EP1948911A1 - Device for varying the relative angular position of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine - Google Patents

Device for varying the relative angular position of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine

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Publication number
EP1948911A1
EP1948911A1 EP06806210A EP06806210A EP1948911A1 EP 1948911 A1 EP1948911 A1 EP 1948911A1 EP 06806210 A EP06806210 A EP 06806210A EP 06806210 A EP06806210 A EP 06806210A EP 1948911 A1 EP1948911 A1 EP 1948911A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
camshaft
driver
engagement
relative
drive element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06806210A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Helmut Schön
Peter Kuhn
Patric Hoecker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thyssenkrupp Dynamic Components Teccenter AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Presta TecCenter AG filed Critical ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
Publication of EP1948911A1 publication Critical patent/EP1948911A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/348—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear by means acting on timing belts or chains
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34459—Locking in multiple positions

Definitions

  • the detachable driver connection provided according to the invention is provided in a phase negative or positive. ven torque. In this way, an adjustment, ie a rotation of the camshaft relative to the drive element, generated.
  • An essential part of the inventive concept is therefore to form-fit the switchable, detachable driver connection.
  • it is additionally provided according to the invention to provide more than one detachable, positive driver connection.
  • These releasable form-locking carrier connections alternately generate by latching the positive connection between the drive element and the output element and thus also with the camshaft.
  • a part of the dog connections (at least one) is engaged and transmits the torque, while another part of the dog connections (at least one) is in a latched intermediate position or waiting position and transmits no torque.
  • each of the currently not engaged driver is supported on a tooth of its associated engagement portion against the force of a force accumulator in a waiting position.
  • the support of the driver is lost on the tooth of its associated engagement portion and the force of the e.g. designed as a spring element of energy storage presses the driver in the radial direction in an engaged position with its associated engagement portion.
  • the actuating force is already due to the energy storage in the waiting position of the driver on the driver, so that it is brought into the engaged position as soon as the support on the tooth of the engaging portion is omitted.
  • FIG. 6 shows the device according to the invention in a relation to FIGS. 4 and 5 different operating state Fig. 7 the carrier body in top view and in side view and in perspective view Fig. 8 a driver of the device according to the invention in perspective
  • the device according to the invention an adjustment of greater or any length can be achieved by a plurality of successive Operaverstellzien. For each Operaverstellzi the pin 12 with a control cam 11a, 11b of the currently engaged driver 8a, 8b must be brought.
  • Fig. 7 the support body 6 with integrally connected thereto guides 7a, 7b for guiding the in Fig. 7 not shown carriers 8a, 8b shown in different views.
  • a view of the carrier body 6 is shown from above (top view).
  • the drivers 8a, 8b not shown in FIG. 7 are arranged in the assembled state.
  • the guides 7a, 7b guide the drivers 8a, 8b in the sense of a linear guide, so that the drivers 8a, 8b perform a guided displacement movement relative to the carrier body 6.
  • the cam 11a, 11b of the driver 8a, 8b is formed so that when the driver 8a, 8b comes into contact with a switchable pin, the driver 8a, 8b is brought out of engagement with the associated engagement portion, so that a relative rotation of the Drive element relative to the output element as described above is possible.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

The invention relates to a device for varying the relative angular position of a camshaft (2) with respect to a crankshaft, having means for producing and releasing a form-fitting connection for torque transmission between the drive input element (1) and the drive output element (8), wherein the means comprise at least one engagement section (30) which is formed on the drive input element (1), and the multi-part drive output element (8) has a support body (6) and at least one driver (8a, 8b) which is guided so as to be moveable relative to the support body (6) and can be placed in engagement with the engagement section (30).

Description

ThyssenKrupp Automotive AG 05567ThyssenKrupp Automotive AG 05567
44793 Bochum44793 Bochum
Vorrichtung zum Verändern der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer VerbrennungskraftmaschineDevice for changing the relative angular position of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for changing the relative angular position of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine having the features of the preamble of patent claim 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 42 29 202 A1 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung ist vergleichsweise aufwändig, weil dort in dem Abtriebselement (Innenelement 6) Hydraulikzylinder mit darin längsverschieblichen, einseitig druckbeaufschlagbaren Kolben angeordnet sind, wobei die Kolben auf einem sehnenartigen Verlauf zum ringförmigen Nockenwellenrad angeordnet sind. Weiterhin sind an dem Nockenwellenrad Mitnehmerelemente vorgesehen, die ausgehend vom Innenumfang des Nockenwellenrades radial nach innen in Ausnehmungen des Abtriebselementes (Innenelement 6) hineinragen. Die Mitnehmerelemente weisen gekrümmt ausgebildete Abstützflächen auf, an denen die Druckräumen gegenüber liegenden Stirnflächen der Kolben geführt sind. Auf diese Weise wird bei Beaufschlagung der Kolben mit hydraulischem Druck eine formschlüssige Verbindung zwischen den Abstützflächen der Mitnehmerelemente und den diesen zugewandten Stirnflächen der Kolben ausgebildet.Such a device is known from DE 42 29 202 A1. This known device is relatively complicated because there in the output element (inner element 6) hydraulic cylinders are arranged therein with longitudinally displaceable, one-sided pressurizable piston, wherein the pistons are arranged on a chordal course to the annular camshaft. Furthermore, driving elements are provided on the camshaft wheel, which protrude starting from the inner circumference of the camshaft wheel radially inwardly in recesses of the output element (inner element 6). The driver elements have curved support surfaces on which the pressure chambers opposite end faces of the pistons are guided. In this way, when the pistons are acted upon by hydraulic pressure, a positive connection is formed between the support surfaces of the driver elements and the end faces of the pistons facing them.
Insbesondere das Innenelement 6, welches dem Abtriebselement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entspricht, ist bei der bekannten Vorrichtung aufwändig ausgebildet. Zum einen ist eine Vielzahl von Hydraulikbohrungen und Hydraulikzylindern innerhalb des Innenelementes vorgesehen, damit eine in beiden Richtungen wirksame formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herstellbar ist. Zum anderen ist zur Sicherstellung einer im richtigen Zeitpunkt erfolgenden Betätigung der Vorrichtung ein elektrisch betätigbares Schaltventil vorgesehen, welches insbesondere als Proportionalventil ausgebildet sein kann, welches den Anforderungen für eine wirkungsvolle Nockenwellenverstellung bei hohen Nenndrehzahlen der Brennkraftmaschine gerecht wird, die eine schnelle Reaktion des hydraulischen Freilaufs auf die sich abwechselnden Kraftrichtungen der Umfangskraft erfordern. Um eine ordnungsgemäße Funktion der bekannten Vorrichtung auch bei hohen Nenndrehzahlen sicherzustellen, sind bei der aus der DE 42 29 202 A1 bekannten Vorrichtung Kraftsensoren im Bereich der Bohrungen der Kolben-Bohrungseinheiten vorgesehen, deren Signale einer Messwertaufbereitung übertragen werden. Über ein der Messwertaufbereitung nachgeordnetes Stellglied erfolgt die Betätigung des Schaltventils.In particular, the inner element 6, which corresponds to the output element according to the preamble of patent claim 1, is in the known device elaborately designed. On the one hand, a plurality of hydraulic bores and hydraulic cylinders are provided within the inner element, so that an effective in both directions positive connection between the drive element and the driven element can be produced. On the other hand, an electrically actuated switching valve is provided to ensure an actuation of the device at the right time, which can be designed in particular as a proportional valve, which meets the requirements for effective camshaft adjustment at high rated speeds of the internal combustion engine, the rapid response of the hydraulic freewheel on which require alternating force directions of the circumferential force. In order to ensure proper functioning of the known device even at high rated speeds, in the device known from DE 42 29 202 A1, force sensors are provided in the region of the holes of the piston bore units whose signals are transmitted to a measured value preparation. The actuator of the switching valve takes place via an actuator downstream of the measured value processing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die gesamte Vorrichtung insgesamt konstruktiv einfacher ausgebildet ist. Insbesondere soll die Vorrichtung sicher funktionieren, ohne dass Kraftsensoren erforderlich sind, mit denen der Kraftverlauf der auf das Antriebselement einwirkenden Umfangskraft gemessen wird.The invention has the object of developing a device according to the preamble of claim 1 such that the entire device is constructed structurally simpler. In particular, the device should work safely without force sensors are required with which the force curve of the force acting on the drive member circumferential force is measured.
