DE102014217167A1

DE102014217167A1 - Aktorvorrichtung in modularem Aufbau

Info

Publication number: DE102014217167A1
Application number: DE102014217167.9A
Authority: DE
Inventors: Harald Elendt; Jan Pfannenmüller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2016-03-17

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Aktorvorrichtung mit einem an einer Brennkraftmaschine befestigbaren Gehäuse für Schiebenockensysteme zur Verstellung eines Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines in zumindest eine Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens direkt oder unter Zuhilfenahme eines Führungsstiftes (10) eingreifbaren Aktorstiftes (7), der unter Einwirkung eines Federelements und einer elektromagnetischen Steuereinheit (1) verschiebbar ausgebildet ist, wobei der Schiebenocken auf zumindest einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, wobei die elektromagnetische Steuereinheit (1) als eigenständiges, separates Bauteil ausgeführt ist, wobei das Gehäuse zur Aufnahme von dem Schiebenocken zuordnenbaren Bauteilen als Aktormodul (4) ausgebildet ist und wobei die Steuereinheit (1) mit dem Aktormodul (4) lösbar verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aktorvorrichtung mit einem an einer Brennkraftmaschine befestigbaren Gehäuse für Schiebenockensysteme zur Verstellung eines Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines in zumindest eine Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens direkt oder unter Zuhilfenahme eines Führungsstiftes eingreifbaren Aktorstiftes, der unter Einwirkung eines Federelements und einer elektromagnetischen Steuereinheit verschiebbar ausgebildet ist, wobei der Schiebenocken auf zumindest einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist.
Derartige Aktorvorrichtungen für Schiebenockensysteme sind inzwischen allgemein bekannt. Bei der DE 10 2007 037 232 A1 ist der Aktorstift in die elektromagnetische Steuereinheit integriert und korrespondiert mit dessen Anker. Es handelt sich dabei um eine Aktorvorrichtung, bei der die Steuereinheit als gemeinsame Baugruppe mit dem an der Brennkraftmaschine befestigten Gehäuse und der Führung des oder der Aktorstifte ausgebildet ist. Der komplexe Aufbau erzeugt hohe Kosten, wenn er entsprechend dem Bauraum und der Ausgestaltung der Brennkraftmaschine modifiziert ausgeführt werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aktorvorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass die genannten Nachteile behoben werden und eine einfache Modifizierung möglich ist. Dies soll mit kostengünstigen Mitteln erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die elektromagnetische Steuereinheit als eigenständiges, separates Bauteil ausgeführt ist, dass das Gehäuse zur Aufnahme von dem Schiebenocken zuordnenbaren Bauteilen als Aktormodul ausgeführt ist und dass die Steuereinheit mit dem Aktormodul lösbar verbunden ist. Durch diesen modularen Aufbau ist die Steuereinheit ein eigenständiges Bauteil, das für verschiedene Arten von Aktorvorrichtungen bzw. Aktormodule benutzt werden kann. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine kostengünstige Herstellung der Steuereinheit ggf. auch ein Zukauf. Das Aktormodul kann, wie im Folgenden noch beschrieben, dem Schiebenocken zugeordnete Bauteile beinhalten. Dies muss aber nicht der Fall sein, weil Aktormodule ohne Zusatzbauteile denkbar sind. Das Aktormodul kann so ausgebildet sein, dass der oder die Aktorstifte in dem Aktormodul gelagert sind und dass diese mit der elektromagnetischen Steuereinheit oder einem Bauteil derselben mechanisch verbindbar sind bzw. mit diesen in Wirkverbindung stehen. Die elektromagnetische Steuereinheit kann aber auch einen Führungshals aufweisen, der zu einer Öffnung im Aktormodul passend ausgebildet ist. Dabei können der oder die Aktorstift(e) im Führungshals der elektromagnetischen Steuereinheit gelagert sein, sodass sie eine Baueinheit mit der elektromagnetischen Steuereinheit bilden. Das Aktormodul hat vorzugsweise einen Aufnahmeflansch, der mit einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine oder mit einem Teil desselben lösbar verbunden ist. Die Steuereinheit ihrerseits kann einen Befestigungsflansch aufweisen, mittels dessen sie gleichzeitig mit dem Aufnahmeflansch an der Brennkraftmaschine oder mit dem Aufnahmeflansch verbindbar ist, insbesondere verschraubt werden kann. Da die Verschiebekräfte des Schiebenockens vom Aktormodul aufgefangen werden, reicht es aus, wenn der Befestigungsflansch mit nur einer Schraube am Aufnahmeflansch befestigt ist.