DE102020210264A1

DE102020210264A1 - Sensorrad mit Arretierabschnitt, Sensorsystem und Schiebenockensystem mit Sensorrad

Info

Publication number: DE102020210264A1
Application number: DE102020210264.3A
Authority: DE
Inventors: Jens Schirmer
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta Ilsenburg GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2022-02-17

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorrad sowie ein Sensorsystem für eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, welches Sensorrad in Gestalt einer Kreisscheibe oder Ringscheibe ausgestaltet ist und einen Arretierabschnitt sowie einen Geberabschnitt aufweist, welche beiden Abschnitte einen gemeinsamen zentralen Kreisscheibendurchlass aufweisen und wobei der Arretierabschnitt zur Wechselwirkung mit einem Verstellelement einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine und der Geberabschnitt zur Wechselwirkung mit einem Sensor der Brennkraftmaschine zur Ermittlung der Drehzahl dienen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle und einem Verstellelement, welches parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle angeordnet und in Richtung der Längsachse der Trägerwelle axial verschiebbar ist und wenigstens zwei Kopplungs-Pins aufweist, welche jeweils mit einer Schaltkulisse des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements derart zusammenwirken, dass das Verstellelement eine durch einen Aktuator-Pin eingeleitete Bewegung des Primärschiebenockenelements auf das Sekundärschiebenockenelement überträgt, wobei die Nockenwelle ein Sensorrad oder ein Sensorsystem der oben genannten Art umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorrad mit einem Arretierabschnitt und einem Geberabschnitt, ein Sensorsystem mit einem entsprechenden Sensorrad sowie ein Schiebenockensystem aufweisend ein entsprechendes Sensorrad oder ein entsprechendes Sensorsystem.
STAND DER TECHNIK
Ein Schiebenockensystem ist beispielsweise aus der DPMA Anmeldung 10 2019 107 626.9 und der parallelen Anmeldung PCT/EP2020/058182 bekannt, welche jeweils hinsichtlich deren Beschreibung zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht werden, sodass die darin aufgeführten Merkmale auch als Merkmale der vorliegenden Anmeldung zu verstehen sind. In den oben genannten Anmeldungen, welche als interner, noch nicht veröffentlichter Stand der Technik zu verstehen sind, ist jeweils ein Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle umfassend eine Trägerwelle mit wenigstens zwei Schiebenockenelementen beschrieben. Die Schiebenockenelemente umfassen jeweils eine Schaltkulisse mit wenigstens einer Schaltnut, wobei die Schiebenockenelemente durch wenigstens einen Aktuator-Pin axial zur Trägerwelle verschiebbar sind. Parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle ist wenigstens ein Verstellelement angeordnet, wobei das Verstellelement in Richtung der Längsachse der Trägerwelle axial verschiebbar ist. Mit anderen Worten ist das Verstellelement entlang der Längsachse der Trägerwelle axial verschiebbar. Das Verstellelement weist wenigstens zwei Kopplungs-Pins auf, wobei ein erster Kopplungs-Pin im Bereich des ersten Schiebenockenelements angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin im Bereich des zweiten Schiebenockenelements angeordnet ist. Die Kopplungs-Pins wirken jeweils mit einer Schaltkulisse des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements zusammen derart, dass durch das Verstellelement eine durch den Aktuator-Pin eingeleitete Bewegung des ersten Schiebenockenelements auf das zweite Schiebenockenelement übertragbar ist. Folglich ermöglicht das Schiebenockensystem das Übertragen einer axialen Bewegung eines konventionell geschalteten Schiebenockenelements auf wenigstens ein weiteres Schiebenockenelement. Konventionell geschaltet bedeutet, dass die axiale Bewegung durch einen Aktuator, insbesondere durch einen Aktuator-Pin, eingeleitet wird. Das Verstellelement umfasst wenigstens ein Aufnahmeelement in Gestalt wenigstens eines Fortsatzes und die Trägerwelle wenigstens ein Arretierelement in Gestalt einer Kreisscheibe, die im Betrieb derart miteinander zusammenwirken, dass das Verstellelement zwischen zwei Positionsänderungen arretiert ist. Demzufolge bildet das Arretierelement ein Widerlager für das Aufnahmeelement.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das voranstehend beschriebene Schiebenockensystem zu vereinfachen, insbesondere um dessen Fertigungskosten zu reduzieren und vorteilhaft auch dessen Lebensdauer zu erhöhen. Dabei ist es insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schiebenockensystem zu schaffen, bei welchem auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise die Herstellkosten des gesamten Schiebenockensystems minimiert sind sowie die Anordnung des Sensors zum Sensorrad verbessert ist, zudem die Restriktionen hinsichtlich dem vorhandenen axialen Bauraum auf der Nockenwelle berücksichtigt sind und folglich vorteilhaft eine Reduktion von Einzelteilen bei zumindest gleichbleibender und vorteilhaft optimierter Funktionsweise ermöglicht ist.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Sensorrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Sensorsystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 und ein Schiebenockensystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sensorrad beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem und dem erfindungsgemäßen Schiebenockensystem und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Das erfindungsgemäße Sensorrad für eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine ist in Gestalt einer Kreisscheibe oder Ringscheibe, insbesondere zumindest einer Teilkreisscheibe, ausgestaltet und weist einen Arretierabschnitt sowie einen Geberabschnitt auf. Beide Abschnitte, sprich der Arretierabschnitt und der Geberabschnitt weisen einen gemeinsamen zentralen Kreisscheibendurchlass auf. Es ist denkbar, dass der Kreisscheibendurchlass eine, sich insbesondere in axialer Richtung erstreckende, Innenlängsverzahnung zur Aufnahme einer Trägerwelle der Nockenwelle aufweist. Es ist möglich, dass die Welle-Nabe-Verbindung, sprich die Trägerwelle-Sensorrad-Verbindung kraftschlüssig und/oder formschlüssig ermöglicht ist. Das Bedeutet, dass hierbei die Trägerwelle eine Verzahnung, wie eine Längsverzahnung oder Querverzahnung aufweist und/oder der Kreisscheibendurchlass eine Innenlängsverzahnung oder Querverzahnung aufweist. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Trägerwelle sowie der Kreisscheibendurchlass, insbesondere dessen Oberfläche glatt ausgebildet sind und keine Verzahnung aufweisen. Je nach Verbindungsart können die vorgenannten Ausgestaltungen variabel miteinander kombiniert werden. Der Arretierabschnitt dient zur Wechselwirkung mit einem Verstellelement der Nockenwelle der Brennkraftmaschine und der Geberabschnitt dient zur Wechselwirkung mit einem Sensor der Brennkraftmaschine zumindest zur Ermittlung einer Drehzahl des Sensorrades und folglich vorteilhaft der gesamten Nockenwelle, an welcher das Sensorrad angeordnet ist. Des Weiteren dient der Geberabschnitt zur Wechselwirkung mit einem Sensor zur Ermittlung der Winkelstellung und/oder der Winkellage der Nockenwelle. Vorteilhaft wird durch die Ausgestaltung des Sensorrades mit einem Arretierabschnitt und einem Geberabschnitt in einem einzigen Bauteil eine Doppelfunktionalität verwirklicht, nämlich zum einen die Funktion eines bekannten Sensorrades, auch Geberrades genannt, sowie zum andern die Funktion eines Arretierelementes zum Aufnehmen von Axialkräften eines Verstellelementes, welches zur Verstellung von Schiebenocken der Nockenwelle dient. Vorteilhaft werden hierdurch Gewicht eingespart und dadurch Herstellkosten reduziert, sowie auch der Bauraumbegrenzung einer Zylinderkopfhaube, in welcher ein derartiges Sensorrad bzw. Sensorring auf einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, positiv Rechnung getragen. Der Kreisscheibendurchlass ist insbesondere eine Bohrung, vorteilhaft eine Durchgangsbohrung, durch welche bei einer Montage des Sensorrades auf eine Trägerwelle der Nockenwelle diese Trägerwelle hindurchgeschoben wird. Damit dient der Kreisscheibendurchlass vorteilhaft zur drehfesten und besonders vorteilhaft auch zur verschiebefesten Anordnung des Sensorrades auf der Trägerwelle der Nockenwelle.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sind der Arretierabschnitt und der Geberabschnitt axial benachbart zueinander ausgebildet. Das bedeutet, dass beide Abschnitte in axialer Richtung betrachtet unmittelbar nebeneinander ausgebildet sind. Dabei sind beide Abschnitte aus einem einzigen Werkstück geformt, oder als einzelne separate Werkstücke aneinander angeordnet. Der axialen Richtung entspricht dabei diejenige Richtung, in welche sich auch die Innenlängsverzahnung des Kreisscheibendurchlasses erstreckt. Diese Innenlängsverzahnung, welche beispielsweise in Gestalt einer Rollierung oder Räumung oder Vergleichbarem ausgeprägt sein kann, ist vorteilhaft vollumfänglich auf der Oberfläche des Kreisscheibendurchlasses ausgebildet. Beide Abschnitte weisen folglich zumindest abschnittsweise eine kreisscheibenförmige Gestalt auf. Der Arretierabschnitt erstreckt sich zumindest abschnittsweise in radialer Richtung über den Geberabschnitt hinaus. Der Arretierabschnitt weist eine Aussparung/Vertiefung/Freistellung auf, dessen Außenradius im Wesentlichen dem Außenradius des Geberabschnittes entspricht. Vorteilhafter Weise führt die axial benachbarte Ausgestaltung von Arretierabschnitt und Geberabschnitt auch zu einer derart hinreichend großen gemeinsamen sich in axialer Richtung erstreckenden Länge der Verzahnung, dass das Drehmoment und die daraus resultierende Kraft auf die Zahnflanken der Verzahnung, insbesondere der Innenlängsverzahnung optimal verteilt sind. Dadurch werden maximale Spannungen verringert und das Sensorrad selbst ist zudem vorteilhafter Weise sehr verschleißbeständig.