Diese Aufgabe wird bei der Erfindung dadurch gelöst, dass mindestens ein zuschaltbarer mechanischer Betätigungsmechanismus vorgesehen ist, der das mindestens eine, als Mitnehmer ausgebildete Formschlusselement umfasst und der in mindestens zwei voneinander verschiedenen Winkelbereichen der Nockenwellendrehung zuschaltbar ist und durch den der mindestens eine Mitnehmer mit dem mindestens einen Eingriffsabschnitt gegen eine Rückstellkraft außer Eingriff bringbar ist. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass auf die Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine im Betrieb ein um einen Mittelwert schwankendes Drehmoment mit positiven und negativen Werten des Drehmoments einwirkt. Das von dem Antriebselement auf die Nockenwelle zu übertragende Drehmoment ändert in schneller Folge seine Richtung bzw. sein Vorzeichen. Weiterhin wird die Tatsache genutzt, dass es bestimmte Winkelbereiche der Nockenwellendrehung gibt, in denen unabhängig von der Drehzahl ausschließlich positive Drehmomente an der Nockenwelle anliegen, während in anderen bestimmten Winkelbereichen der Nockenwellendrehung ausschließlich negative Drehmomente an der Nockenwelle anliegen. Für den Fall, dass die formschlüssige Verbindung zwischen Antriebselement und Abtriebselement gelöst ist und die relative Veränderung der Winkellage zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ermöglicht ist, wird sich durch das anliegende positive Drehmoment die Winkellage in eine erste Verstellrichtung und durch das anliegende negative Drehmoment in eine zweite Verstellrichtung verändern. Wird der zuschaltbare Betätigungsmechanismus der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Betätigungselement, das in einem entsprechenden Winkelbereich der Nockenwellendrehung angeordnet ist, zugeschaltet, so erfolgt ein Lösen der formschlüssigen Verbindung zwischen Antriebselement und Abtriebselement und es erfolgt eine Verstellung in die, der Richtung des Drehmoments in dem entsprechenden Winkelbereich der Nockenwellendrehung zugeordneten Richtung. Auf diese Weise bestimmt ausschließlich die Winkellage, mit der das Betätigungselement in die Vorrichtung eingreift, die Verstellrichtung. Auf diese Weise kann die relative Winkellage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle in beide Richtungen verändert werden, ohne dass der Verlauf der auf die Nockenwelle oder das Antriebselement einwirkenden Um- fangskraft mittels Kraftsensoren gemessen werden muss.This object is achieved in the invention in that at least one switchable mechanical actuating mechanism is provided which comprises the at least one, designed as a driver form-fitting element and which is switchable in at least two different angular ranges of the camshaft rotation and the at least one driver with the at least an engaging portion against a restoring force is disengageable. The invention is based on the recognition that, during operation, a torque fluctuating about an average value acts on the camshaft of an internal combustion engine with positive and negative values of the torque. The torque to be transmitted from the drive element to the camshaft changes its direction or sign in rapid succession. Furthermore, the fact is used that there are certain angular ranges of the camshaft rotation in which, regardless of the rotational speed, only positive torques are applied to the camshaft, while in other specific angular ranges of the camshaft rotation, only negative torques abut the camshaft. In the event that the positive connection between the drive element and driven element is released and the relative change of the angular position between the drive element and the driven element is made possible by the applied positive torque, the angular position in a first adjustment direction and by the applied negative torque in a change the second adjustment direction. If the switchable actuating mechanism of the device according to the invention is connected to an actuating element which is arranged in a corresponding angular range of camshaft rotation, the positive connection between the drive element and output element is released and an adjustment takes place in the direction of the torque in the corresponding angular range the camshaft rotation associated direction. In this way, determines only the angular position with which the actuating element engages in the device, the adjustment direction. In this way, the relative angular position of the camshaft with respect to the crankshaft can be changed in both directions, without the course of the force acting on the camshaft or the drive element Umfangskraft must be measured by force sensors.
Je nach gewünschter Verstellrichtung (vor oder zurück) wird die erfindungsgemäß vorgesehene lösbare Mitnehmerverbindung in einer Phase negativen oder positi- ven Drehmoments gelöst. Auf diese Weise wird eine Verstellung, also eine Verdrehung der Nockenwelle gegenüber dem Antriebselement, erzeugt.Depending on the desired adjustment direction (forward or backward), the detachable driver connection provided according to the invention is provided in a phase negative or positive. ven torque. In this way, an adjustment, ie a rotation of the camshaft relative to the drive element, generated.
Durch Verwendung einer Feder, die zwischen der Nockenwelle und dem Antriebsrad angeordnet ist, können diese Winkelbereiche vorteilhaft beeinflusst werden. Insbesondere kann der Winkelbereich des vorwärts drehenden Drehmomentes vergrößert werden.By using a spring, which is arranged between the camshaft and the drive wheel, these angular ranges can be favorably influenced. In particular, the angular range of the forward torque can be increased.
Bei der Erfindung wird die Drehrichtung, in der das Abtriebselement gegenüber dem Antriebselement relativ verdreht wird, ausschließlich dadurch festgelegt, dass der mindestens eine zuschaltbare mechanische Betätigungsmechanismus entweder in einem Winkelbereich der Nockenwellendrehung zugeschaltet wird, in dem ein ausschließlich positives oder ein ausschließlich negatives Drehmoment auf die Nockenwelle einwirkt. Eine separate Bestimmung der jeweiligen im Betätigungszeitpunkt auf die Nockenwelle bzw. auf das Antriebselement einwirkenden Um- fangskraft ist somit nicht erforderlich.In the invention, the rotational direction in which the output element relative to the drive element is relatively rotated, set exclusively by the fact that the at least one switchable mechanical actuating mechanism is switched either in an angular range of camshaft rotation in which an exclusively positive or exclusively negative torque on the Camshaft acts. A separate determination of the respective force acting on the camshaft or on the drive element in the actuation time circumferential force is thus not required.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der mindestens eine Mitnehmer mit dem mindestens einen Eingriffsabschnitt des Antriebselementes gegen eine Rückstellkraft außer Eingriff bringbar ist, ist sichergestellt, dass auf den Mitnehmer in einer Position, in der er nicht im Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt steht, stets eine Rückstellkraft einwirkt, durch die der Mitnehmer wieder in Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt bringbar ist. Es ist daher nicht erforderlich, jedes Mal eine die Betätigung des Mitnehmers bewirkende Stellkraft zu erzeugen, wie dies bei der hydraulischen Lösung gemäß DE 42 20 202 A1 erforderlich ist, wo zur Betätigung der Kolben ein hydraulischer Druck aufgebaut werden muss.The fact that in the inventive device, the at least one driver with the at least one engaging portion of the drive element against a restoring force disengaged, it is ensured that the driver in a position in which he is not engaged with the engaging portion, always a Restoring force acts, by which the driver can be brought back into engagement with the engagement portion. It is therefore not necessary to generate each time an actuating force of the driver causing force, as is required in the hydraulic solution according to DE 42 20 202 A1, where for actuating the piston, a hydraulic pressure must be established.
Versuche haben gezeigt, dass es nahezu unmöglich ist, die außer Eingriff befindliche Mitnehmerverbindung im Sinne einer Schaltkupplung (wie bei der DE 42 20 202 A1) genau dann wieder einzurücken, wenn der gewünschte Verstellwinkel erreicht ist. Außerdem ist mit einem solchen Schaltkupplungsvorgang nur ein begrenzter Verstellwinkel erreichbar.Experiments have shown that it is almost impossible, just disengage the disengaged driver connection in terms of a clutch (as in DE 42 20 202 A1), if the desired adjustment angle is reached. In addition, only a limited adjustment angle can be achieved with such a clutch operation.
Ein wesentlicher Teil des Erfindungsgedankens besteht daher darin, die zuschaltbare, lösbare Mitnehmerverbindung formschlüssig auszubilden. Zur Optimierung des Schaltvorganges ist zusätzlich erfindungsgemäß vorgesehen, mehr als eine lösbare formschlüssige Mitnehmerverbindung anzubringen. Diese lösbaren formschlüssigen Mitnehmerverbindungen erzeugen jeweils wechselweise durch Einrasten den Formschluss zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement und damit auch mit der Nockenwelle. Ein Teil der Mitnehmerverbindungen (mindestens eine) ist eingerastet und überträgt das Drehmoment, während ein anderer Teil der Mitnehmerverbindungen (mindestens eine) in eine ausgerasteten Zwischenstellung oder Warteposition ist und kein Drehmoment überträgt.An essential part of the inventive concept is therefore to form-fit the switchable, detachable driver connection. In order to optimize the switching process, it is additionally provided according to the invention to provide more than one detachable, positive driver connection. These releasable form-locking carrier connections alternately generate by latching the positive connection between the drive element and the output element and thus also with the camshaft. A part of the dog connections (at least one) is engaged and transmits the torque, while another part of the dog connections (at least one) is in a latched intermediate position or waiting position and transmits no torque.
