DE102013210487A1 - Schiebenockensystem mit Positionserkennung - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Schiebenockensystem für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit zumindest einem Schiebenocken, der drehfest aber axial verschiebbar auf einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Grundwelle angeordnet ist, zumindest zwei Nocken, zumindest eine gewindeförmige Verschiebenut und zumindest einen Hochkreisbereich neben der Verschiebenut aufweist, und mit zumindest einer Brennkraftmaschinenfesten Aktorvorrichtung, die zumindest einen mit der Verschiebenut in Wirkverbindung stehenden Aktorstift aufweist.
- Hintergrund der Erfindung
- Ein derartiges gattungsbildendes Schiebenockensystem ist aus der
WO-03/021612 A1 - Im Bereich der inneren Lage des Aktorstiftes entsteht an der Spule ein Signal, das als Rückwurfsignal ausgewertet werden kann. Dabei wird das Signal jedes einzelnen Aktors ausgewertet und dadurch die Position des Schiebenockens ermittelt.
- Diverse Einflüsse, wie niedrige Drehzahl des Schiebenockensystems, hohe Viskosität der Umgebungsflüssigkeit, insbesondere des Öls der Hubkolbenbrennkraftmaschine, hohe mechanische Reibung, Verschleiß, Verschmutzung usw. reduzieren bzw. verhindern die Entstehung des Rückwurfsignals.
- Weiterhin ist es erforderlich, bei der ersten Inbetriebnahme und nach jedem nicht erzeugten Rückwurfsignal eine Initialisierung als eine Abfolge von Schaltungen, die zu einer definierten Nockenposition führen, durchzuführen.
- Bei bestimmten Nutgeometrien, z.B. X-Nuten, müssen die Auswurframpen seitlich versetzte Signale erzeugen, um die Schaltrichtung bestimmen zu können.
- Weiterhin verschlechtert die Funktionalität, dass jeder Aktorstift ein Rückwurfsignal erzeugen muss, bei den meisten Aktortypen die Ausfahrgeschwindigkeit und verursacht zusätzliche Kosten für die Aktorvorrichtung und das Steuergerät.
- Schließlich definiert das Rückwurfsignal nicht tatsächlich die Position des Schiebenockens sondern nur die innere Position eines Aktorstiftes.
- Aufgabe der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schiebenockensystem mit den eingangs beschriebenen Merkmalen so zu verbessern, dass die genannten Nachteile vermieden und eine kostengünstige Positionserkennung des/der Schiebenocken(s) zur Verfügung gestellt wird.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die Aufgabe der Erfindung wird zum einen dadurch gelöst, dass dem Schiebenockensystem zur Positionserkennung des Schiebenockens zumindest ein Hall-Sensor zugeordnet ist.
- Wird ein Hall-Sensor von einem Strom durchflossen und in ein senkrecht dazu verlaufendes Magnetfeld gebracht, liefert er eine Ausgangsspannung. Erreicht der Hochkreisbereich des Schiebenockens, der im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist, den Bereich des Hall-Sensors, so wird dessen Position durch den Hall-Sensor detektiert. Der Hall-Sensor wird daher dort räumlich angebracht, wo der Hochkreisbereich nach Verschieben des Schiebenockens positioniert sein soll.
- Die Aufgabe der Erfindung wird zum anderen dadurch gelöst, dass statt des Hall-Sensors ein Reed-Relais eingebaut ist. Das Reed-Relais arbeitet mit einem Reed-Schalter, auch Reed-Kontakt genannt. Reed-Kontakte weisen Schaltzungen auf, die zugleich die Kontaktfeder und den Magnetanker bilden. Die Kontaktbetätigung erfolgt durch ein von außen einwirkendes Magnetfeld, das bei Sensoren oder Schaltkontakten von einem in die Nähe gebrachten Dauermagneten oder bei Reed-Relais in einer zugehörigen magnetischen Beeinflussung elektrisch erzeugt werden.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, bei der beidseits der Verschiebenut je ein Hochkreisbereich vorgesehen ist, wird vorgeschlagen, dass jedem Hochkreisbereich ein Hall-Sensor oder Reed-Kontakt zugeordnet ist. Dadurch können drei Positionen des Schiebenockens detektiert werden, weil zusätzlich zu der Einzeldetektion eines Hochkreisbereichs durch einen Hall-Sensor oder Reed-Kontakt eine zusätzliche Detektion dadurch erfolgt, dass beide Sensoren oder Kontakte zwischen beiden Hochkreisbereichen angeordnet sind und dadurch eine negativ Detektion anzeigen.