Es ist des Weiteren denkbar, dass insbesondere bei einer Ausgestaltung des Sensorrades gemäß der ersten Ausführungsform der Geberabschnitt in Umfangsrichtung beabstandet zueinander ausgebildete und sich ausgehend von der Außenumfangsfläche zumindest radial nach innen sowie in Umfangrichtung erstreckende Aussparungen zur Interaktion mit einem Sensor aufweist. Damit weist der Geberabschnitt des Sensorrades vorteilhaft sogenannte Sensorflanken auf. Diese Sensorflanken oder Aussparungen dienen zur Wechselwirkung mit einem entsprechend positionierten Sensor, um vorteilhaft beispielsweise die Drehzahl (und/oder Drehwinkel/Drehlage etc.) des Sensorrades und folglich auch der Nockenwelle, mit welcher das Sensorrad drehfest verbunden ist, zu ermitteln. Die Funktionalitäten der beiden Abschnitte bzw. deren Wirkungsweisen sind folglich in zwei in axialer Richtung zueinander benachbarten, insbesondere nebeneinander angeordneten und sich jeweils in radialer Richtung erstreckenden Ebenen ausgebildet.
Gemäß einer weiteren (zweiten) Ausführungsform sind der Arretierabschnitt und der Geberabschnitt des Sensorrades in einer (gemeinsamen) Ebene ausgebildet. Das bedeutet, dass in axialer Richtung betrachtet, also entlang einer sich durch den Kreisscheibendurchlass erstreckenden Längsachse (Mittellängsachse), die Abschnitte nicht unmittelbar nebeneinander oder benachbart zueinander ausgebildet sind, sondern innerhalb einer gemeinsamen sich zumindest in radialer Richtung erstreckenden Ebene ausgebildet sind. Vorteilhaft sind hierbei beide Abschnitte, sprich der Arretierabschnitt und der Geberabschnitt aus einem gemeinsamen Werkstück geformt. Ein derart ausgebildetes Sensorrad weist ein sehr geringes Gewicht und geringe Maße, insbesondere eine geringe sich in axialer Richtung erstreckende Breite auf.
Es ist des Weiteren denkbar, dass insbesondere bei einer Ausgestaltung des Sensorrades gemäß der zweiten Ausführungsform der Geberabschnitt in Umfangsrichtung beabstandet zueinander ausgebildete und sich ausgehend von einer Stirnfläche des Sensorrades bzw. der Kreisscheibe axial nach Innen sowie zumindest abschnittweise in Umfangrichtung und in radialer Richtung erstreckende Ausnehmungen zur Interaktion mit einem Sensor aufweist. Folglich weist in dieser Ausgestaltung des Sensorrades der Geberabschnitt eine Vielzahl an Durchlässen/Vertiefungen/ Bohrungen etc. auf, welche sich durch die Materialdicke des Sensorrades hindurch erstrecken. Auf der Außenumfangsfläche des Sensorrades ist hierbei lediglich der Arretierabschnitt ausgebildet. Die Funktionalitäten der beiden Abschnitte bzw. deren Wirkungsweisen sind folglich in zwei zueinander unterschiedlichen, insbesondere zueinander orthogonal ausgebildeten Ebenen ausgebildet.
Es ist des Weiteren denkbar, dass der Arretierabschnitt einen halbkreisförmigen Wirkbereich aufweist, welcher radial den Geberabschnitt überragt und zur Wechselwirkung mit einem Widerlagerelement des Verstellelementes dient. Diese Ausgestaltung des Arretierabschnittes trifft für beide oben genannten Ausführungsformen eines Sensorrades zu. Der Wirkbereich erstreckt sich folglich nicht vollumfänglich, sondern vorteilhaft lediglich teilumfänglich, insbesondere halbkreisumfänglich in Umfangrichtung. Demnach weist der Arretierabschnitt einen sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung erstreckenden Abschnitt auf, in welchem kein Wirkbereich ausgebildet ist.
In einer alternativen Ausgestaltung des Sensorrades weist der Geberabschnitt eine Vielzahl an Permanentmagneten zur Interaktion mit einem Sensor auf. In diesem Fall ist vorteilhaft ein magnetisches Sensorrad in Gestalt einer Volkreisscheibe ausgebildet. Diese Ausführungsform eines Sensorrades weist folglich weder die oben genannten Aussparungen (Sensorflanken) noch die oben genannten Ausnehmungen auf. Die Ermittlung beispielsweise der Drehzahl, Winkellage usw. des Sensorrades erfolgt hierbei lediglich über magnetische Impulse.
Es ist des Weiteren ein Sensorsystem umfassend ein Sensorrad gemäß der vorgenannten Art sowie einem mit dem Sensorrad wechselwirkenden Sensor zumindest zur Ermittlung der Drehzahl (und/oder der Winkellage bzw. des Drehwinkels) des Sensorrades beansprucht. Dabei kann es sich insbesondere um einen induktiven Sensor handeln. Je nach Ausgestaltung des Sensorrades, sprich mit Aussparungen (Sensorflanken) oder Ausnehmungen, wie oben erläutert, wird der Sensor innerhalb einer Zylinderkopfhaube montiert bzw. ausgerichtet. Weist das Sensorrad beispielsweise die oben genannte Ausgestaltung mit Aussparungen (Sensorflanken) auf, dann ist der Sensor vorteilhaft auf die Außenumfangsfläche des Sensorrades, insbesondere des Geberabschnittes des Sensorrades und folglich im Wesentlichen orthogonal zur Nockenwelle bzw. Trägerwelle, auf welcher das Sensorrad drehfest angeordnet ist, ausgerichtet. Hierdurch kann der Sensor dann über die Detektion der Aussparungen zumindest die Drehzahl (und/oder die Winkellage bzw. den Drehwinkel) des Sensorrades erfassen bzw. Ungenauigkeiten oder Abweichungen von der Soll-Vorgabe ermitteln. Weist das Sensorrad dagegen beispielsweise die oben genannten Ausnehmungen auf, ist der Sensor im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Trägerwelle, auf welcher das Sensorrad zumindest drehfest angeordnet ist, ausgerichtet. Im Wesentlichen ist der Sensor hierbei orthogonal zu einer Stirnfläche oder Seitenfläche des Sensorrades, insbesondere des Geberabschnittes ausgerichtet, insbesondere um die Ausnehmungen zu detektieren.
Vorteilhaft kann je nach vorherrschender Bauraumsituation entweder ein erfindungsgemäßes Sensorrad mit Aussparungen (Sensorflanken) im Geberabschnitt oder ein erfindungsgemäßes Sensorrad mit Ausnehmungen im Geberabschnitt gewählt werden. Beiden Sensorradvarianten ist die Anordnung eines Arretierabschnittes gemein.
Es ist des Weiteren ein Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine aufweisend wenigstens eine Nockenwelle und ein Verstellelement beansprucht. Die Nockenwelle des Schiebenockensystems weist eine Trägerwelle mit einem Primärschiebenockenelement und wenigstens einem Sekundärschiebenockenelement auf, welche jeweils axial zur Trägerwelle verschiebbar angeordnet sind und jeweils eine Schaltkulisse mit wenigstens einer Schaltnut umfassen. Das Verstellelement ist parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle angeordnet und in Richtung der Längsachse der Trägerwelle axial verschiebbar. Das Verstellelement weist wenigstens zwei Kopplungs-Pins auf, wobei ein erster Kopplungs-Pin im Bereich des Primärschiebenockenelements angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin im Bereich des Sekundärschiebenockenelements angeordnet ist und die Kopplungs-Pins jeweils mit einer Schaltkulisse des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements derart zusammenwirken, dass das Verstellelement eine durch einen Aktuator-Pin eines Aktuators eingeleitete Bewegung des Primärschiebenockenelements auf das Sekundärschiebenockenelement überträgt. Die Kopplungs-Pins selbst können dabei die Gestalt eines Pins (zylinderförmig), eines Vorsprunges, eines Fortsatzes, einer Nase oder einer vergleichbaren Form aufweisen, die es ermöglicht in eine Nut, insbesondere eine Schaltnut eines Schiebenockenelementes einzugreifen. Es ist denkbar, dass alle Kopplungs-Pins des Verstellelements eine identische Ausgestaltung aufweisen. Alternativ ist es denkbar, dass zumindest zwei der Kopplungs-Pins oder jeder Kopplungs-Pin des Verstellelements eine zueinander unterschiedliche Gestalt aufweist/aufweisen. Das Verstellelement ist vorteilhaft als Schubstange mit Kopplungs-Pins ausgestaltet. Die Kopplungs-Pins sind dabei entweder an dem Stangenelement des Verstellelementes angeformt oder ein Bestandteil des Stangenelementes und folglich aus diesem gebildet bzw. geformt. Erfindungsgemäß umfasst die Nockenwelle (bzw. das Schiebenockensystem) ein Sensorrad gemäß der vorgenannten Art oder das Schiebenockensystem umfasst ein Sensorsystem gemäß der vorgenannten Art. Dabei weist das Verstellelement ein Widerlagerelement auf, welches zumindest im Betrieb mit dem Arretierabschnitt, insbesondere dem Wirkbereich des Arretierabschnittes des Sensorrades derart zusammenwirkt, dass das Verstellelement zwischen wenigstens zwei Positionsänderungen arretiert ist. Genauer stehen das Sensorrad und das Widerlagerelement insbesondere während des Umschaltvorgangs in Wechselwirkung miteinander. Nach dem (Um-)Schaltvorgang ist vorteilhaft ein Spiel zwischen dem Sensorrad, insbesondere dem Arretierabschnitt, vielmehr dem Wirkbereich des Arretierabschnittes, und dem Widerlagerelement vorhanden. Hierdurch wird das Entstehen einer ungewollten Reibleistung vermieden. Der Vorteil bildet sich darin, dass das Verstellelement arretiert ist und die Schiebenockenelemente keine unerwünschten Bewegungen, zum Beispiel durch Stöße oder Vibrationen ausgelöst, ausführen.
