumindest annähernd senkrecht zu einer Hauptrotationsachse der Nockenwelle, auf der das Nockenelement mit der entsprechenden Kulissenbahn, in der der Schaltpin eingreift, gelagert ist.In addition, it is proposed that the actuator has an actuator housing, which has an axial slide bearing, in which the at least one shift pin is mounted axially displaceable, and which is integrally formed with the locking unit and secures the shift pin against rotation in a circumferential direction. As a result, a torque introduced into the switching pin can be supported in a particularly simple and advantageous manner, and the resulting clamping can be used to lock the switching pin in the axial direction. An "axial plain bearing" is to be understood in particular as a bearing in which an element, in particular the switching pin, is slidable axially along a displacement axis. By "axially slidably mounted" is to be understood in particular that the shift pin in the slide bearing along a displacement axis linearly displaceable and thereby preferably switchable in two switching positions, wherein the shift pin engages in a switching position in a corresponding slide track and not in the other switching position engages the slide track. In this case, the displacement axis in an assembled state of the actuator preferably extends at least approximately perpendicular to a main axis of rotation of the camshaft, on which the cam element is mounted with the corresponding slide track in which the shift pin engages.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Schaltpin einen Lagerbereich aufweist, mit dem er in der axialen Gleitlagerung des Aktuatorgehäuses gelagert ist, der zur drehfesten Lagerung einen rotationsasymmetrischen Querschnitt ausbildet. Dadurch kann der Schaltpin besonders einfach und bauteilarm drehfest in der Gleitlagerung des Aktuatorgehäuses gelagert werden. Unter einem „Lagerbereich” soll dabei insbesondere ein Bereich des Schaltpins verstanden werden, der zur Lagerung und Führung des Schaltpins in der Gleitlagerung des Aktuatorgehäuses angeordnet ist und das dabei in einem Kontakt mit der Gleitlagerung steht. Eine Verbindung zwischen dem Lagerbereich des Schaltpins und der Gleitlagerung ist dabei insbesondere spielbehaftet, wodurch der Schaltpin einfach entlang der Verschiebeachse in der Gleitlagerung gleiten kann. Unter „rotationsasymmetrisch” soll dabei insbesondere zu einer Mittelachse, die koaxial zu der Verschiebeachse des Schaltpins verläuft, asymmetrisch verstanden werden.Furthermore, it is proposed that the shift pin has a bearing region, with which it is mounted in the axial sliding bearing of the actuator housing, which forms a rotationally asymmetric cross section for non-rotatable mounting. As a result, the shift pin can be mounted in a particularly simple and component-poor rotationally fixed manner in the plain bearing of the actuator housing. A "bearing area" is to be understood in particular as meaning an area of the switching pin which is arranged in the sliding bearing of the actuator housing for the bearing and guidance of the switching pin and which is in contact with the sliding bearing. A connection between the bearing region of the switch pin and the slide bearing is in particular subject to play, whereby the shift pin can easily slide along the shift axis in the slide bearing. The term "rotationally asymmetrical" is to be understood asymmetrically, in particular with respect to a central axis which runs coaxially with the displacement axis of the switching pin.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Schaltpin zumindest einen Kontaktbereich aufweist, der zur Einleitung eines Moments zur Verspannung des Schaltpins einen rotationsasymmetrischen Querschnitt aufweist. Dadurch kann während eines Schaltvorgangs des Nockenelements mittels des zumindest einen Schaltpins besonders vorteilhaft ein Moment in den Schaltpin eingeleitet werden, dessen Abstützung vorteilhaft die axial Verriegelung bewirkt. Unter einem „Kontaktbereich” soll dabei insbesondere ein an einem Umfang des Schaltpins angeordneter Bereich verstanden werden, der in einem montierten Zustand der Kulissenbahn zugewandt ist und das während eines Eingriffs in die Kulissenbahn in einen direkten oder mittelbaren Kontakt mit Wandungen der Kulissenbahn kommt und so eine Kraft auf das Nockenelement überträgt, mittels welcher das Nockenelement axial verschoben wird. Unter einem mittelbaren Kontakt soll dabei insbesondere verstanden werden, dass der in einem montierten Zustand der Kulissenbahn zugewandte Kontaktbereich des Schaltpins über ein weiteres Element, wie beispielsweise ein Kontaktflächen bereitstellendes Kontaktelement, in Kontakt mit Wandungen der