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist besonders für eine Aktorvorrichtung geeignet, bei der das Aktormodul an dem dem Schiebenocken zugewandten Ende einen Kulissenstein aufweist, der parallel zur Drehachse der Grundwelle verschiebbar gelagert ist, wobei am Kulissenstein ein Führungsstifte befestigt ist, der in eine Verschiebenut eingreift. Dabei ist die Verschiebenut umlaufend ohne Unterbrechung ausgeführt, wobei am Kulissenstein dem Aktorstift zugewandt zumindest eine zum Aktorstift passende Senköffnung eingearbeitet ist. In diese Öffnung kann der Aktorstift eingreifen und dadurch mit Hilfe des Führungsstiftes den Schiebenocken in eine andere Position verschieben. Wenn am Kulissenstein, dem Aktorstift zugewandt, zumindest zwei zum Aktorstift passende Öffnungen eingearbeitet sind, deren Abstand in Verschieberichtung des Kulissensteins dem Schiebeweg der Verschiebenut entspricht, kann der Schiebenocken dann in weitere Positionen verschoben werden.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Aktorvorrichtung mit Steuereinheit und Aktormodul,
2 zeigt eine Seitenansicht der Aktorvorrichtung gemäß 1,
3 zeigt einen Schnitt durch die Aktorvorrichtung gemäß der Linie A-A in 2,
4 zeigt eine Draufsicht auf das Aktormodul der Aktorvorrichtung,
5 zeigt einen Schnitt durch das Aktormodul gemäß der Linie A-A in 4 und
6 zeigt einen Schnitt durch das Aktormodul gemäß der Linie B-B in 4.
In den 1 bis 6 ist, soweit im Einzeln dargestellt, mit 1 eine Steuereinheit bezeichnet, die ein bekanntes Spulen/Anker-System aufweist. Die Steuereinheit weist einen Befestigungsflansch 2 auf, der mittels einer Schraube an einem Aufnahmeflansch 3 befestigt ist. Der Aufnahmeflansch 3 ist Bestandteil eines Aktormoduls 4, das eine Führung 5 beinhaltet, die in eine Öffnung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine oder eines Teils desselben einsteckbar ist. Der Aufnahmeflansch 3 ist seinerseits an dem Zylinderkopf oder an dem Teil desselben durch Schrauben befestigt. Das Aktormodul 4 weist eine Öffnung auf, in die ein Führungshals 6 der Steuereinheit 1 passend eingefügt werden kann. In dem Führungshals 6 ist ein mit 7 bezeichneter Aktorstift verschiebbar geführt, der, nicht dargestellt, einerseits durch ein Federelement und andererseits durch den Anker der Steuereinheit 1 verschiebbar ist.
Am äußeren Ende des Aktormoduls 4 ist ein mit 8 bezeichneter Bügel angebaut, der mittels Längsführungslaschen am Aktormodul 4 gleitend geführt ist, so dass sich der Bügel 8 nach korrektem Einbau der Aktorvorrichtung in den Zylinderkopf parallel zu einer nicht dargestellten Grundwelle bewegen kann. Der Bügel 8 hat eine U-förmige Aussparung, in der ein Kulissenstein 9 eingebaut ist, so dass sich der Kulissenstein 9 in gleicher Richtung wie der Bügel 8 an/in diesem und gegenüber dem Aktormodul 4 frei bewegen kann. Der Bügel 8 weist einen Längsschlitz auf, durch den ein Führungsstift 10 ragt, der, vorzugsweise drehbar am Kulissenstein 9 befestigt ist. Der Führungsstift 10 weist eine solche Länge auf, dass er in eine nicht dargestellte Verschiebenut eines Schiebenockens eingreift. Die Verschiebenut ist in einem Nutabschnitt eingearbeitet, der entweder einstückig mit dem Schiebenocken ausgebildet oder mit diesem fest verbunden ist. Der Bügel 8 umgreift, ebenfalls nicht dargestellt, den Nutabschnitt, so dass er mit dem Nutabschnitt und dem Schiebenocken in die verschiedenen Positionen des Schiebenockens hin und her bewegt wird. Der Führungsstift 10 und der Kulissenstein 9 werden entlang des Weges der Verschiebenut unabhängig von dem Bügel 8 hin und her bewegt. Am inneren Ende des Führungsstiftes 10 weist dieser eine Senköffnung 11 auf, in die der Aktorstift 7 eingreifen kann. Greift der Aktorstift 7 in die Senköffnung 11 ein, so wird der Kulissenstein 9 über den Aktorstift 7 am maschinenfesten Aktormodul 4 abgestützt, so dass der Schiebenocken sich entsprechend des Verschiebeweges der Verschiebenut so lange bewegt, bis der Aktorstift 7 wieder aus der Öffnung, vorzugsweise durch die Kraft des Federelements, heraus bewegt wird, nachdem die elektromagnetische Steuereinheit deaktiviert wurde. Neben der Senköffnung 11 ist in dem Kulissenstein 9 eine weitere Senkbohrung 12 eingearbeitet, die einen solchen Abstand zu der Senköffnung 11 aufweist, wie der Verschiebeweg der Verschiebenut beträgt. Dadurch ist es möglich, dass der Aktorstift 7 in die Senkbohrung 12 eingreift und dabei den Schiebenocken in weitere Positionen auf der Grundwelle verschiebt.
Wie in 6 dargestellt und in 4 angedeutet ist, weisen die Längsführungslaschen am Bügel 8, die sich an dem Aktormodul 4 abstützen, Arretierkerben auf, die mit Arretierkörpern 13 in Wirkverbindung stehen, wobei die Arretierkörper 13 als Kugeln ausgebildet sind. Die Arretierkörper 13 sind durch je ein Federelement 14 am Aktormodul 4 abgestützt, so dass der nicht dargestellte Schiebenocken über den Nutabschnitt, die Wangen des Bügels 8 und die Arretiervorrichtung in der jeweiligen Position passend zu den jeweiligen Nocken fixiert ist.
Bezugszeichenliste