Es ist denkbar, dass insbesondere der Arretierabschnitt des erfindungsgemäßen Sensorrades zumindest teilweise mit den bei der Positionsänderung des Primärnockenelements sowie des wenigstens einen Sekundärschiebenockenelements, insbesondere lediglich des wenigstens einen Sekundärschiebenockenelements wirkenden Kräfte beaufschlagt ist. Dazu ist an dem Verstellelement das Widerlagerelement ausgebildet, welches in Gestalt von zumindest einem oder mehreren Fortsätzen ausgebildet ist. Bei der Ausgestaltung von mehreren Fortsätzen, insbesondere zwei Fortsätzen ist der Arretierabschnitt des Sensorrades im Betrieb je nach Schaltstellung des damit verbundenen Systems mit drei Schaltstufen entweder außerhalb der Fortsätze oder zwischen diesen Fortsätzen angeordnet. Das Verstellelement stützt sich folglich mit einem dieser Fortsätze, also dem Widerlagerelement gegen den Arretierabschnitt des Sensorrades zumindest zeitweise ab. Der Arretierabschnitt des Sensorrades nimmt folglich die Schaltkräfte des Verstellelementes, insbesondere des wenigstens einen Sekundärschiebenockenelements auf. Aufgrund der Ausbildung des Arretierabschnittes als Kreisscheibe mit Aussparung oder Halbkreisscheibe bzw. des halbkreisförmigen Wirkbereiches des Arretierabschnittes. wie oben aufgeführt, kollidiert das Verstellelement, insbesondere das Widerlagerelement des Verstellelements (insbesondere der wenigstens eine Fortsatz des Widerlagerelementes) bei einer axialen Positionsänderung des Verstellelements nicht mit dem Arretierabschnitt des Sensorrades, insbesondere dessen Wirkbereich. Das bedeutet, dass bei einer derartigen axialen Positionsänderung das an dem in axialer Richtung bewegte Verstellelement angeordnete Widerlagerelement im Bereich dieser Aussparung des Arretierabschnittes bzw. des Fehlens des Wirkbereiches des Arretierabschnittes von einer Seite/Flanke des Arretierabschnittes, genauer des Wirkbereiches, zu einer anderen Seite/Flanke des Arretierabschnittes, genauer des Wirkbereiches bewegt wird bzw. versetzt ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Widerlagerelement in Gestalt eines Kopplungs-Pins ausgestaltet ist. Hierdurch ergibt sich jedoch die gleiche Funktionalität, wie zu den oben genannten Fortsätzen beschrieben.
Der zweite Kopplungs-Pin ist am Verstellelement in axialer Richtung der Trägerwelle vom ersten Kopplungs-Pin versetzt angeordnet. Der zweite Kopplungs-Pin wirkt mit einem Sekundärschiebenockenelement zusammen. Genauer greift der zweite Kopplungs-Pin in eine Schaltnut der Schaltkulisse des Sekundärschiebenockenelements ein. Durch die axiale Bewegung des Verstellelementes, welches vorteilhaft als Schubstange ausgebildet ist, ist der zweite Kopplungs-Pin an einer Flanke der Schaltnut des Sekundärschiebenockenelements angeordnet. Der zweite Kopplungs-Pin beaufschlagt die Flanke der Schaltnut des Sekundärschiebenockenelements mit einer Kraft, die das Sekundärschiebenockenelement entsprechend der Bewegung des Primärschiebenockenelements axial bewegt. Genauer kommt es durch die Geometrie der Flanke nach der axialen Bewegung des Verstellelements zum Kontakt zwischen dem zweiten Kopplungs-Pin und der Flanke, wodurch eine Kontaktkraft entsteht, die das Sekundärschiebenockenelement axial bewegt. Es ist denkbar, dass das Verstellelement mehrere Kopplungs-Pins umfasst, die mit weiteren Schiebenockenelementen, insbesondere Sekundärschiebenockenelementen zusammenwirken. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Schiebnockensystems liegt darin, dass das Verstellelement einen einfachen und platzsparenden Aufbau aufweist. Da die Kopplungs-Pins des Verstellelements in die Kulissen der Schiebenockenelemente eingreifen, kann das Verstellelement nah an der Trägerwelle angeordnet werden, wodurch weniger Bauraum von der Nockenwelle beansprucht wird. Das Verstellelement ist parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle angeordnet. Dadurch ist eine Bewegung in axialer Richtung der Trägerwelle einfach realisierbar. Es ist denkbar, dass das Verstellelement dazu an einer Schiene angeordnet ist.
Vorteilhaft umfasst das Verstellelement eine Feder-Kugel-Arretierung, welche zusätzlich durch einen axialen Anschlag des Verstellelementes erweitert werden kann. Dadurch ist das Verstellelement zusätzlich axial gesichert. So ist eine axiale Bewegung des Verstellelements im Bereich der Aussparung des Arretierabschnittes bzw. im Bereich des fehlenden Wirkbereiches des Arretierabschnittes nur möglich, wenn die axiale Bewegung von dem Primärschiebenockenelement eingeleitet wird/ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest das Sensorrad oder das Sensorsystem an einem axialen Ende der Trägerwelle montiert. Vorteilhaft wird dadurch eine einfache Montage des Sensorrades und gleichzeitig eine prozesssichere Detektion über den Sensor unter Berücksichtigung der restriktiven Bauraumdimensionen innerhalb einer Zylinderkopfhaube ermöglicht. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Sensorrad und folglich dann auch das Sensorsystem an einer beliebigen Position auf der Trägerwelle der Nockenwelle angeordnet sind.
In einer Ausführungsform umfasst das Schiebenockensystem zudem einen Aktuator mit wenigstens zwei Aktuator-Pins, wobei die Aktuator-Pins entsprechend der erforderlichen Schaltstellung der Nockenwelle abwechselnd in die Schaltnut der Schaltkulisse des Primärschiebenockenelements eingreifen. Der wenigstens eine Aktuator-Pin, insbesondere der Aktuator, und die wenigstens zwei Kopplungs-Pins, insbesondere das Verstellelement sind in einer Umfangsrichtung der Trägerwelle, insbesondere um 90°, versetzt angeordnet. Alternativ sind andere Winkelversätze, wie beispielsweise größer 90°, insbesondere 100° oder 120° oder kleiner 90°, denkbar. Hierdurch wird vorteilhaft wieder die vorherrschende Bauraumsituation optimal ausgenutzt.
Es ist denkbar einen Mehrfachaktuator mit wenigstens zwei Aktuator-Pins, insbesondere wenigstens drei Aktuator-Pins, vorzusehen, durch den die Schiebenockenelemente in wenigstens zwei, insbesondere drei, Axialpositionen bewegbar sind, um unterschiedliche Schaltstellungen, insbesondere zur zweistufigen, dreistufigen oder mehrstufigen Steuerung, für die Ventile zu ermöglichen. Durch die zwei Aktuator-Pins des Mehrfachaktuators können die durch das Verstellelement miteinander gekoppelten Schiebenockenelemente zwischen insgesamt zwei Axialpositionen verschoben werden. Bei dieser Ausführung weist der wenigstens eine Nockenabschnitt des jeweiligen Schiebenockenelements bevorzugt eine Hubnockenkontur (Verstellnocken) und eine Nullhubnockenkontur (Nullhubnocken) oder zwei Hubnockenkonturen mit unterschiedlichen Hüben auf. Durch die Kombination des Mehrfachaktuators mit zwei Aktuator-Pins und des Nockenabschnitts mit zwei Konturen wird eine zweistufige Steuerung des dem Nockenabschnitt zugeordneten Ventils ermöglicht. Bei einer Variante mit drei Aktuator-Pins des Mehrfachaktuators können die durch das Verstellelement miteinander gekoppelten Schiebenockenelemente zwischen insgesamt drei Axialpositionen verschoben werden. Bei dieser Ausführung weist der wenigstens eine Nockenabschnitt des jeweiligen Schiebenockenelements bevorzugt zwei Hubnockenkonturen mit unterschiedlichen Hüben und eine Nullhubnockenkontur oder insgesamt drei Hubnockenkonturen mit unterschiedlichen Hüben auf. Durch die Kombination des Mehrfachaktuators mit drei Aktuator-Pins und des Nockenabschnitts mit insgesamt drei Konturen wird eine dreistufige Steuerung des dem Nockenabschnitt zugeordneten Ventils ermöglicht.