Ein weiterer wesentlicher Teil des Erfindungsgedankens und ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass die Arbeit zum Lösen des Formschlusses, also zum Zurückziehen eines Mitnehmers, der Drehbewegung der Nockenwelle oder der Drehbewegung des Antriebselementes auf rein mechanischem Wege entnommen wird. Hierzu ist erfindungsgemäß ein zuschaltbares Betätigungselement vorgesehen, dessen zylinderkopffeste Winkellage relativ zur Winkellage der Nockenwelle durch die Lage des positiven bzw. des negativen Drehmomentwinkelabschnitts bestimmt ist.Another essential part of the inventive idea and an important advantage of the device according to the invention is that the work for releasing the positive engagement, ie for retraction of a driver, the rotational movement of the camshaft or the rotational movement of the drive element is removed in a purely mechanical way. For this purpose, a switchable actuator is provided according to the invention, the cylinder head fixed angular position is determined relative to the angular position of the camshaft by the position of the positive and the negative torque angle portion.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß zur Optimierung des Schaltvorganges vorgesehen, dass jeder den Formschluss erzeugende Mitnehmer (mindestens ein Mitnehmer muss vorgesehen sein) in der den Formschluss erzeugenden Richtung mit einer Rückstellkraft beaufschlagt wird. Vorteilhaft wird die Rückstellkraft durch eine Feder bewirkt. Es ist jedoch genauso möglich, dass die Rückstellkraft allein durch die Fliehkraft bewirkt wird, die an den Elementen des Betätigungsmechanismus, d.h. an dem mindestens einen Mitnehmer, durch die Drehung der Vorrichtung wirkt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Betätigungsmechanismus daher einen Kraftspeicher auf, durch den eine Kraft in Richtung auf den Eingriffsabschnitt des Antriebselementes auf den mindestens einen Mitnehmer ausgeübt wird. Ferner ist ein die geführte Bewegung des Mitnehmers steuerndes Kurvengelenk vorgesehen, welches zwischen einem Betätigungselement und dem Mitnehmer wirksam ist. Wird das Betätigungselement zugeschaltet, so tritt es mit dem Mitnehmer unter Wirksamwerden des Kurvengelenkes in Wechselwirkung, sodass das Kurvengelenk in Verbindung mit der Rotation der Nockenwelle bzw. des Abtriebselementes eine geführte Bewegung des Mitnehmers bewirkt, durch die der Mitnehmer außer Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt gebracht wird.Furthermore, it is provided according to the invention for optimizing the switching process, that each positive engagement generating carrier (at least one driver must be provided) is applied in the direction generating the positive connection with a restoring force. Advantageously, the restoring force is effected by a spring. However, it is equally possible that the restoring force is effected solely by the centrifugal force acting on the elements of the actuating mechanism, ie on the at least one driver, by the rotation of the device. In a preferred embodiment of the invention, the actuating mechanism therefore has a force accumulator, by which a force is exerted in the direction of the engagement portion of the drive element on the at least one driver. Further, a guided movement of the driver controlling cam joint is provided, which is effective between an actuating element and the driver. When the actuator is engaged, it interacts with the dog when the cam joint becomes active, causing the cam link, in conjunction with the rotation of the camshaft or output member, to provide guided movement of the dog which disengages the cam from the engagement portion ,
Um das die geführte Bewegung des Mitnehmers steuernde Kurvengelenk zu bilden, weist der mindestens eine Mitnehmer eine Rampe mit einer Steuerkurve auf, welche aufgrund der Rotation des Mitnehmers mit dem Betätigungselement zusammenwirkt, wenn das Betätigungselement zugeschaltet wird. Das Betätigungselement kann dabei als zuschaltbarer Stift ausgebildet sein, der unabhängig von der Nockenwellendrehung in den Rotationsweg, d.h. in die Umlaufbahn des Mitnehmers eingebracht (zugeschaltet) werden kann, sodass der Stift ein Hindernis darstellt, auf welches der Mitnehmer mit seiner Steuerkurve aufgrund seiner Rotation auftrifft. Dabei wirkt das Betätigungselement mit der Steuerkurve des Mitnehmers im Sinne eines Kurvengelenkes zusammen, sodass auf den Mitnehmer eine Bewegung übertragen wird, die den Mitnehmer außer Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt des Antriebselementes bringt. Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Steuerkurve nicht an dem Mitnehmer, sondern an dem Betätigungselement auszubilden. Es kommt lediglich darauf an, dass ein Kurvengelenk wirksam wird, welches die den Mitnehmer außer Eingriff bringende Bewegung steuert. Die Positionierung des Betätigungselementes, d.h. das Einbringen des Betätigungselements in die Umlaufbahn des Mitnehmers, kann z.B. elektrisch oder hydraulisch erfolgen. Alternativ zu einem mechanischen Betätigungselement, welches in die Umlaufbahn des Mitnehmers eingeschaltet wird um mit diesem über ein Kurvengelenk zusammenwirkt, kann das Betätigungselement auch einen auf den Mitnehmer einwirkender Elektromagnet oder Hydraulikzylinder umfassen. Ist ein Elektromagnet vorgesehen, so sind in den zwei voneinander verschiedenen Winkelbereichen der Nockenwellendrehung z.B. Schleifkontakte oder ähnliche Kontakte angeordnet, über die der Elektromagnet aktivierbar ist. Ist ein Hydraulikzylinder vorgesehen, so sind in den zwei voneinander verschiedenen Winkelbereichen der Nockenwellendrehung z.B. durch die Nockenwellendrehung aktivierbare Ventile vorgesehen, durch welche die Wirkung des Hydraulikzylinders zuschaltbar ist. Bei diesen alternativen Ausführungen des Betätigungselements wird allerdings, abweichend von der voranstehend dargestellten Lösung, die Arbeit zum Lösen des Formschlusses, also zum Zurückziehen eines Mitnehmers, nicht der Drehbewegung der Nockenwelle oder der Drehbewegung des Antriebselementes auf mechanischem Wege entnommen, sondern es ist erforderlich, elektrische Energie bzw. hydraulischen Druck zur Verfügung zu stellen, um das Lösen des Formschlusses zu bewirken.In order to form the cam joint controlling the guided movement of the cam, the at least one cam has a ramp with a control cam, which cooperates with the actuating element due to the rotation of the cam when the actuating element is switched on. The actuator can be designed as a switchable pin, which can be independent of the camshaft rotation in the rotation path, ie introduced into the orbit of the driver (switched on), so that the pin is an obstacle on which the driver strikes with its control cam due to its rotation , In this case, the actuating element cooperates with the control cam of the driver in the sense of a cam joint, so that a movement is transmitted to the driver, which brings the driver out of engagement with the engagement portion of the drive element. In principle, it would also be possible to form the control cam not on the driver, but on the actuating element. It is only important that a cam joint is effective, which controls the movement disengaging the driver. The positioning of the actuating element, that is, the introduction of the actuating element in the orbit of the driver, for example, can be done electrically or hydraulically. As an alternative to a mechanical actuating element, which is switched into the orbit of the driver in order to cooperate with this via a cam joint, the actuating element may also comprise a force acting on the driver solenoid or hydraulic cylinder. If an electromagnet is provided, sliding contacts or similar contacts are arranged in the two different angular ranges of the camshaft rotation, via which the electromagnet can be activated. If a hydraulic cylinder is provided, valves which can be activated by the camshaft rotation are provided in the two different angular ranges of the camshaft rotation, by means of which the action of the hydraulic cylinder can be engaged. In these alternative embodiments of the actuating element, however, notwithstanding the solution described above, the work for releasing the positive engagement, ie for retracting a driver, not the rotational movement of the camshaft or the rotational movement of the drive element taken by mechanical means, but it is necessary electrical To provide energy or hydraulic pressure to cause the release of the positive connection.