1: Steuereinheit
2: Befestigungsflansch
3: Aufnahmeflansch
4: Aktormodul
5: Führung
6: Führungshals
7: Aktorstift
8: Bügel
9: Kulissenstein
10: Führungsstift
11: Senköffnung
12: Senkbohrung
13: Arretierkörper
14: Federelemente

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007037232 A1 [0002]

Claims

Aktorvorrichtung mit einem an einer Brennkraftmaschine befestigbaren Gehäuse für Schiebenockensysteme zur Verstellung eines Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines in zumindest eine Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens direkt oder unter Zuhilfenahme eines Führungsstiftes (10) eingreifbaren Aktorstiftes (7), der unter Einwirkung eines Federelements und einer elektromagnetischen Steuereinheit (1) verschiebbar ausgebildet ist, wobei der Schiebenocken auf zumindest einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Steuereinheit (1) als eigenständiges, separates Bauteil ausgeführt ist, dass das Gehäuse zur Aufnahme von dem Schiebenocken zuordnenbaren Bauteilen als Aktormodul (4) ausgebildet ist und dass die Steuereinheit (1) mit dem Aktormodul (4) lösbar verbunden ist.
Aktorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorstift (7) im Aktormodul (4) gelagert und mit der Steuereinheit (1) oder einem Bauteil derselben mechanisch in Wirkverbindung steht.
Aktorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) einen Führungshals (6) aufweist, der zu einer Öffnung im Aktormodul passend ausgebildet ist und dass der Aktorstift (7) im Führungshals (6) gelagert ist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktormodul (4) einen Aufnahmeflansch (3) aufweist, der mit einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine oder mit einem Teil desselben lösbar verbunden ist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) einen Befestigungsflansch (2) aufweist, mittels dessen sie mit dem Aufnahmeflansch (3) oder mit dem Zylinderkopf oder einem Teil desselben verbindbar ist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem Schiebenocken zugewandten Bereich des Aktormoduls (4) ein Kulissenstein (9) parallel zur Drehachse der Grundwelle verschiebbar gelagert ist, dass am Kulissenstein (9) der Führungsstift (10) befestigt ist, der in eine Verschiebenut eingreift, dass die Verschiebenut umlaufend ohne Unterbrechung ausgeführt ist und dass am Kulissenstein (9) dem Aktorstift (7) zugewandt zumindest eine zum Aktorstift (7) passende Senköffnung (11) eingearbeitet ist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kulissenstein (9) dem Aktorstift (7) zugewandt zumindest eine weitere zum Aktorstift (7) passende Senkbohrung (12) eingearbeitet ist, deren Abstand in Verschieberichtung des Kulissensteins (9) dem Schiebeweg der Verschiebenut entspricht.