In einer Ausführungsform umfasst die Schaltkulisse des Primärschiebenockenelements wenigstens eine erste Schaltnut zur Aufnahme des wenigstens einen Aktuator-Pins und wenigstens eine zweite Schaltnut zu Aufnahme des ersten Kopplungs-Pins. Der Aktuator-Pin greift, um das erste Schiebenockenelement in eine axiale Richtung zu bewegen, in die erste Schaltnut der Schaltkulisse des ersten Schiebenockenelements ein. Der Aktuator-Pin ist nicht in die axiale Richtung der Trägerwelle beweglich. Der Aktuator-Pin ist abschnittsweise in der ersten Schaltnut geführt und von wenigstens einer Flanke der Schaltnut begrenzt. Durch den Verlauf der Schaltnut ist das Schiebenockenelement in eine axiale Richtung verschiebbar. Der Aktuator-Pin ist zumindest während dem Verschiebevorgang in der Schaltnut angeordnet. Genauer ist der Aktuator-Pin zumeist schon etwa 180° vor dem Verschiebevorgang in der Schaltnut eingebracht bzw. angeordnet, insbesondere um Toleranzen, Temperaturunterschiede und Drehzahlunterschiede zu kompensieren. Auch nach dem Verschiebevorgang verbleibt der Aktuator-Pin vorteilhaft noch in der Schaltnut und wird erst etwa 100° später ausgeworfen.
Durch die voneinander getrennten Schaltnuten ist vorteilhafterweise ein phasenverschobenes Bewegen des Verstellelementes bzw. der Schiebenockenelemente möglich. Es ist des Weiteren denkbar, dass die erste Schaltnut und die zweite Schaltnut den gleichen Drehwinkel aufweisen, wobei der Radius der ersten Schaltnut größer ist als der Radius der zweiten Schaltnut. Dadurch ist ein versetztes Schalten der Schiebenockenelemente möglich. Alternativ sind andere Versetzungsgrade denkbar.
Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Schaltnut des Primärschiebenockenelements wenigstens abschnittsweise ein X-förmiges oder ein V-förmiges oder ein Y-förmiges Profil auf. Dadurch ist es möglich, dass das Primärschiebenockenelement eine zweite Schaltnut für den ersten Kopplungs-Pin umfasst, die derart angeordnet ist, dass der wenigstens eine Sekundärschiebenocken unmittelbar verschiebbar ist. Es ist des Weiteren denkbar, dass die erste Schaltnut des Primärschiebenockenelements Bereiche mit verschiedenen Radien aufweist, die jeweils einem Bereich des Primärschiebenockenelements, insbesondere einem Einfahrbereich, einem Verschiebebereich und einem Auswurfbereich, zugeordnet sind. Das hat ein weiches Ein- und Ausfahren des Aktuator-Pins sowie ein im Wesentlichen stufenloses Verschieben des Primärschiebenockenelements zur Folge.
Es ist ebenfalls denkbar, dass die zweite Schaltnut des Primärschiebenockenelements an einem axialen Ende des Primärschiebenockenelements neben der ersten Schaltnut als eine sich über den gesamten Umfang des Primärschiebenockenelements erstreckende Nut, insbesondere Ringnut, mit einem konstanten Radius ausgebildet ist, in welcher zweiten Schaltnut der erste Kopplungs-Pin derart dauerhaft angeordnet ist, dass eine axiale Verschiebung des Primärschiebenockenelements unmittelbar auf das Verstellelement übertragbar ist. Genauer ist es so möglich, dass lediglich von der Schaltkulisse des wenigstens einen Sekundärschiebenockenelements eine zeitversetzte bzw. phasenverschobene axiale Bewegung des wenigstens einen Sekundärschiebenockenelementes abhängig ist. Vorteilhaft ist der erste Kopplungs-Pin dauerhaft in der zweiten Schaltnut angeordnet. Bei einer Verschiebung des Primärschiebenockenelements wirkt der erste Kopplungs-Pin derart mit der zweiten Schaltnut zusammen, dass die axiale Bewegung des Primärschiebenockenelements auf das Verstellelement übertragen wird
Es ist denkbar, dass die Schaltkulisse des Sekundärschiebenockenelements wenigstens abschnittsweise ein V-förmiges Profil aufweist. Das V-förmige Profil ist einfach realisierbar, beispielsweise durch Fräsen. Vorteilhaft weisen bei einer Ausgestaltung von mehr als einem Sekundärschiebenockenelement alle Sekundärschiebenockenelemente wenigstens abschnittsweise ein V-förmiges Profil auf, wobei die V-förmigen Profile jeweils einen konstanten Radius aufweisen. Die V-förmigen Profile mit konstantem Radius sind vorteilhaft, da keine Einfahr- oder Auswurfbahn in den Sekundärschiebenockenelementen notwendig sind.
Vorteilhafterweise umfasst die Trägerwelle wenigstens ein drittes, insbesondere wenigstens ein viertes, Sekundärschiebenockenelement. Dadurch ist das Schiebenockensystem in größeren Brennkraftmaschinen einsetzbar. Es ist denkbar, dass das Schiebenockensystem mehrere Nockenwellen umfasst.
Besonders bevorzugt sind die Schaltnuten des Primärschiebenockenelements und des ersten sowie des zweiten Sekundärschiebenockenelements in einem Drehwinkel derart versetzt zueinander angeordnet, dass das erste und das zweite Sekundärschiebenockenelement jeweils zeitversetzt zum Primärschiebenockenelement entlang einer Längsrichtung der Trägerwelle verschiebbar sind. Dadurch ist ein zeitversetztes beeinflussen der Ventilzeiten, wie beispielsweise Aktivieren und/oder Deaktivieren der Ventile eines Zylinders, insbesondere mehrerer Zylinder möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Schaltnuten des Primärschiebenockenelements und des Sekundärschiebenockenelements in einem Drehwinkel derart versetzt zueinander angeordnet, dass das wenigstens eine Sekundärschiebenockenelement zeitversetzt zum Primärschiebenockenelement entlang einer Längsrichtung der Trägerwelle verschiebbar ist. Die zeitversetzte Verschiebung des Sekundärschiebenockenelements ermöglicht ein zeitversetztes Aktivieren und/oder Deaktivieren der Ventile eines Zylinders einer Brennkraftmaschine.
Es ist des Weiteren möglich, dass die Schiebenockenelemente, insbesondere das Primärschiebenockenelement und das Sekundärschiebenockenelement, als Doppelschiebenockenelemente ausgebildet sind, wobei jedes der Doppelschiebenockenelemente dazu ausgebildet ist, Ventile von zwei Zylindern zu steuern.
Auf den jeweiligen Schiebenockenelementen, sprich dem Primärschiebenockenelement und dem wenigstens einen Sekundärschiebenockenelement, können Ventilnocken, insbesondere Nockenabschnitte mit einer oder mehreren Nockenkonturen, von einem einzigen Zylinder als auch Ventilnocken, insbesondere Nockenabschnitte mit einer oder mehreren Nockenkonturen, von mehreren benachbarten Zylindern angeordnet sein. Die Ventilnocken des jeweiligen Schiebenockenelements können unterschiedliche Ventilhübe aufweisen. Beispielsweise können Doppelschiebenockenelemente zum Einsatz kommen, die Ventilnocken von zwei benachbarten Zylindern umfassen. Mit anderen Worten können die Doppelschiebenockenelemente dazu ausgebildet sein, Ventile von zwei benachbarten, insbesondere separaten, Zylindern zu betätigen. Hierbei kann die Nockenwelle genau zwei Doppelschiebenockenelemente aufweisen, wobei jedes Doppelschiebenockenelement im Betrieb wenigstens ein Ventil von zwei benachbarten Zylindern steuert. Derartige Nockenwellen können bei Vierzylinder- Varianten von Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen. Alternativ können die Schiebenockenelemente dazu ausgebildet sein, wenigstens ein Ventil von einem einzigen Zylinder zu steuern. Hierbei kann die Nockenwelle genau drei Schiebenockenelemente aufweisen. Derartige Nockenwellen können bei Dreizylinder-Varianten von Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen.
Generell können auf zumindest einem der Schiebenockenelemente bzw. Doppelschiebenockenelemente, sprich dem Primärschiebenockenelement und dem wenigstens einen Sekundärschiebenockenelement, sowohl Ventilnocken für zugehörige Einlassventile und/oder zugehörige Auslassventile angeordnet sein. Die Kombination von Ventilnocken für zugehörige Einlassventile und zugehörige Auslassventile auf dem oder den Schiebenockenelementen bzw. Doppelschiebenockenelementen kann für Brennkraftmaschinen mit nur einer Nockenwelle Anwendung finden. Diese Nockenwelle kann beispielsweise als einzelne oben-angeordnete Nockenwelle „Single Overhead Camshaft (SOHC)“ in Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen.
Vorzugsweise weist der jeweilige Nockenabschnitt wenigstens zwei Hubnockenkonturen (Verstellnocken), insbesondere wenigstens drei Hubnockenkonturen, zum Betätigen des Ventils auf, wobei die Hubnockenkonturen jeweils unterschiedliche Hübe umfassen. Dadurch kann das zugehörige Ventil in zwei Schaltstufen betrieben werden. Mit anderen Worten kann bei einem axialen Verschieben des Schiebenockenelements das zugehörige Ventil mit zwei unterschiedlichen Hüben betätigt werden. Bei einer weiteren Variante kann der jeweilige Nockenabschnitt wenigstens drei Hubnockenkonturen mit unterschiedlichen Hüben aufweisen. Dadurch kann das zugehörige Ventil in insgesamt drei Schaltstufen betrieben werden. Beim axialen Verschieben des Schiebenockenelements kann das zugehörige Ventil somit mit drei unterschiedlichen Hüben beaufschlagt werden. Die beschriebene mehrstufige Steuerung eines Ventils eines Zylinders ermöglicht eine erhöhte Variabilität bei der Steuerung des Ventils und somit der Brennkraftmaschine. Beispielsweise kann dadurch der Wechsel zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi der Brennkraftmaschine, bspw. Volllastbetrieb, Teillastbetrieb durchgeführt werden.