Vorteilhaft weist das Antriebselement mindestens zwei Eingriffsabschnitte auf, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Ist nur ein Mitnehmer vorgesehen, so ist dieser so ausgebildet, dass er mit den beiden Eingriffsabschnitten abwechselnd in Eingriff bringbar ist. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass ein zwischen zwei Eingriffspositionen hin und her schaltbarer Mitnehmer vorgesehen ist, der in der einen Eingriffsposition mit dem einen Eingriffsabschnitt und in der anderen Eingriffsposition mit dem anderen Eingriffsabschnitt in Eingriff steht.Advantageously, the drive element has at least two engagement portions, which are spaced apart in the circumferential direction. If only one driver is provided, then this is designed so that it can be brought into engagement alternately with the two engagement portions. This can e.g. be achieved in that a switchable between two engagement positions to and fro driver is provided which engages in the one engagement position with the one engagement portion and in the other engagement position with the other engagement portion.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist das mehrteilige Abtriebselement zwei Mitnehmer auf, von denen jeder einem der Eingriffsabschnitte zugeordnet ist. Jeder Mitnehmer ist abwechselnd mit den jeweiligen Eingriffsabschnitten in Eingriff bringbar. „Abwechselnd" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zu jedem Zeitpunkt immer nur ein Mitnehmer mit dem ihm zugeordneten Eingriffsabschnitt im Eingriff steht, während der andere Mitnehmer sich außer Eingriff und unter Einwirkung einer in Richtung Eingriffsabschnitt wirkenden Rückstellkraft sich in einer Bereitschaftsstellung befindet, aus der er in eine Vertiefung des Eingriffsabschnitts einrasten kann und so eine formschlüssige Verbindung herstellen kann, wenn sich die Nockenwelle gegenüber dem Antriebselement verdreht.In another embodiment of the invention, the multi-piece output element on two drivers, each of which is associated with one of the engagement portions. Each driver is alternately engageable with the respective engagement portions. "Alternating" in this context means that at any time, only one driver with its associated engagement portion is engaged, while the other driver is out of engagement and under the action of an engagement portion acting restoring force is in a standby position, from which it can engage in a recess of the engagement portion and so can establish a positive connection when the cam shaft is rotated relative to the drive element.
Grundsätzlich kann der Eingriffsabschnitt des Antriebselementes als separates Bauteil ausgebildet sein, welches mit dem Antriebselement fest verbunden ist. Kostengünstiger lässt sich der Eingriffsabschnitt jedoch dadurch verwirklichen, dass er als Zähne und Zahnlücken aufweisender Verzahnungsabschnitt in das Antriebselement integriert ist.In principle, the engagement portion of the drive element may be formed as a separate component, which is firmly connected to the drive element. However, the engagement portion can be realized more cost-effectively by integrating it into the drive element as a toothed portion having tooth spaces and tooth spaces.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei Eingriffsabschnitte an dem Antriebselement ausgebildet sind, die als Zähne und Zahnlücken aufweisende erste und zweite Verzahnungsabschnitte ausgebildet sind. In diesem Fall stützt sich der jeweils gerade sich nicht im Eingriff befindende Mitnehmer an einem Zahn des ihm zugeordneten Eingriffsabschnittes gegen die Kraft eines Kraftspeichers in einer Warteposition ab. Findet nun eine relative Verdrehung des Abtriebselementes gegenüber dem Antriebselement statt, so geht die Abstützung des Mitnehmers auf dem Zahn des ihm zugeordneten Eingriffsabschnitts verloren und die Kraft des z.B. als Federelement ausgestalteten Kraftspeichers drückt den Mitnehmer in radialer Richtung in eine Eingriffsposition mit dem ihm zugeordneten Eingriffsabschnitt. Auf diese Weise wird erreicht, dass keine gesonderte Betätigungskraft zur Betätigung des Mitnehmers aufgebracht werden muss. Die Betätigungskraft liegt aufgrund des Kraftspeichers in der Warteposition des Mitnehmers bereits an dem Mitnehmer an, sodass dieser in die Eingriffsposition gebracht wird, sobald die Abstützung auf dem Zahn des Eingriffsabschnittes wegfällt.It when two engagement portions are formed on the drive element, which are formed as teeth and tooth spaces having first and second toothing sections is particularly advantageous. In this case, each of the currently not engaged driver is supported on a tooth of its associated engagement portion against the force of a force accumulator in a waiting position. Now finds a relative rotation of the output element relative to the drive element, the support of the driver is lost on the tooth of its associated engagement portion and the force of the e.g. designed as a spring element of energy storage presses the driver in the radial direction in an engaged position with its associated engagement portion. In this way it is achieved that no separate actuating force must be applied to actuate the driver. The actuating force is already due to the energy storage in the waiting position of the driver on the driver, so that it is brought into the engaged position as soon as the support on the tooth of the engaging portion is omitted.
Bei dieser besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist also vorgesehen, in einem im Bereich des Antriebselementes auf der Nockenwelle drehfest aufgebrachten und mit Führungen versehenen Trägerkörper zwei Mitnehmer so zu führen, dass sie zwecks Drehmomentübertragung in entsprechende Vertiefungen am Antriebselement einrasten können, dass das Einrasten durch Federkraft unterstützt wird, dass aber abwechselnd jeweils immer nur einer der Mitnehmer eine Vertiefung zum Einrasten vorfindet, wenn sich die Nockenwelle gegenüber dem Antriebselement verdreht. Wird nun die Verbindung gelöst, indem der in Eingriff befindliche Mitnehmer zurückgezogen wird, so tritt eine Verdrehung um einen festgelegten Winkel ein, nämlich bis der jeweils andere Mitnehmer eine Vertiefung zum Einrasten vorfindet. Dieser wiederum kann anschließend seinerseits aus der Vertiefung zurückgezogen und die formschlüssige Verbindung somit wieder gelöst werden, so dass ein weiterer Winkelschritt der Verstellbewegung erfolgt. Auf diese Weise können beliebig große Verstellwinkel in schnellen, kontrollierten Schritten realisiert werden.In this particularly advantageous embodiment of the invention is thus provided, in a rotationally fixed in one of the drive element on the camshaft applied and provided with guides carrier body two drivers so that they can engage in the corresponding depressions on the drive element for torque transmission that the engagement is assisted by spring force, but alternately only one of the drivers ever finds a recess for snapping when the Camshaft twisted against the drive element. Now, if the connection is released by the retracted driver is withdrawn, so enters a rotation by a predetermined angle, namely until the other driver finds a recess for snapping. This in turn can then in turn withdrawn from the recess and the positive connection thus be released again, so that there is a further angular step of the adjustment. In this way, arbitrarily large adjustment can be realized in fast, controlled steps.
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass die Mitnehmer ebenso am Antriebselement geführt sein können und in entsprechende Vertiefungen an der Nockenwelle oder an einem mit der Nockenwelle drehfest verbundenen Bauteil einrasten können.It should be expressly mentioned at this point that the drivers can also be performed on the drive element and can engage in corresponding recesses on the camshaft or on a non-rotatably connected to the camshaft component.
Ist der mindestens eine Mitnehmer gegenüber dem Trägerkörper geführt, so kann die Relativbewegung des Mitnehmers gegenüber dem Trägerkörper entweder durch eine Drehbewegung oder durch eine Translationsbewegung oder aber durch eine kombinierte Dreh- und Translationsbewegung erfolgen. Auf einfache Weise lässt sich eine relative Bewegung des Mitnehmers gegenüber dem Trägerkörper dadurch realisieren, dass auf dem Trägerkörper Führungen ausgebildet sind, durch die der Mitnehmer gegenüber dem Trägerkörper geführt wird. Diese Führungen können beispielsweise als parallel zueinander ausgerichtete Vorsprünge ausgebildet sein, die eine Linearführung für den Mitnehmer bilden. In diesem Fall führt der Mitnehmer eine reine Translationsbewegung (Verschiebebewegung) aus. Abweichend von der voranstehend beschriebenen Ausführungsform kann die Führung des Mitnehmers gegenüber dem Trägerkörper jedoch auch durch jede andere Führungseinrichtung erreicht werden. Die Führungseinrichtung muss nicht mit dem Trägerkörper verbunden sein. Eine andere denkbare Führung des Mitnehmers gegenüber dem Trägerkörper könnte beispielsweise durch eine drehbare Lagerung des Mitnehmers auf einer mit dem Trägerkörper fest verbundenen Drehachse erreicht werden.If the at least one driver is guided relative to the carrier body, then the relative movement of the driver relative to the carrier body can be effected either by a rotary movement or by a translational movement or else by a combined rotational and translational movement. In a simple manner, a relative movement of the driver relative to the carrier body can be realized in that guides are formed on the carrier body, through which the driver is guided relative to the carrier body. These guides may be formed, for example, as mutually parallel projections, which form a linear guide for the driver. In this case, the driver performs a pure translational movement (displacement movement). Notwithstanding the embodiment described above, however, the leadership of the driver relative to the carrier body can be achieved by any other guide means. The guide device does not have to be connected to the carrier body. Another conceivable guide of the driver relative to the carrier body could be achieved for example by a rotatable mounting of the driver on a fixedly connected to the carrier body axis of rotation.