- Es können aber auch mehrere, also weitere Positionen dadurch detektiert werden, dass nicht nur zwei sondern weitere Hall-Sensoren oder Reed-Kontakte vorgesehen sind.
- Sind auf der Grundwelle mehrere Schiebenocken angeordnet, die Bestandteil einer mehrzylindrigen Hubkolbenbrennkraftmaschine sind, so werden vorzugsweise die Hall-Sensoren oder Reed-Kontakte in einem Stabgehäuse vorgesehen und das Stabgehäuse achsparallel zur Grundwelle angeordnet. Dadurch lassen sich der Anzahl und Lage der Schiebenocken entsprechend alle Positionen der einzelnen Schiebenocken detektieren.
- In einer weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Stabgehäuse zweier benachbarter Grundwellen mittels zumindest einer Brücke zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, wobei die Baueinheit an oder in einem Zylinderkopf der Hubkolbenbrennkraftmaschine eingebaut sein kann.
- Zur sicheren Detektion der Lage der Schiebenocken wird weiterhin vorgeschlagen, dass in dem/den Hochkreisbereich(en) zumindest je ein Dauermagnet eingebaut ist, durch den ein Signal am Hall-Sensor oder Reed-Kontakt erzeugt wird.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
-
1 : eine Ansicht eines Schiebenockensystems mit mehreren Schiebenocken, die auf zwei parallelen Grundwellen angeordnet sind, -
2 : einen Teilschnitt durch einen Schiebenocken gemäß der Linie A-A in1 , -
3 ,4 und5 Darstellungen des Schiebenockens gemäß Detail X in1 mit verschiedenen Positionen des Schiebenockens, -
6 : eine Ansicht gemäß1 , bei der zwei Stabgehäuse zu einer Baueinheit zusammengefasst sind und -
7 : einen Teilschnitt durch einen Schiebenocken gemäß der Linie B-B in6 . - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
- In den
1 bis7 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit1 ein Zylinderkopfgehäuse bezeichnet, in dem achsfest aber drehbar zwei Grundwellen2 und3 eingebaut sind. Auf der Grundwelle2 sind Schiebenocken4 ,5 und6 und auf der Grundwelle3 Schiebenocken7 ,8 und9 vorgesehen, die axial verschiebbar aber drehfest auf der jeweiligen Grundwelle angeordnet sind. Die Schiebenocken4 bis9 weisen je eine Verschiebenut10 bis15 auf, die als X-Nut ausgebildet ist. - Neben jeder Verschiebenut
10 bis15 sind Hochkreisbereiche16 bis27 vorgesehen, neben denen je drei unterschiedliche Nocken angeordnet sind. An dem Zylinderkopfgehäuse1 ist jedem Schiebenocken4 bis9 zugeordnet je eine Aktorvorrichtung28 bis33 eingebaut, die je zwei Aktorstifte aufweisen, die in die Verschiebenuten10 bis15 eingreifen können, um die Schiebenocken in unterschiedliche Positionen zu verschieben. Parallel zu den Grundwellen2 und3 sind Stabgehäuse34 und35 eingebaut, in denen Hall-Sensoren oder Reed-Kontakte36 bis47 eingebaut sind. - Die Hall-Sensoren oder Reed-Kontakte
36 bis47 sind je über elektrische Leitungen und einem oder mehrere Stecker mit einem Steuergerät verbunden. Weiterhin ist mit48 ein Zylinderkopfdeckel bezeichnet, in dem, wie insbesondere den6 und7 zu entnehmen ist, die Stabgehäuse34 und35 eingebaut sind, die mittels einer Brücke49 miteinander verbunden sind, die einen Stecker50 aufweist. - Wie insbesondere den
3 bis5 zu entnehmen ist, können Detektionen dadurch erfolgen, dass der Hall-Sensor oder Reed-Kontakt38 in3 und der Hall-Sensor oder Reed-kontakt39 in5 den benachbarten Hochkreisbereich und dessen Lage direkt detektiert. Wie in4 dargestellt, kann aber auch eine Lageortung des Schiebenockens5 dadurch erfolgen, dass die Hochkreisbereiche18 und19 zwischen den Hall-Sensoren oder Reed-Kontakten38 und39 angeordnet sind und eine „Nicht“ Reaktion beider Sensoren oder Kontakte eine Ortung definieren. Dies ist auch deshalb möglich, weil die Aktorvorrichtung durch Betätigung des/der Aktorstifte definierte Verschiebungen der Schiebenocken bewirkt. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Zylinderkopfgehäuse