Weiter ist es denkbar, dass der Nockenabschnitt zusätzlich wenigstens eine Nullhubnockenkontur (Nullhubnocken) zum Abschalten des dem Ventil zugeordneten Zylinders aufweist, wobei die Nullhubnockenkontur an eine/die Hubnockenkontur angrenzt. Der Nockenabschnitt kann eine Hubnockenkontur und eine angrenzende Nullhubnockenkontur aufweisen. Beim axialen Verschieben des entsprechenden Schiebenockenelements, sprich dem Primärschiebenockenelement oder dem Sekundärschiebenockenelement, kann dabei zwischen der Hubnockenkontur oder der Nullhubnockenkontur gewechselt werden. Dies entspricht einer zweistufigen Steuerung des Ventils. Alternativ kann der Nockenabschnitt zwei Hubnockenkonturen mit unterschiedlichen Hüben und eine angrenzende Nullhubnockenkontur aufweisen. Beim axialen Verschieben des Schiebenockenelements kann dabei zwischen den beiden Hubnockenkonturen oder zwischen einer der beiden Hubkonturen und der Nullhubnockenkontur gewechselt werden. Dies entspricht einer dreistufigen Steuerung des Ventils. Weitere Kombinationen aus mehreren Hubnockenkonturen und/oder wenigstens einer Nullhubnockenkontur sind möglich.
Im Rahmen der Erfindung entspricht die Hubnockenkontur einer Kontur, die im Betrieb einen Hub des zugehörigen Ventils bewirkt. Die Hubnockenkontur ist Teil eines Hubnockens. Die Nullhubnockenkontur bewirkt keinen Hub des zugehörigen Ventils. Die Nullhubnockenkontur ist Teil eines Nullhubnockens. Die Nullhubnockenkontur ist vorzugsweise kreisrund, insbesondere zylindrisch, ausgebildet. Die Nullhubnockenkontur dient vorteilhaft zur Zylinderabschaltung.
In einer weiteren Ausführungsform sind das Primärschiebenockenelement und der (Mehrfach-) Aktuator in einem ersten Axialbereich der Trägerwelle angeordnet und das erste Sekundärschiebenockenelement und/oder das zweite Sekundärschiebenockenelement ist/sind in einem zweiten an den ersten Axialbereich angrenzenden Axialbereich der Trägerwelle angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform sind das Primärschiebenockenelement und der Aktuator in Längsrichtung der Trägerwelle zwischen dem ersten und dem zweiten Sekundärschiebenockenelement, insbesondere mittig, angeordnet und das erste und/oder zweite Sekundärschiebenockenelement ist/sind in einem zweiten an den ersten Axialbereich angrenzenden Axialbereich der Trägerwelle angeordnet. Durch eine unterschiedliche Anordnung der Schiebenockenelemente sowie des Aktuators ist das Schiebenockensystem variabel an die vorliegende Bauraumsituation und die Toleranzlage anpassbar.
Bei dem beschriebenen Schiebenockensystem ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu dem Sensorrad gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und zu dem Sensorsystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Eine Ausführungsform eines aus dem benannten Stand der Technik bekannten Schiebenockensystems sowie Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensorrades, des erfindungsgemäßen Sensorsystems sowie des erfindungsgemäßen Schiebenockensystems werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform eines aus dem benannten Stand der Technik bekannten Schiebenockensystems,
2 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorrades,
3 in einer Draufsicht die in der 2 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorrades,
4 in einer seitlichen Ansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems,
5 in einer perspektivischen Ansicht die in der 4 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems,
6 in einer perspektivischen Ansicht ein Ausschnitt C aus der in der 5 gezeigten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems, und
7 in einer Draufsicht der in der 6 gezeigte Ausschnitt C.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 7 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform eines Schiebenockensystems 1 gemäß dem benannten Stand der Technik dargestellt. Das Schiebenockensystem 1 umfasst drei Schiebenockenelemente 22, 23, 24. Die Nockenabschnitte 26a, 26b der Schiebenockenelemente 22, 23, 24 mit den entsprechenden Nockenkonturen sind ausschließlich auf einer Seite in axialer Richtung neben der jeweiligen Schaltkulisse 25 angeordnet. Auf die Schaltkulissen 25 wird später näher eingegangen. Die Schiebenockenelemente 22, 23, 24 weisen dabei jeweils zwei Nockenabschnitte 26a, 26b auf, in denen jeweils zwei Nockenkonturen, insbesondere zwei Verstellnocken 2/ zwei Hubnockenkonturen 2 ausgebildet sind. Es wäre jedoch auch denkbar, dass anstelle der beiden Verstellnocken 2/Hubnockenkonturen 2 lediglich ein Verstellnocken 2/eine Hubnockenkontur 2 und ein Nullhubnocken/eine Nullhubnockenkontur ausgebildet sind. Dabei grenzt ein jeweiliger erster Nockenabschnitt 26a an die Schaltkulisse 25 des jeweiligen Schiebenockenelements 22, 23, 24 an, wobei der zweite Nockenabschnitt 26b in axialer Richtung vom dem ersten Nockenabschnitt 26a beabstandet angeordnet ist. Die Nockenabschnitte 26a, 26b des jeweiligen Schiebenockenelements 22, 23. 24 sind vorteilhaft gleich ausgebildet. Alternativ ist möglich, dass sich die Nockenabschnitte 26a, 26b des jeweiligen Schiebenockenelements 22, 23. 24 voneinander unterscheiden.
Wie bereits oben erwähnt, ist es möglich, dass die jeweiligen Nockenabschnitte 26a, 26b keinen Nullhubnocken 3, sondern zwei Verstellnocken 2 aufweisen. Auch ist es denkbar, dass die abgebildeten Nockenabschnitte 26a, 26b pro Schiebenockenelement 22, 23, 24 unterschiedliche Hübe aufweisen.
Durch die Ausbildung der Nockenabschnitte 26a, 26b mit zwei verschiedenen Nockenelementen bzw. Nockenkonturen kann das dem jeweiligen Nockenabschnitt 26a, 26b zugeordnete Ventil eines Zylinders im Betrieb in zwei unterschiedlichen Schaltstellungen gesteuert werden. Konkret können im Betrieb durch die Verstellnocken 2 ein definierter Hub auf das Ventil übertragen und somit das Ventil betätigt werden. Zusätzlich kann im Betrieb durch die Nullhubnocken 3 der dem Ventil zugeordnete Zylinder abgeschaltet werden. Man spricht hier von einer zweistufigen Steuerung des Ventils des Zylinders.
Das erste Schiebenockenelement, insbesondere das Primärschiebenockenelement 22 umfasst eine erste Schaltnut 27 und eine zweite Schaltnut 28. Die erste Schaltnut 27 ist Y-förmig ausgebildet. Die zweite Schaltnut 28 erstreckt sich entlang einer Umfangsrichtung des Primärschiebenockenelements 22 in Gestalt einer Ringnut. Die Schaltnuten 29 des zweiten und des dritten Schiebnockenelements, insbesondere des ersten und zweiten Sekundärschiebenockenelementes 23, 24 sind V-förmig ausgebildet. Zwischen dem ersten und zweiten Sekundärschiebenockenelement 23, 24 ist ein Arretierelement 19 angeordnet. Das Arretierelement 19 weist eine Kreisscheibe bzw. eine Ringscheibe auf. Das Arretierelement 19 ist drehfest auf der Trägerwelle 21 der Nockenwelle 20 angeordnet. Die Kreisscheibe bzw. die Ringscheibe weist eine Aussparung auf. Die Aussparung erstreckt sich entlang einer Umfangsrichtung der Kreisscheibe bzw. der Ringscheibe.
Das Verstellelement 40 ist in einem Drehwinkel um die Längsachse der Trägerwelle 21 versetzt zu den Aktuator-Pins 31 eines Aktuators 30 angeordnet. An dem Verstellelement 40 sind in axialer Richtung versetzt Kopplungs-Pins 41, 42, 43 angeordnet. Der erste Kopplungs-Pin 41 greift in die zweite Schaltnut 28 des Primärschiebenockenelements 22 ein. Der zweite Kopplungs-Pin 42 greift in die Schaltnut 29 des ersten Sekundärschiebenockenelements 23 und der dritte Kopplungs-Pin 43 greift in die Schaltnut 29 des zweiten Sekundärschiebenockenelements 24 ein. Zwischen dem ersten Kopplungs-Pin 41 und dem zweiten Kopplungs-Pin 42 ist eine Feder-Kugel Arretierung 44 angeordnet. Anstelle des Feder-Kugel-Mechanismus sind auch andere Formen von Arretierungen möglich. Das Verstellelement 40 weist ein Widerlagerelement 10 auf. Das Widerlagerelement 10 ist als ein Fortsatz ausgebildet, der sich in eine Richtung orthogonal zu einer Längsrichtung des Verstellelements 40 wegerstreckt bzw. sich in Richtung der Nockenwelle 20 erstreckt. Andere Formen sind alternativ möglich. Das Widerlagerelement 10 ist zwischen dem ersten Kopplungs-Pin 41 und dem zweiten Kopplungs-Pin 42 angeordnet.