Sind zwei Mitnehmer vorgesehen, die jeweils einem ihnen zugeordneten Eingriffsabschnitt zugeordnet sind, so ist es vorteilhaft, wenn ein auf die beiden Mitnehmer in zwei Richtungen einwirkender Kraftspeicher vorgesehen ist, durch den die beiden Mitnehmer jeweils in Richtung auf die ihnen zugeordneten Eingriffsabschnitte mit einer Rückstellkraft beaufschlagbar sind. Auf diese Weise kann mit nur einem Kraftspeicher, der beispielsweise als in zwei Richtungen wirkende Feder ausgebildet ist, die Aufbringung der erforderlichen Rückstellkraft auf die Mitnehmer sichergestellt werden.If two drivers are provided, which are each assigned to an engagement section assigned to them, it is advantageous if an energy store acting on the two carriers in two directions is provided by which the two carriers can be acted upon by a restoring force in each case in the direction of the engagement sections assigned to them are. In this way, the application of the required restoring force can be ensured on the drivers with only one energy storage, which is designed for example as acting in two directions spring.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist unabhängig davon, ob die Nockenwelle über ein Kettenrad, welches von der Kurbelwelle über eine Antriebskette angetrieben wird, über ein Zahnriemenrad, welches von der Kurbelwelle über einen Zahnriemen angetrieben wird oder über ein Zahnrad angetrieben wird, welches von der Kurbelwelle über ein Zahnradgetriebe angetrieben wird. In jedes dieser Antriebselemente (Kettenrad, Zahnriemenrad, Zahnrad) kann der mindestens eine erfindungsgemäße Eingriffsabschnitt integriert werden, sodass die erfindungsgemäße Vorrichtung mit jedem dieser Antriebselemente zusammenwirken kann. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verändern der relativen Winkellage einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine anzugeben, welches in jedem Zeitpunkt eine gezielte Veränderung der Winkellage erlaubt, ohne dass die im Betätigungszeitpunkt der Verstellvorrichtung an der Nockenwelle bzw. an dem Antriebselement anliegende Umfangskraft bestimmt werden muss. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst.The device according to the invention is independent of whether the camshaft via a sprocket, which is driven by the crankshaft via a drive chain, via a toothed belt, which is driven by the crankshaft via a toothed belt or a gear, which from the crankshaft via a Gear transmission is driven. In each of these drive elements (sprocket, timing belt, gear), the at least one engagement portion according to the invention can be integrated, so that the device according to the invention can interact with each of these drive elements. The invention is also based on the object to provide a method for changing the relative angular position of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine, which allows a targeted change in the angular position at any time, without that at the actuation time of the adjusting device on the camshaft or on the drive element adjacent circumferential force must be determined. According to the invention, this object is achieved by a method having the features of patent claim 16.
Erfindungsgemäß ist eine mit mindestens einem Eingriffsabschnitt des Antriebselementes in Eingriff bringbare, lösbare Mitnehmerverbindung zur gezielten Verstellung der relativen Winkellage der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle vorgesehen, bei der die Richtung der Verstellung dadurch festgelegt wird, in welchem Abschnitt der Umlaufbewegung der Nockenwelle der formschlüssige Eingriff des Mitnehmers in den Eingriffsabschnitt gelöst wird. Erfolgt die Lösung des formschlüssigen Eingriffs in einem Abschnitt der Umlaufbewegung der Nockenwelle, in dem an der Nockenwelle ein als positiv definiertes erstes Drehmoment anliegt, so erfolgt die relative Verdrehung des Abtriebselementes gegenüber dem Antriebselement in eine erste Verdrehrichtung. Wird dagegen die lösbare Mitnehmerverbindung in einem zweiten Abschnitt der Umlaufbewegung der Nockenwelle aus ihrem Eingriff gelöst, in welchem an der Nockenwelle ein negatives, dem ersten Drehmoment entgegenwirkendes zweites Drehmoment anliegt, so erfolgt die relative Verdrehung des Abtriebselementes gegenüber dem Antriebselement in einer zweiten Verdrehrichtung, die der ersten Verdrehrichtung entgegengerichtet ist.According to the invention, a detachable driver connection, which can be brought into engagement with at least one engagement section of the drive element, is provided for the purpose of selectively adjusting the relative angular position of the camshaft relative to the crankshaft, in which the direction of the adjustment is determined in which section of the circulating movement of the camshaft the positive engagement of the driver is dissolved in the engaging portion. If the solution of the positive engagement in a portion of the rotational movement of the camshaft, in which a positively defined first torque is applied to the camshaft, the relative rotation of the output element relative to the drive element takes place in a first direction of rotation. If, in contrast, the releasable driver connection is released from its engagement in a second section of the revolving motion of the camshaft in which a negative torque acting against the first torque is applied to the camshaft, the relative rotation of the output element relative to the drive element takes place in a second direction of rotation the first direction of rotation is opposite.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Verstellbewegung gewünschter Länge in mehrere aufeinander folgende Teilschritte diskreter Länge unterteilt. Hierzu sind die Eingriffsabschnitte als Zähne und Zahnlücken aufweisende Verzahnungsabschnitte ausgebildet und die lösbare Mitnehmerverbindung umfasst mindestens zwei relativ zu den Verzahnungsabschnitten bewegbare Mitnehmer, die jeweils mindestens ein Eingriffselement aufweisen, wobei die Eingriffselemente jeweils abwechselnd in den Zahnlücken der Verzahnungsabschnitte in formschlüssigen Eingriff gebracht werden, und wobei die sich jeweils nicht im Eingriff befindenden Eingriffselemente durch die jeweiligen Zähne des ihnen zugeordneten Verzahnungsabschnittes gegen die Kraft eines Kraftspeichers (z.B. einer Feder) in einer Warteposition gehalten werden. Auf diese Weise wird das Abtriebselement gegenüber dem Antriebselement jeweils schrittweise um einen Zahn weiterverdreht, sodass die gesamte Verstellbewegung durch mehrere aufeinander folgende Teilverstellungen bewirkt wird.In a preferred embodiment of the method according to the invention, an adjustment movement of desired length is subdivided into a plurality of successive sub-steps of discrete length. For this purpose, the engaging portions are formed as teeth and tooth spaces having toothed portions and the detachable dog connection comprises at least two movable relative to the toothed portions driver, each having at least one engagement element, wherein the engagement elements are alternately brought into the tooth gaps of the toothed portions in positive engagement, and wherein the respectively not engaged engagement elements by the respective teeth of their associated toothed portion against the Force of an energy storage (eg a spring) are kept in a waiting position. In this way, the output element relative to the drive element is incrementally further rotated by a tooth, so that the entire adjustment is effected by a plurality of successive part adjustments.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung sind die Verzahnungen über den gesamten Umfang angeordnet.In a particular embodiment of the invention, the teeth are arranged over the entire circumference.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing illustrating an embodiment. Show it
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fig. 2 das Antriebselement in Seitenansicht Fig. 3 das Antriebselement in perspektivischer Ansicht Fig. 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem ersten Betriebszustand Fig. 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem gegenüber Fig. 4 anderen1 shows an exploded view of the device according to the invention FIG. 2 shows the drive element in side view FIG. 3 shows the drive element in perspective view FIG. 4 shows the device according to the invention in a first operating state FIG
Betriebszustand (ausgekoppelt) Fig. 6 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem gegenüber den Fig. 4 und 5 anderen Betriebszustand Fig. 7 den Trägerkörper in Ansicht von oben sowie in Seitenansicht und in perspektivischer Ansicht Fig. 8 einen Mitnehmer der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischerOperating state (decoupled) Fig. 6 shows the device according to the invention in a relation to FIGS. 4 and 5 different operating state Fig. 7 the carrier body in top view and in side view and in perspective view Fig. 8 a driver of the device according to the invention in perspective
Ansicht.View.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die einzelnen Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im Einzelnen zu erkennen, nämlich das Antriebselement 1 , das mehrteilige, den Trägerkörper 6 sowie die Mitnehmer 8a, 8b umfassende Abtriebselement 8 sowie die Feder 10 zur Aufbringung einer Rückstellkraft auf die Mitnehmer 8a, 8b, durch die im zusammengebauten Zustand die Mitnehmer 8a, 8b radial nach außen gespreizt werden. Die Verstellvorrichtung wird in geeigneter Weise durch eine in Fig. 1 nicht näher bezeichnete Innensechskantschraube mit der Nockenwelle 2 drehfest verbunden. Zwischen der Nockenwelle 2 und dem Antriebselement 1 ist dabei eine in Fig. 1 nicht näher bezeichnete Montagebuchse angeordnet, die einen sich in Richtung Antriebselement 1 erstreckenden Lagerzapfen aufweist, auf dem das Antriebselement 1 gegenüber der Nockenwelle 2 relativ verdrehbar gelagert ist.In Fig. 1, the device according to the invention is shown in an exploded view. The individual components of the device according to the invention can be seen in detail, namely the drive element 1, the multi-part, the support body 6 and the driver 8a, 8b comprehensive output element 8 and the spring 10 for applying a restoring force to the driver 8a, 8b, by the in assembled state, the driver 8a, 8b are spread radially outward. The adjusting device is rotatably in a suitable manner by a hexagon socket screw unspecified in FIG. 1 with the camshaft 2 connected. In this case, between the camshaft 2 and the drive element 1, a mounting bush, unspecified in FIG. 1, is arranged, which has a bearing journal extending in the direction of the drive element 1, on which the drive element 1 is mounted so as to be relatively rotatable relative to the camshaft 2.