Kulissenbahn kommt.It is also proposed that the at least one switching pin has at least one contact region which has a rotationally asymmetrical cross section for introducing a torque for clamping the switching pin. As a result, during a switching operation of the cam element by means of the at least one switching pin, it is particularly advantageous to introduce a torque into the switching pin whose support advantageously effects the axial locking. A "contact region" is to be understood in particular as meaning a region arranged on a circumference of the switch pin, which faces the slide track in an assembled state and which comes into direct or indirect contact with walls of the slide track during an engagement in the slide track and so on Force on the cam member transmits, by means of which the cam member is axially displaced. By an indirect contact is to be understood in particular that the facing in an assembled state of the slide track Contact area of the switch pin via another element, such as a contact surface providing contact element, comes into contact with walls of the slide track.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Kontaktbereich des zumindest einen Schaltpins einen ovalen Querschnitt aufweist. Dadurch kann der Querschnitt des Kontaktbereichs besonders vorteilhaft ausgebildet werden, um ein Moment in den Schaltpin einzuleiten.Furthermore, it is proposed that the contact region of the at least one switching pin has an oval cross-section. Thereby, the cross section of the contact region can be formed particularly advantageous to initiate a moment in the Schaltpin.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung 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 will become apparent from the following description of the figures. In the figures, an embodiment of the invention is shown. The figures, the description of the figures 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:
Die
Die Nockenelemente umfassen je zu betätigendem Ventil zwei Nockenbahnen
Die Nockenwellenverstellvorrichtung
Der Aktuator
Der Aktuator
Dabei wird der Schaltpin
Dabei ist der Schaltpin
Zur Verspannung des Schaltpins
Der Schaltpin
Über die Flächenpressungen zwischen dem Schaltpin
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- NockenwellenverstellvorrichtungCamshaft adjusting device
- 1111
- Nockenelementcam member
- 1212
- Kulissenbahnlink path
- 1313
- Schaltpinswitch pin
- 1414
- Verriegelungseinheitlocking unit
- 1515
- Aktuatorgehäuseactuator housing
- 1616
- Gleitlagerungplain bearing
- 1717
- Lagerbereichstorage area
- 1818
- Kontaktbereichcontact area
- 1919
- Aktuatoractuator
- 2020
- Nockenwellecamshaft
- 2121
- Nockenbahncam track
- 2222
- Nockenbahncam track
- 2323
- EinspursegmentEinspursegment
- 2424
- Schaltsegmentswitching segment
- 2525
- Ausspursegmentdisengagement
- 2626
- Verschiebeachsedisplacement axis
- 2727
- Wandungwall
- 2828
- Wandungwall
- 2929
- Momentmoment
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102004011586 A1 [0002] DE 102004011586 A1 [0002]
Claims (9)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310001488 DE102013001488A1 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Actuator for cam shaft adjuster of combustion engine in motor car, has switching pin axially locked in operating state in which pin is engaged with trajectory, and housing provided with bearing in which pin is axially displaceably mounted |
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DE201310001488 DE102013001488A1 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Actuator for cam shaft adjuster of combustion engine in motor car, has switching pin axially locked in operating state in which pin is engaged with trajectory, and housing provided with bearing in which pin is axially displaceably mounted |
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DE102013001488A1 true DE102013001488A1 (en) | 2014-07-31 |
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DE201310001488 Pending DE102013001488A1 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Actuator for cam shaft adjuster of combustion engine in motor car, has switching pin axially locked in operating state in which pin is engaged with trajectory, and housing provided with bearing in which pin is axially displaceably mounted |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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RU2774747C2 (en) * | 2017-09-01 | 2022-06-22 | Ман Трак Энд Бас Аг | Cam system with adjustable position |
Citations (1)
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2013
- 2013-01-29 DE DE201310001488 patent/DE102013001488A1/en active Pending
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