In der 1 ist ein axiales Lager 45 für das Arretierelement 19 gut erkennbar. Das axiale Lager 45 ist als ein Einzelteil ausgebildet. Das axiale Lager weist einen Verbindungsabschnitt auf, der mit einem hier nicht gezeigten Zylinderkopf verbunden ist. Alternativ kann das axiale Lager 45 einteilig mit diesem Zylinderkopf ausgebildet sein. Das axiale Lager 45 umfasst einen Durchgangsspalt.
In den 2 und 5 ist jeweils in unterschiedlicher Ansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorrades 110 gezeigt. Das Sensorrad 110 weist einen Arretierabschnitt 120 sowie einen Geberabschnitt 130 auf. Die Abschnitte 120, 130 sind in axialer Richtung A bzw. axial A benachbart zueinander bzw. nebeneinander ausgebildet. Beide Abschnitte 120, 130 weisen einen gemeinsamen Kreisscheibendurchlass 140 mit einer Innenverzahnung 141 auf. Dieser Kreisscheibendurchlass 140 dient dazu das Sensorrad 110 auf eine hier nicht gezeigte Trägerwelle einer Nockenwelle, insbesondere drehfest und vorteilhaft auch verschiebefest anzuordnen. Es ist alternativ denkbar, dass der Kreisscheibendurchlass 140 glatt, also ohne Verzahnung, insbesondere ohne Innenverzahnung 141 ausgebildet ist. Je nach Ausgestaltung der Oberfläche des Kreisscheibendurchlasses 140 sowie einer Oberfläche der Trägerwelle 21 ergeben sich unterschiedliche Möglichkeiten der Welle-Nabe-Verbindung, sprich der Sensorrad-Trägerwelle-Verbindung. Demnach kann das Sensorrad 110 auf die Trägerwelle 21 gepresst sein oder mit dieser verschweißt sein usw. Der Arretierabschnitt 120 weist einen Wirkbereich 121 und einen Kontaktbereich 122 auf. Der Wirkbereich 121 erstreckt sich zumindest abschnittsweise in Gestalt einer Kreisscheibe, insbesondere einer Halbkreisscheibe und folglich in Teilkreisscheibenform in Umfangsrichtung. Der Wirkbereich 121 erstreckt sich zudem in radialer Richtung R bzw. radial R über den Geberabschnitt 130 hinaus. Der Kontaktbereich 122 kontaktiert den Geberabschnitt 130 zumindest abschnittsweise. Der Kontaktbereich122 ist im Wesentlichen identisch hinsichtlich der radialen Erstreckung zum Geberabschnitt 130. Der Kontaktbereich 122 stellt im Wesentlichen den Bereich der Aussparung des Wirkbereiches 121 dar. Also der in Umfangsrichtung erstreckende Bereich, in welchem der Wirkbereich 121 des Arretierabschnittes 120 nicht ausgebildet ist. Insbesondere stellt der Kontaktbereich 122 folglich eine Freistellung des Wirkbereiches 121 dar. Diese Freistellung erstreckt sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung. Der Geberabschnitt 130 weist eine Vielzahl von Aussparungen 131 auf. Diese Aussparungen 131 erstrecken sich ausgehend von der Au-ßenumgangsfläche des Geberabschnittes 130 zumindest radial R nach innen und in Umfangsrichtung. Basierend auf den Aussparungen 131 weist der Geberabschnitt 130 folglich Sensorflanken 132 auf. Die Aussparungen 131 und die Sensorflanken 132 können unterschiedlich groß dimensioniert sein und sind vorteilhaft in Umfangsrichtung ungleich zueinander beabstandet ausgebildet.
Der Arretierabschnitt 120 und der Geberabschnitt 130 sind in axialer Richtung A betrachtet nebeneinander ausgebildet und können aus zwei unterschiedlichen Werkstücken mit gleichem Werkstoff oder unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein. In diesem Falle wurden die beiden Abschnitte 120, 130 dann zur Bildung des Sensorrades 110 aneinandergefügt. Es ist jedoch auch denkbar, dass beide Abschnitte 120, 130 aus einem gemeinsamen Werkstück geformt sind und folglich aus einem identischen Werkstoff bestehen.
Der Arretierabschnitt 120 dient zur Wechselwirkung mit einem Widerlagerelement eines Verstellelementes eines Schiebenockensystems, wie in den nachfolgenden 4 und 5 noch verdeutlicht. Der Geberabschnitt 130 dient zur Wechselwirkung mit einem hier nicht gezeigten Sensor zumindest zur Ermittlung der Drehzahl des Sensorrades 110, vorteilhaft auch zur Ermittlung der Drehwinkellage der Nockenwelle.
In den 4 und 5 ist jeweils in unterschiedlichen Ansichten eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems 1 gezeigt. In der 6 ist zudem in einer perspektivischen Ansicht ein Ausschnitt C und in der 7 in einer Draufsicht dieser Abschnitt C dieses erfindungsgemäßen Schiebenockensystems dargestellt. Demnach werden die 4 bis 7 nachfolgend gemeinsam erläutert. Das Schiebenockensystems 1 umfasst eine Nockenwelle 20 mit einer Trägerwelle 21 sowie auf der Trägerwelle 21 angeordnete Schiebenockenelemente 22, 23, 24, insbesondere ein Primärschiebenockenelement 22 und zwei Sekundärschiebenockenelemente 23, 24, welche jeweils axial beweglich zu einer Längsachse der Trägerwelle 21 angeordnet sind. Die Schiebenockenelemente 22, 23, 24 umfassen jeweils eine Schaltkulisse 25 und mindestens einen Nockenabschnitt 26, insbesondere einen ersten Nockenabschnitt 26a und einen zweiten Nockenabschnitt 26b. Dabei ist der jeweilige erste Nockenabschnitt 26a direkt bzw. unmittelbar in axialer Richtung A betrachtet benachbart zur jeweiligen Schaltkulisse der Schiebenockenelemente 22, 23, 24 angeordnet, wobei der zweite Nockenabschnitt 26b im Wesentlichen an einem axialen Ende des jeweiligen Schiebenockenelements 22, 23, 24 ausgebildet ist. Es ist denkbar, dass jeder Nockenabschnitt 26a, 26b, insbesondere jeder erste Nockenabschnitt 26a und/oder jeder zweite Nockenabschnitt 26b jeweils einen Verstellnocken 2, insbesondere eine Hubnockenkontur 2, und einen Nullhubnocken 3, insbesondere eine Nullhubnockenkontur 3, oder zwei Verstellnocken 2, wie zur 1 erläutert, aufweisen. Es ist ebenfalls denkbar, dass die jeweiligen Nockenabschnitte 26a, 26b, insbesondere die jeweiligen ersten Nockenabschnitte 26a unterschiedlich zu den jeweiligen zweiten Nockenabschnitten 26b ausgebildet sind. Die Schaltkulisse 25 des Primärschiebenockenelements 22 umfasst eine erste Schaltnut 27 und eine zweite Schaltnut 28. Die erste Schaltnut 27 ist wenigstens abschnittsweise V-förmig oder Y-förmig. Die Breite der ersten Schaltnut 27 ist nicht konstant. Unter der Breite ist der Abstand der Flanken der ersten Schaltnut 27 in axialer Richtung zur Trägerwelle 21 zu verstehen. Die Flanken der ersten Schaltnut 27 nähern sich im V-förmigen oder V-förmigen Abschnitt aneinander an. Die Breite der zweiten Schaltnut 28 ist konstant. Die erste Schaltnut 27 weist abschnittsweise einen größeren Radius als die zweite Schaltnut 28 auf. Unter Radius ist der Betrag des Abstands der Nutgrundfläche der ersten oder der zweiten Schaltnut 27, 28 von der Mittellängsachse der Trägerwelle 21 zu verstehen. Somit bestimmen der Außendurchmesser der Schaltkulisse 25 und der Radius der Nutgrundfläche die Nuttiefe. Die erste Schaltnut 27 weist einen variierenden Radius auf. Das bedeutet, dass die erste Schaltnut 27 abschnittsweise Bereiche mit einem größeren Radius und einem kleineren Radius aufweist. Die Änderung des Radius erfolgt stufenlos. Die Bereiche sind jeweils einem Einfahrbereich, einem Ausfahrbereich für die Aktuator-Pins 31 oder einem Verschiebebereich zugeordnet. Die zweite Schaltnut 28 weist einen konstanten Radius auf. Die Breite der zweiten Schaltnut 28 ist kleiner als die Breite der ersten Schaltnut 27.
Der insbesondere in den 4 und 5 gezeigte Aktuator 30 weist zwei Aktuator-Pins 31 auf, welche an der Trägerwelle 21 angeordnet sind bzw. sich in Richtung der Trägerwelle 21 erstrecken. Die Aktuator-Pins 31 sind im Wesentlichen lediglich in eine Richtung orthogonal zur Mittellängsachse der Trägerwelle 21 beweglich. Die Aktuator-Pins 31 sind der ersten Schaltnut 27 des Primärschiebenockenelementes 22 zugeordnet. Das bedeutet, dass die Aktuator-Pins 31 nur mit der ersten Schaltnut 27 zusammenwirken. Die Aktuator-Pins 31 sind in axialer Richtung der Trägerwelle 21 voneinander beabstandet. Dadurch ist abhängig von der Position des Primärschiebnockenelements 22 einer der beiden Aktuator-Pins 31 in die erste Schaltnut 27 des Primärschiebnockenelements 22 einführbar bzw. in Eingriff mit der ersten Schaltnut 27. Durch das Einführen der Aktuator-Pins 31 ist eine axiale Bewegung des Primärschiebnockenelements 22 einleitbar.