In Fig. 2 ist das Antriebselement 1 , welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kettenrad ausgebildet ist, in Seitenansicht dargestellt. Zu erkennen ist die Außenverzahnung, in die die von der Kurbelwelle angetriebene Antriebskette eingreift. Das Antriebselement 1 weist sich in Umfangsrichtung erstreckende Durchbrüche 3a, 3b auf. An den äußeren Umfangen der Durchbrüche 3a, 3b sind Eingriffsabschnitte 30a, 30b angeordnet, die als Verzahnungsabschnitte 30a, 30b ausgebildet und integral mit dem Antriebselement 1 verbunden sind. Die Eingriffsabschnitte/Verzahnungsabschnitte 30a, 30b weisen Zähne 4a, 4b und Zahnlücken 5a, 5b auf. Über die Mitnehmerabschnitte/Verzahnungsabschnitte 30a, 30b kann das Antriebselement formschlüssig mit einem mit der Nockenwelle drehfest verbundenen Abtriebselement gekoppelt werden, sodass das Antriebselement die Nockenwelle über diese formschlüssige Verbindung antreiben kann. Um eine relative Verdrehung des Abtriebselementes gegenüber dem Antriebselement 1 zu erreichen, muss die formschlüssige Verbindung zwischen dem Abtriebselement und dem Antriebselement 1 im Bereich der Eingriffsabschnitte 30a, 30b gelöst werden.In Fig. 2, the drive element 1, which is formed in the present embodiment as a sprocket, shown in side view. Evident is the external toothing, in which engages the driven by the crankshaft drive chain. The drive element 1 has circumferentially extending openings 3a, 3b. On the outer circumference of the openings 3a, 3b engagement portions 30a, 30b are arranged, which are formed as toothed portions 30a, 30b and are integrally connected to the drive element 1. The engagement portions / gearing portions 30a, 30b have teeth 4a, 4b and gullets 5a, 5b. About the Mitnehmerabschnitte / teeth sections 30a, 30b, the drive element can be positively coupled to a rotationally fixedly connected to the camshaft output element, so that the drive element can drive the camshaft on this positive connection. In order to achieve a relative rotation of the output element relative to the drive element 1, the positive connection between the output element and the drive element 1 in the region of the engagement portions 30a, 30b must be solved.
In Fig. 3 ist zum besseren Verständnis das Antriebselement 1 in perspektivischer Darstellung gezeigt.In Fig. 3, the drive element 1 is shown in a perspective view for better understanding.
Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung im zusammengebauten Zustand in einer ersten Betriebsposition. In dieser Betriebsposition befindet sich das Mitnehmerelement 8a in einer Eingriffsposition mit einer der Zahnlücken 5a des Eingriffsabschnittes 30a. Über diese formschlüssige Verbindung kann ein Drehmoment von dem Antriebselement 1 auf den Mitnehmer 8a und von diesem über die Füh- rungen 7a auf den Trägerkörper 6 übertragen werden, der drehfest mit der Nockenwelle 2 verbunden ist.Fig. 4 shows the device according to the invention in the assembled state in a first operating position. In this operating position, the driver element 8a is in an engaged position with one of the tooth spaces 5a of the engagement portion 30a. About this positive connection can be a torque from the drive element 1 on the driver 8a and of this on the Füh- ments 7a are transmitted to the support body 6, which is rotatably connected to the camshaft 2.
Die Mitnehmer 8a, 8b werden über die Feder 10 radial nach außen gespreizt, wobei die Feder 10 auf einer in Fig. 4 nicht näher bezeichneten Achse angeordnet ist, die fest mit dem Antriebselement 1 verbunden ist.The drivers 8a, 8b are spread radially outward via the spring 10, wherein the spring 10 is arranged on an unspecified axis in FIG. 4, which is firmly connected to the drive element 1.
Es ist gut zu erkennen, dass der Mitnehmer 8b sich mit seinem Eingriffselement 9b auf einem der Zähne 4b des Eingriffsabschnittes 30b in radialer Richtung abstützt. Die Federkraft der Feder 10 hält den Mitnehmer 8b in ständigem Kontakt mit der Stirnfläche des Zahnes 4b. Die in Fig. 4 dargestellte Position des Mitnehmers 8b kann als Warteposition oder Bereitschaftsposition bezeichnet werden, in der von der Feder 10 eine radial nach außen gerichtete Rückstellkraft ausgeübt wird. Wird nun der Mitnehmer 8a durch Einwirkung des Stiftes 12, der außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet ist, auf die Steuerkurve 11a des Mitnehmers 8a gegen die Rückstellkraft der Feder 10 außer Eingriff gebracht, so erfolgt aufgrund des an dem Abtriebselement anliegenden Drehmomentes eine relative Verdrehung des Abtriebselementes gegenüber dem Antriebselement 1. In Fig. 4 ist auf der rechten Seite mit einem Pfeil die positive Drehmomentrichtung angegeben, durch die das Abtriebselement relativ zum Antriebselement 1 im Uhrzeigersinn verdreht wird. In dem in Fig. 4 dargestellten Betriebszustand befindet sich der Stift 12 zeitlich unmittelbar vor dem Eingriff mit der Steuerkurve 11a des Mitnehmers 8a.It can be clearly seen that the driver 8b is supported with its engagement element 9b on one of the teeth 4b of the engagement portion 30b in the radial direction. The spring force of the spring 10 keeps the driver 8b in constant contact with the end face of the tooth 4b. The position of the driver 8b shown in FIG. 4 may be referred to as a waiting or standby position in which the spring 10 exerts a radially outward restoring force. Now, if the driver 8a by the action of the pin 12, which is disposed outside of the device according to the invention, disengaged from the cam 11a of the driver 8a against the restoring force of the spring 10, so takes place due to the voltage applied to the output element torque relative rotation of the output element opposite to the drive element 1. In Fig. 4, the positive torque direction is indicated on the right side with an arrow, through which the output element is rotated relative to the drive element 1 in a clockwise direction. In the operating state shown in Fig. 4, the pin 12 is located in time immediately before the engagement with the control cam 11a of the driver 8a.
In Fig. 5 ist der Betriebszustand dargestellt, bei dem beide Mitnehmer 8a, 8b außer Eingriff sind. Die Steuerkurve 11a des Mitnehmers 8a ist mit ihrer gesamten Länge auf der Außenkontur des Stiftes 12 entlanggeglitten und befindet sich nun in dem letzten Eingriffspunkt mit dem Stift 12. Durch das Zusammenwirken des Stiftes 12 mit der Steuerkurve 11a des Mitnehmers 8a ist dieser gegen die Rückstellkraft der Feder 10 außer Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt 30a gebracht worden. Beide Mitnehmer 8a, 8b befinden sich daher in Fig. 5 außer Eingriff, sodass das Abtriebselement 6 bzw. die Nockenwelle 2 gegenüber dem Antriebselement 1 relativ verdrehbar ist.In Fig. 5, the operating state is shown, in which both drivers 8a, 8b are disengaged. The control cam 11a of the driver 8a is slid along with its entire length on the outer contour of the pin 12 and is now in the last point of engagement with the pin 12. By the interaction of the pin 12 with the control cam 11a of the driver 8a this is against the restoring force of Spring 10 has been brought out of engagement with the engagement portion 30a. Both drivers 8a, 8b are therefore disengaged in FIG. 5, so that the output element 6 or the camshaft 2 relative to the drive element 1 is relatively rotatable.