- 2 und 3
- Grundwellen
- 4 bis 9
- Schiebenocken
- 10 bis 15
- Schiebenuten
- 16 bis 27
- Hochkreisbereiche
- 28 bis 33
- Aktorvorrichtungen
- 34 und 35
- Stabgehäuse
- 36 bis 47
- Hall-Sensoren oder Reed-Kontakte
- 48
- Zylinderkopfdeckel
- 49
- Brücke
- 50
- Stecker
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 03/021612 A1 [0002]
Claims (7)
- Schiebenockensystem für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit zumindest einem Schiebenocken (
4 bis9 ), der drehfest aber axial verschiebbar auf einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Grundwelle (2 oder3 ) angeordnet ist, zumindest zwei Nocken, zumindest eine gewindeförmige Verschiebenut (10 bis15 ) und zumindest einen Hochkreisbereich (16 bis27 ) neben der Verschiebenut (10 bis15 ) aufweist, und mit zumindest einer Brennkraftmaschinenfesten Aktorvorrichtung (28 bis33 ), die zumindest einen mit der Verschiebenut (10 bis15 ) in Wirkverbindung stehenden Aktorstift aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schiebenockensystem zur Positionserkennung des Schiebenockens (4 bis9 ) zumindest ein Hall-Sensor (36 bis47 ) zugeordnet ist. - Schiebenockensystem für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit zumindest einem Schiebenocken (
4 bis9 ), der drehfest aber axial verschiebbar auf einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Grundwelle (2 oder3 ) angeordnet ist, zumindest zwei Nocken, zumindest eine gewindeförmige Verschiebenut (10 bis15 ) und zumindest einen Hochkreisbereich (16 bis27 ) neben der Verschiebenut (10 bis15 ) aufweist, und mit zumindest einer Brennkraftmaschinenfesten Aktorvorrichtung (28 bis33 ), die zumindest einen mit der Verschiebenut (10 bis15 ) in Wirkverbindung stehenden Aktorstift aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schiebenockensystem zur Positionserkennung des Schiebenockens (4 bis9 ) zumindest ein Reed-Kontakt (36 bis47 ) zugeordnet ist. - Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem beidseits der Verschiebenut je ein Hochkreisbereich vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Hochkreisbereich (
16 bis27 ) ein Hall-Sensor oder Reed-Kontakt (36 bis47 ) zugeordnet ist. - Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hall-Sensoren oder Reed-Kontakte (
36 bis47 ) in einem Stabgehäuse (34 oder35 ) vorgesehen sind und dass das Stabgehäuse (34 oder35 ) achsparallel zur Grundwelle (2 oder3 ) angeordnet ist. - Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabgehäuse (
34 und35 ) zweier benachbarter Grundwellen (2 und3 ) mittels zumindest einer Brücke (49 ) zu einer Baueinheit zusammengefasst sind. - Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit an/in einen Zylinderkopfdeckel (
48 ) eingebaut ist. - Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem/den Hochkreisbereich(en) (
16 bis27 ) zumindest je ein Dauermagnet eingebaut ist.
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DE102013210487.1A DE102013210487A1 (de) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | Schiebenockensystem mit Positionserkennung |
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Publications (1)
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---|---|
DE102013210487A1 true DE102013210487A1 (de) | 2014-12-24 |
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DE102013210487.1A Ceased DE102013210487A1 (de) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | Schiebenockensystem mit Positionserkennung |
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