Dazu wird ein Aktuator-Pin 31 in die erste Schaltnut 27 eingeführt. Durch die Verkleinerung der Nutbreite wirkt der eingeführte Aktuator-Pin 31 mit einer Flanke der ersten Schaltnut 27 des Primärschiebnockenelements 22 zusammen. Genauer beaufschlagt der eingeführte Aktuator-Pin 31 eine Flanke der ersten Schaltnut 27 mit einer der Flanke entgegen gerichteten Kraft. Dadurch erfolgt die axiale Verschiebung des Primärschiebnockenelements 22. Die Richtung der Verschiebung hängt somit von der Flanke ab, mit welcher der eingeführte Aktuator-Pin 31 zusammenwirkt. Jeder Flanke der ersten Schaltnut 27 ist ein Aktuator-Pin 31 zugeordnet.
Parallel zur Trägerwelle 21 ist das Verstellelement 40 angeordnet. Das Verstellelement 40, welches auch als Schubstange bezeichnet werden kann, ist axial beweglich. Das Verstellelement ist vorteilhaft um 90° insbesondere um 100° oder 120° zu den Aktuator-Pins 31 versetzt angeordnet. Alternativ sind andere Winkelversätze denkbar. Das Verstellelement 40 umfasst einen ersten Kopplungs-Pin 41, einen zweiten Kopplungs-Pin 42 und einen dritten Kopplungs-Pin 43. Der erste dritte Kopplungs-Pin 41 ist an einem axialen Ende des Verstellelementes 40 angeordnet. Die Kopplungs-Pins 41, 42, 43 erstrecken sich orthogonal zur Mittellängsachse der Trägerwelle 21. Der erste Kopplung-Pin 41 ist dem Primärschiebenockenelement 22, insbesondere der zweiten Schaltnut 28 des Primärschiebenockenelements 22, der zweite Kopplungs-Pin 42 ist dem ersten Sekundärschiebenockenelement 23 und der dritte Kopplungs-Pin 43 ist dem zweiten Sekundärschiebenockenelement 24 zugeordnet. Sofern mehr als zwei Sekundärschiebenockenelemente 23, 24 auf der Trägerwelle 21 angeordnet werden sollen, muss auch das Verstellelement 40 entsprechend weitere Kopplungs-Pins aufweisen. Der erste Kopplungs-Pin 41 steht dauerhaft in Eingriff mit der zweiten Schaltnut 28 des Primärschiebenockenelements 22. Der zweite Kopplungs-Pin 42 steht dauerhaft in Eingriff mit der Schaltnut 29 des ersten Sekundärschiebenockenelements 23 und der dritte Kopplungs-Pin 43 steht dauerhaft in Eingriff mit der Schaltnut 29 des zweiten Sekundärschiebenockenelements 24.
Der erste Kopplungs-Pin 41 wird von einer Flanke der zweiten Schaltnut 28 mit einer Kraft beaufschlagt. Das Verstellelement 40 wird in Wirkrichtung dieser Kraft verschoben. Da das Verstellelement 40 und somit die Kopplungs-Pins 41, 42, 43 um 90° in Umfangsrichtung von den Aktuator-Pins 31 und folglich dem Aktuator 30 versetzt sind und die erste und die zweite Schaltnut 27, 28 im gleichen Drehwinkel angeordnet sind, erfolgt die Verschiebung des Verstellelementes 40 entsprechend zeitlich versetzt beziehungsweise phasenverschoben.
Durch das Verschieben des Verstellelements 40 wird der zweite Kopplungs-Pin 42 in der Schaltnut 29 axial bewegt. Genauer wird der zweite Kopplungs-Pin 42 zu einer der Flanken der Schaltnut 29 bewegt. Der zweite Kopplungs-Pin 42 wirkt im Wesentlichen auf die gleiche Art mit der Schaltnut 29 zusammen wie die Aktuator-Pins 31 mit der ersten Schaltnut 27 des Primärschiebenockenelements 22. Jedoch wird vorteilhaft der zweite Kopplungs-Pin 42, wie auch die anderen Kopplungs-Pins 41, 43 nicht in die Schaltnuten 28 bzw. 29 eingefahren bzw. ausgefahren. Vielmehr verbleiben die Kopplungs-Pins 41, 42, 43 dauerhaft in deren entsprechend zugeordneten Schaltnuten 28 bzw. 29. Entsprechendes gilt für den dritten Kopplungs-Pin 43.
Des Weiteren weist das Verstellelement ein Widerlagerelement 10 auf. Das Widerlagerelement 10 ist an einem axialen Ende des Verstellelementes 40 angeordnet, welches dem axialen Ende des Verstellelementes gegenüberliegt, an welchem der erste Kopplung-Pin 41 angeordnet ist. Diese Anordnung ist erforderlich, um mit einem nachfolgend beschriebenen Sensorsystem 100, insbesondere Sensorrad 110 zu interagieren, welches an einem axialen Ende der Trägerwelle 21 auf dieser fixiert ist. Somit ist es auch denkbar, dass das Widerlagerelement 10 an einer anderen beliebigen Position am Verstellelement 40 ausgebildet ist, insbesondere, wenn auch das Sensorrad 110 an einer entsprechenden Position an der Trägerwelle 21 angeordnet ist. Das bedeutet, wenn das Sensorrad 110 beispielsweise zwischen dem ersten Sekundärschiebenockenelement 23 und dem zweiten Sekundärschiebenockenelement 24 auf der Trägerwelle 21 positioniert ist, ist das Widerlagerelement 10 zwischen dem zweiten Kopplungs-Pin 42 und dem dritten Kopplungs-Pin 43 an dem Verstellelement 40 ausgebildet.
Das Widerlagerelement 10 selbst ist, wie beispielsweise in den 5 und 6 verdeutlicht, als Vorsprung, Fortsatz oder in dessen Gestalt zumindest vergleichbar zu den Kopplungs-Pins 41, 42, 43 am Verstellelement 40 ausgebildet. Das Widerlagerelement 10 erstreckt sich orthogonal zur Längsachse der Trägerwelle 21 und folglich orthogonal zur Längsachse des Verstellelementes 40. Das Widerlagerelement 10 kann auch aus einer Vielzahl an Fortsätzen, insbesondere zwei oder drei Fortsätzen bestehen, welche axial nebeneinander angeordnet sind und sich jeweils orthogonal zur Längsachse der Trägerwelle 21 bzw. des Verstellelements 40 erstrecken.
Des Weiteren ist insbesondere in den 4 und 5 ein Sensorsystem 100 gezeigt. Dieses Sensorsystem 100 weist einen Sensor 200 sowie ein Sensorrad 110, welches auch in den 6 und 7 verdeutlicht dargestellt ist, auf. Das Sensorrad 110 weist einen Arretierabschnitt 120 und einen Geberabschnitt 130 auf. Beide Abschnitte 120, 130 liegen in einer gemeinsamen sich zumindest in radialer Richtung R erstreckenden Ebene. Das bedeutet, dass der Arretierabschnitt 120 und der Geberabschnitt 130 folglich nicht in axialer Richtung A betrachtet nebeneinander oder unmittelbar benachbart zueinander ausgebildet sind. Der Arretierabschnitt 120 weist einen Wirkbereich 121 auf, welcher sich in Gestalt einer Halbkreisscheibe oder eines Halbkreisringes oder eines Vorsprunges zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung erstreckt. Der Wirkbereich 121 überragt radial den Geberabschnitt 130 des Sensorrades 110. Der Geberabschnitt 130 ist im Wesentlichen in Gestalt einer vollumfänglichen Kreisscheibe ausgebildet. Der Geberabschnitt 130 weist eine Vielzahl an Ausnehmungen 133 auf, welche sich in Umgangsrichtung ungleichmäßig verteilt ausgehend von einer Stirnfläche oder Seitenfläche des Sensorrades110 axial nach innen sowie zumindest abschnittsweise radial und in Umfangsrichtung erstrecken. Die Ausnehmungen 133 selbst weisen dabei eine unterschiedliche Größe auf. Die Ausnehmungen 133 bilden vorteilhaft ebenfalls Sensorflanken aus, welche dementsprechend mit dem Sensor 200 beispielsweise zur Ermittlung der Drehwinkellage verwendet werden. Der Bereich des Sensorrades 110, in welchem kein Wirkbereich 121 ausgebildet ist, kann beispielsweise als Freistellung des Arretierabschnittes 120 bezeichnet werden.
Das Widerlagerelement 10 des Verstellelements 40 begrenzt den Arretierabschnitt 120, insbesondere den Wirkbereich 121 des Arretierabschnittes 120 in axialer Richtung. Das bedeutet, dass sich das Verstellelement 40 mit dem Widerlagerelement 10 gegen den Arretierabschnitt 120, insbesondere den Wirkbereich 121 des Arretierabschnittes 120 des Sensorrades 110 abstützt. Folglich nimmt der Arretierabschnitt 120, insbesondere der Wirkbereich 121 des Arretierabschnittes 120 die Schaltkräfte der Schiebenockenelemente 22, 23, 24, genauer der Sekundärschiebenockenelemente 23, 24 auf. Die Freistellung des Sensorrades 110 ist derart auf einem Drehwinkel des Sensorrades 110 ausgebildet, dass bei einer axialen Positionsänderung des Verstellelementes 40 der Arretierabschnitt 120, insbesondere der Wirkbereich 121 des Arretierabschnittes 120 nicht mit dem Widerlagerelement 10 kollidiert.