In den Figuren 4, 5 und 6 wird die Verstellung der Winkellage des Abtriebselements 8 und der damit verbundenen Nockenwelle 2 gegenüber dem Antriebselement 1 im Uhrzeigersinn, mit dem Pfeil dargestellt, veranschaulicht. Der nicht mit der Nockenwelle mitdrehende Stift 12 bringt durch den Kontakt mit der Steuerkurve 11a das Eingriffselement 9a, hier ein Zahn, mit der Zahnlücke 5a außer Eingriff, so dass das im Uhrzeigersinn wirkende Moment der Nockenwelle 2 das Abtriebselement 8 im Uhrzeigersinn der Drehung des Antriebselements 1 vorauseilen lässt, bis das Eingriffselement 9b in die Zahnlücke 5b durch die Feder 10 gedrückt wird. Gleichzeitig wird durch die Drehung der gesamten Vorrichtung im Uhrzeigersinn der Stift 12 außer Kontakt mit der Steuerkurve 11a gebracht.In the figures 4, 5 and 6, the adjustment of the angular position of the output element 8 and the associated camshaft 2 relative to the drive element 1 in the clockwise direction, shown by the arrow, illustrated. The pin 12, which does not rotate with the camshaft, brings the engagement element 9a, here a tooth, out of engagement with the tooth gap 5a by contact with the control cam 11a, so that the clockwise moment of the camshaft 2 drives the output element 8 in the clockwise direction of the rotation of the drive element 1, until the engagement member 9b is pressed into the tooth space 5b by the spring 10. At the same time, the pin 12 is brought out of contact with the control cam 11a by the clockwise rotation of the entire device.
Bezüglich Fig. 5 ist darauf hinzuweisen, dass hier beispielhaft eine Veränderung der Winkellage zwischen der Nockenwelle 2 und der Kurbelwelle in eine erste Richtung dargestellt ist. Die Verstellung erfolgt deswegen in diese erste Richtung, weil der Stift 12 in einem Winkelbereich der Nockenwellenumdrehung angeordnet ist, in dem ein positives Drehmoment an der Nockenwelle anliegt. In gleicher Weise könnte die Verstellung auch in der entgegengesetzten Drehrichtung erfolgen, wenn der Stift 12 in einem Winkelbereich der Nockenwellenumdrehung mit der Steuerkurve 11a des Mitnehmers 8a in Eingriff gebracht werden würde, in welchem ein ausschließlich negatives Drehmoment an der Nockenwelle 2 anliegt. Bei der Erfindung ist die Verstellrichtung ausschließlich davon abhängig, in welchen Winkelbereich der Nockenwellendrehung der Stift 12 in Eingriff mit der Steuerkurve 11a des Mitnehmers 8a tritt.With reference to FIG. 5, it should be pointed out that a change in the angular position between the camshaft 2 and the crankshaft in a first direction is shown by way of example here. The adjustment therefore takes place in this first direction, because the pin 12 is arranged in an angular range of the camshaft revolution, in which a positive torque is applied to the camshaft. In the same way, the adjustment could also take place in the opposite direction of rotation, if the pin 12 would be engaged in an angular range of the camshaft rotation with the control cam 11a of the driver 8a, in which an exclusively negative torque is applied to the camshaft 2. In the invention, the adjustment direction is exclusively dependent on what angle range of the camshaft rotation of the pin 12 engages with the control cam 11a of the driver 8a.
In Fig. 6 ist nun der Betriebszustand dargestellt, in dem sich der Mitnehmer 8b im Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt 30b befindet. Durch die Rückstellkraft der Feder 10 ist der Mitnehmer 8b mit seinem Eingriffselement 9b in eine Zahnlücke 5b des Eingriffsabschnitts 30b eingerastet. Die dadurch entstandene formschlüssige Ver- bindung zwischen dem Abtriebselement 8 und dem Antriebselement 1 stellt die Drehmomentübertragung von dem Antriebselement 1 auf die Nockenwelle 2 über den Mitnehmer 8b, die Führungen 7b und den mit der Nockenwelle 2 drehfest verbundenen Trägerkörper 6 sicher.In Fig. 6, the operating state is shown, in which the driver 8b is in engagement with the engaging portion 30b. By the restoring force of the spring 10, the driver 8b is engaged with its engagement element 9b in a tooth gap 5b of the engagement portion 30b. The resulting positive locking Bond between the output element 8 and the drive element 1, the torque transmission from the drive element 1 on the camshaft 2 via the driver 8b, the guides 7b and the rotatably connected to the camshaft 2 support body 6 safely.
Während sich der Mitnehmer 8b nun in Eingriffsposition mit dem Eingriffsabschnitt 30b befindet, befindet sich der Mitnehmer 8a in einer Warteposition, die der Warteposition des Mitnehmers 8b in Fig. 4 entspricht. Auf den Mitnehmer 8a wirkt die Rückstellkraft der Feder 10 radial nach außen in Richtung Eingriffsabschnitt 30a. Mit seinem Eingriffselement 9a stützt sich der Mitnehmer 8a auf einer Stirnfläche eines Zahnes 4a des Eingriffsabschnitts 30a ab. Der Stift 12 ist vollständig außer Eingriff mit der Steuerkurve 11a des Mitnehmers 8a.While the driver 8b is now in the engaged position with the engagement portion 30b, the driver 8a is in a waiting position corresponding to the waiting position of the driver 8b in FIG. On the driver 8a, the restoring force of the spring 10 acts radially outward in the direction of engaging portion 30a. With its engagement element 9a, the driver 8a is supported on an end face of a tooth 4a of the engagement portion 30a. The pin 12 is completely disengaged from the control cam 11a of the driver 8a.
Wenn nun ein in Fig. 6 nicht dargestellter zweiter Stift 12 mit der Steuerkurve 11 b des Mitnehmers 8b in Kontakt treten würde und so aufgrund der Rotation des Mitnehmers 8b und dem Einwirken auf die Steuerkurve 11b das Eingriffselement 9b des Mitnehmers 8b außer Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt 30b bringen würde, so würde wieder ein Betriebszustand analog zur Darstellung gemäß Fig. 5 eingestellt werden. Beide Mitnehmer 8a, 8b wären wieder außer Eingriff und das Antriebselement könnte wiederum relativ zu dem Abtriebselement verdreht werden, bis das Eingriffselement 9a des Mitnehmers 8a in erneuten formschlüssigen Eingriff mit einer Zahnlücke 5a des Eingriffsabschnitts 30a tritt.If now a second pin 12, not shown in FIG. 6, would come into contact with the control cam 11b of the driver 8b and, due to the rotation of the driver 8b and the action on the control cam 11b, the engagement element 9b of the driver 8b is disengaged from the engagement portion 30b, an operating state would again be set analogously to the representation according to FIG. 5. Both drivers 8a, 8b would be disengaged again and the drive member could in turn be rotated relative to the output member until the engagement member 9a of the driver 8a re-positively engages a tooth gap 5a of the engagement portion 30a.
Auf diese Weise kann der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Verstellbewegung größerer bzw. beliebiger Länge durch mehrere aufeinander folgende Teilverstellbewegungen erreicht werden. Für jede Teilverstellbewegung muss der Stift 12 mit einer Steuerkurve 11a, 11 b des jeweils gerade im Eingriff befindlichen Mitnehmers 8a, 8b gebracht werden.In this way, the device according to the invention an adjustment of greater or any length can be achieved by a plurality of successive Teilverstellbewegungen. For each Teilverstellbewegung the pin 12 with a control cam 11a, 11b of the currently engaged driver 8a, 8b must be brought.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in Fig. 7 der Trägerkörper 6 mit einstückig mit diesem verbundenen Führungen 7a, 7b zur Führung der in Fig. 7 nicht dargestellten Mitnehmer 8a, 8b in verschiedenen Ansichten dargestellt. In Fig. 7 oben ist eine Ansicht des Trägerkörpers 6 von oben dargestellt (Draufsicht). In dem Zwischenraum zwischen den in dieser Darstellung hintereinander liegenden Führungen 7a, 7b sind im zusammengebauten Zustand die in Fig. 7 nicht dargestellten Mitnehmer 8a, 8b angeordnet. Die Führungen 7a, 7b führen die Mitnehmer 8a, 8b dabei im Sinne einer Linearführung, sodass die Mitnehmer 8a, 8b relativ zum Trägerkörper 6 eine geführte Verschiebebewegung ausführen.For a better understanding of the invention is in Fig. 7, the support body 6 with integrally connected thereto guides 7a, 7b for guiding the in Fig. 7 not shown carriers 8a, 8b shown in different views. In Fig. 7 above, a view of the carrier body 6 is shown from above (top view). In the space between the successive guides 7a, 7b in this illustration, the drivers 8a, 8b not shown in FIG. 7 are arranged in the assembled state. The guides 7a, 7b guide the drivers 8a, 8b in the sense of a linear guide, so that the drivers 8a, 8b perform a guided displacement movement relative to the carrier body 6.