Der Arretierabschnitt 120, insbesondere der Wirkbereich 121 des Arretierabschnittes 120 weist eine erste bzw. linke Flanke 121a und eine zweite bzw. rechte Flanke 120b auf. Der Arretierabschnitt 120, insbesondere der Wirkbereich 121 des Arretierabschnittes 120 ist, wie oben aufgeführt, nicht vollumfänglich in Umfangrichtung ausgebildet, sondern weist eine Freistellung auf, um ein Verschieben des Verstellelementes 40 entlang der Längsachse der Trägerwelle 21 zu ermöglichen. Das Widerlagerelement 10 kontaktiert, wie beispielsweise in den 5 und 6 ersichtlich, zur Aufnahme von Axialkräften zumindest zwischen zwei Schaltungen des Primärschiebenockenelements 22 wenigstens eine der Flanken 121a, 121b, wie im vorliegenden Fall die zweite bzw. rechte Flanke 121b des Wirkbereiches 121 des Arretierabschnittes 120. Bei einem Einfahren des rechten Aktuator-Pins 31 (vgl. 4) in die erste Schaltnut 27 wird das Primärschiebenockenelement 22 nach rechts verschoben, sodass das Widerlagerelement 10 entlang der Freistellung des Wirkbereiches 121 des Arretierabschnittes 120 auf die Seite der ersten bzw. linken Flanke 121a wandert. Infolgedessen wird bei einem Einfahren des linken Aktuator-Pins 31 in die erste Schaltnut 27 das Primärschiebenockenelement 22 nach links verschoben, sodass das Widerlagerelement 10 entlang der Freistellung des Wirkbereiches 121 des Arretierabschnittes 120 auf die Seite der zweite bzw. rechte Flanke 121b wandert.
Bezugszeichenliste

1: Schiebenockensystem
2: Verstellnocken/Hubnockenkontur
3: Nullhubnocken/Nullhubnockenkontur
10: Widerlagerelement
19: Arretierelement
20: Nockenwelle
21: Trägerwelle
22: Primärschiebenockenelement
23: (erstes) Sekundärschiebenockenelement
24: (zweites) Sekundärschiebenockenelement
25: Schaltkulisse
26: Nockenabschnitt
26a: erste Nockenabschnitt
26b: zweite Nockenabschnitt
27: erste Schaltnut des Primärschiebenockenelementes
28: zweite Schaltnut des Primärschiebenockenelementes
29: Schaltnut des Sekundärschiebenockenelementes
30: Aktuator
31: Aktuator-Pin
40: Verstellelement
41: Kopplungs-Pin
42: Kopplungs-Pin
43: Kopplungs-Pin
44: Feder-Kugel-Arretierung
45: axiales Lager
60: Aufnahmeelement
70: Schiebehülse
71: Innenlängsverzahnung
100: Sensorsystem
110: Sensorrad
120: Arretierabschnitt
121: Wirkbereich
121a: erste/linke Flanke
121b: zweite/rechte Flanke
122: Kontaktbereich
130: Geberabschnitt
131: Aussparungen
132: Sensorflanken
133: Ausnehmungen
140: Kreisscheibendurchlass
141: Innenlängsverzahnung
200: Sensor
R: radiale Richtung/radial
A: axiale Richtung/axial

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 102019107626 [0002]

Claims

Sensorrad (110) für eine Nockenwelle (20) einer Brennkraftmaschine, welches Sensorrad (110) in Gestalt einer Kreisscheibe oder Ringscheibe ausgestaltet ist und einen Arretierabschnitt (120) sowie einen Geberabschnitt (130) aufweist, welche beiden Abschnitte (120, 130) einen gemeinsamen zentralen Kreisscheibendurchlass (140) aufweisen und wobei der Arretierabschnitt (120) zur Wechselwirkung mit einem Verstellelement (40) der Nockenwelle (20) der Brennkraftmaschine und der Geberabschnitt (130) zur Wechselwirkung mit einem Sensor (200) der Brennkraftmaschine zumindest zur Ermittlung der Drehzahl des Sensorrades (110) dienen.
Sensorrad (110) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arretierabschnitt (120) und der Geberabschnitt (130) axial benachbart zueinander ausgebildet sind.
Sensorrad (110) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Geberabschnitt (130) in Umfangsrichtung beabstandet zueinander ausgebildete und sich ausgehend von der Außenumfangsfläche radial nach innen sowie in Umfangrichtung erstreckende Aussparungen (131) zur Interaktion mit dem Sensor (200) aufweist.
Sensorrad (110) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arretierabschnitt (120) und der Geberabschnitt (130) in einer Ebene ausgebildet sind.
Sensorrad (110) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Geberabschnitt (130) in Umfangsrichtung beabstandet zueinander ausgebildete und sich ausgehend von einer Stirnfläche des Sensorrades (110) axial nach Innen sowie zumindest abschnittweise in Umfangrichtung und in radialer Richtung erstreckende Ausnehmungen (133) zur Interaktion mit dem Sensor (200) aufweist.
Sensorrad (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arretierabschnitt (120) einen halbkreisförmigen Wirkbereich (121) aufweist, welcher radial den Geberabschnitt (130) überragt und zur Wechselwirkung mit einem Widerlagerelement (10) des Verstellelements (40) dient.
Sensorrad (110) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Geberabschnitt (130) eine Vielzahl Permanentmagneten zur Interaktion mit dem Sensor (200) aufweist
Sensorsystem (100) umfassend ein Sensorrad (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche sowie einen mit dem Sensorrad (110) wechselwirkenden Sensor (200) zumindest zur Ermittlung der Drehzahl des Sensorrades (110), insbesondere einen induktiven Sensor.
Schiebenockensystem (1) für eine Brennkraftmaschine aufweisend wenigstens eine Nockenwelle (20) und ein Verstellelement (40), wobei die Nockenwelle (20) eine Trägerwelle (21) mit einem Primärschiebenockenelement (22) und wenigstens einem Sekundärschiebenockenelement (23, 24) aufweist, welche jeweils axial zur Trägerwelle (21) verschiebbar angeordnet sind und jeweils eine Schaltkulisse (25) mit wenigstens einer Schaltnut (27, 28, 29) umfassen, und wobei das Verstellelement (40) parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle (21) angeordnet und in Richtung der Längsachse der Trägerwelle (21) axial verschiebbar ist und wenigstens zwei Kopplungs-Pins (41, 42, 43) aufweist, wobei ein erster Kopplungs-Pin (41) im Bereich des Primärschiebenockenelements (22) angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin (42) im Bereich des Sekundärschiebenockenelements (23, 24) angeordnet ist und die Kopplungs-Pins (41, 42, 43) jeweils mit einer Schaltkulisse (25) des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements (22, 23, 24) derart zusammenwirken, dass das Verstellelement (40) eine durch einen Aktuator-Pin (31) eines Aktuators (30) eingeleitete Bewegung des Primärschiebenockenelements (22) auf das Sekundärschiebenockenelement (23, 24) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (20) ein Sensorrad (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 7 umfasst oder dass das Schiebenockensystem ein Sensorsystem (100) gemäß dem vorangegangenen Anspruch 8 umfasst, wobei das Verstellelement (40) ein Widerlagerelement (10) aufweist, welches zumindest im Betrieb mit dem Arretierabschnitt (120), insbesondere dem Wirkbereich (121) des Arretierabschnittes (120) des Sensorrades (110) derart zusammenwirkt, dass das Verstellelement (40) zwischen wenigstens zwei Positionsänderungen arretiert ist.
Schiebenockensystem (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorrad (110) oder das Sensorsystem (100) an einem axialen Ende der Trägerwelle (21) montiert ist.
Schiebenockensystem (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebenockensystem zudem einen Aktuator (30) aufweisend wenigstens zwei Aktuator-Pins (31) umfasst, welche Aktuator-Pins (31) entsprechend der erforderlichen Schaltstellung der Nockenwelle (20) abwechselnd in die Schaltnut (27) der Schaltkulisse (25) des Primärschiebenockenelements (22) eingreifen, wobei der wenigstens eine Aktuator-Pin (31), insbesondere der Aktuator (30), und die wenigstens zwei Kopplungs-Pins (41, 42, 43), insbesondere das Verstellelement (40) in einer Umfangsrichtung der Trägerwelle (21), versetzt sind.
Schiebenockensystem (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse (25) des Primärschiebenockenelements (22) wenigstens eine erste Schaltnut (27) zur Aufnahme des wenigstens einen Aktuator-Pins (31) und wenigstens eine zweite Schaltnut (28) zu Aufnahme des ersten Kopplungs-Pins (41) umfasst.
Schiebenockensystem (1) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltnut (27) des Primärschiebenockenelements (22) wenigstens abschnittsweise ein V-förmiges Profil oder ein V-förmiges Profil aufweist.
Schiebenockensystem (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schaltnut (28) an einem axialen Ende des Primärschiebenockenelements (22) neben der ersten Schaltnut (27) als eine sich über den gesamten Umfang des Primärschiebenockenelements (22) erstreckende Nut, insbesondere Ringnut, mit einem konstanten Radius ausgebildet ist, in welcher zweiten Schaltnut (28) der erste Kopplungs-Pin (41) derart dauerhaft angeordnet ist, dass eine axiale Verschiebung des Primärschiebenockenelements (22) unmittelbar auf das Verstellelement (40) übertragbar ist.
Schiebenockensystem (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltnut (27) des Primärschiebenockenelements (22) und die Schaltnut (29) des wenigstens einen Sekundärschiebenockenelements (23, 24) in einem Drehwinkel derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass das wenigstens eine Sekundärschiebenockenelement (23, 24) zeitversetzt zum Primärschiebenockenelement (22) entlang einer Längsrichtung der Trägerwelle (21) verschiebbar ist.