In Fig. 7 rechts ist eine Seitenansicht des Trägerkörpers 6 dargestellt. Hier sind die radial einander gegenüber liegenden Führungen 7a, 7b deutlich zu erkennen. Schließlich ist in Fig. 7 unten eine perspektivische Ansicht des Trägerkörpers 6 dargestellt, aus der die räumliche Anordnung der Führungen 7a, 7b zueinander deutlich wird.In Fig. 7 right is a side view of the carrier body 6 is shown. Here, the radially opposing guides 7a, 7b are clearly visible. Finally, a perspective view of the carrier body 6 is shown in Fig. 7 below, from which the spatial arrangement of the guides 7a, 7b is clear to each other.
In Fig. 8 ist ein Mitnehmer 8a, 8b dargestellt, der ein Eingriffselement 9a, 9b und eine Steuerkurve 11a, 11b aufweist. Der Bereich des Mitnehmers 8a, 8b, der die Steuerkurve 11a, 11b aufweist, ist in axialer Richtung versetzt zu dem Eingriffselement 9a, 9b angeordnet. In dem in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei dieser Mitnehmer 8a, 8b vorgesehen. Die Eingriffselemente 9a, 9b sind hier als Zahn ausgebildet, der in die jeweiligen Zahnlücken der Eingriffsabschnitte 30a, 30b eingreifen kann und so einen Formschluss zwischen dem Antriebselement 1 und dem Abtriebselement 8 herstellt. Die Steuerkurve 11a, 11b des Mitnehmers 8a, 8b ist so ausgebildet, dass dann, wenn der Mitnehmer 8a, 8b mit einem zuschaltbaren Stift in Kontakt tritt, der Mitnehmer 8a, 8b außer Eingriff mit dem zugeordneten Eingriffsabschnitt gebracht wird, sodass eine relative Verdrehung des Antriebselementes gegenüber dem Abtriebselement wie voranstehend beschrieben möglich ist.FIG. 8 shows a driver 8a, 8b which has an engagement element 9a, 9b and a control cam 11a, 11b. The region of the driver 8a, 8b, which has the control cam 11a, 11b, is arranged offset in the axial direction to the engagement element 9a, 9b. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 7, two of these drivers 8a, 8b are provided in each case. The engagement elements 9a, 9b are here designed as a tooth, which can engage in the respective tooth spaces of the engagement portions 30a, 30b and thus produces a form fit between the drive element 1 and the output element 8. The cam 11a, 11b of the driver 8a, 8b is formed so that when the driver 8a, 8b comes into contact with a switchable pin, the driver 8a, 8b is brought out of engagement with the associated engagement portion, so that a relative rotation of the Drive element relative to the output element as described above is possible.
Aufgrund der Reibung in den Nockenwellenlagern und zwischen den Nocken und den vom Nocken angetriebenen Abtriebsgliedern, die die Ventile des Verbrennungsmotors betätigen, haben die Winkelbereiche, in denen auf die Nockenwelle 2 ein positives Drehmoment wirkt, eine andere Größe bzw. Umfangserstreckung als die Winkelbereiche, in denen ein negatives Drehmoment auf die Nockenwelle 2 wirkt. Durch eine Feder 13, die z.B. als Spiralfeder oder Schenkelfeder ausgebildet ist, kann dies ausgeglichen oder sogar in eine gewünschte Richtung verstärkt werden. Die Feder 13 wird entsprechend so ausgelegt und angeordnet, dass sie der Verstellung ein gewünschtes vordefiniertes Drehmoment aufprägt und hierdurch die Verstellung unterstützt. Die Feder 13 ist in etwa so auszulegen anzuordnen, dass sie dem Reibmoment der Nockenwelle entgegenwirkt und dieses bestmöglich kompensiert. Due to the friction in the camshaft bearings and between the cams and driven by the cam driven members that actuate the valves of the engine, have the angular ranges in which the Camshaft 2 a positive torque acts, a different size or circumferential extent than the angular ranges in which a negative torque acts on the camshaft 2. By a spring 13, which is formed for example as a spiral spring or leg spring, this can be compensated or even reinforced in a desired direction. The spring 13 is correspondingly designed and arranged so that it imparts a desired predefined torque to the adjustment and thereby supports the adjustment. The spring 13 is to be interpreted as being approximately such that it counteracts the friction torque of the camshaft and compensates for this in the best possible way.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Antriebselement1 drive element
2 Nockenwelle2 camshaft
3a, 3b Durchbrüche3a, 3b breakthroughs
4a, 4b Zähne4a, 4b teeth
5a, 5b Zahnlücken5a, 5b tooth spaces
6 Trägerkörper6 carrier body
7a, 7b Führung; Vorsprünge7a, 7b leadership; projections
8 Abtriebselement8 output element
8a, 8b Mitnehmer8a, 8b driver
9a, 9b Eingriffselement9a, 9b engagement element
10 Feder10 spring
11a Steuerkurve11a control cam
11b Steuerkurve11b cam
12 Betätigungselement; Stift12 actuator; pen
13 Spiralfeder13 spiral spring
30a, 30b Eingriffsabschnitt; Verzahnungsabschnitt 30a, 30b engaging portion; toothed section

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Verändern der relativen Winkellage einer Nockenwelle (2) gegenüber einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem gegenüber der Nockenwelle (2) drehbar gelagerten, indirekt von der Kurbelwelle angetriebenen Antriebselement (1) zum Antreiben der Nockenwelle (2), einem drehfest mit der Nockenwelle (2) verbundenen mehrteiligen Abtriebselement (8) und mit Mitteln zum Herstellen und Lösen einer formschlüssigen Verbindung zur Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebselement (1) und dem Abtriebselement (8), über welche die relative Winkellage zwischen der Nockenwelle (2) und der Kurbelwelle durch relative Verdrehung des Abtriebselementes (8) gegenüber dem Antriebselement (1) gezielt veränderbar ist, wobei die Mittel zum Herstellen und Lösen der formschlüssigen Verbindung mindestens einen an dem Antriebselement (1) ausgebildeten Eingriffsabschnitt (30a, 30b) umfassen und das mehrteilige Abtriebselement (8) einen Trägerkörper (6) und mindestens ein Formschlusselement aufweist, welches relativ zum Trägerkörper (6) geführt bewegbar angeordnet ist und mit dem Eingriffsabschnitt (30a, 30b) in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zuschaltbarer mechanischer Betätigungsmechanismus (10, 8a, 8b, 11a, 11b) vorgesehen ist, der das mindestens eine, als Mitnehmer (8a, 8b) ausgebildete Formschlusselement umfasst und der in mindestens zwei voneinander verschiedenen Winkelbereichen der Nockenwellendrehung zuschaltbar ist und durch den der mindestens eine Mitnehmer (8a, 8b) mit dem mindestens einen Eingriffsabschnitt (30a, 30b) gegen eine Rückstellkraft außer Eingriff bringbar ist.1. A device for changing the relative angular position of a camshaft (2) relative to a crankshaft of an internal combustion engine, with respect to the camshaft (2) rotatably mounted, indirectly driven by the crankshaft drive element (1) for driving the camshaft (2) rotatably with the camshaft (2) connected to the multi-part output element (8) and means for producing and releasing a positive connection for torque transmission between the drive element (1) and the output element (8), via which the relative angular position between the camshaft (2) and the crankshaft relative to the drive element (1) is selectively changed by relative rotation of the output element (8), wherein the means for producing and releasing the positive connection at least one of the drive element (1) formed engaging portion (30a, 30b) and the multi-part output element (8 ) a carrier body (6) and at least ei n form-fitting element, which is movably guided relative to the carrier body (6) and with the engagement portion (30a, 30b) is engageable, characterized in that at least one switchable mechanical actuating mechanism (10, 8a, 8b, 11a, 11b) is provided is that at least one, as a driver (8a, 8b) formed positive-locking element and in at least two different angular ranges of the camshaft rotation can be engaged and by which the at least one driver (8a, 8b) with the at least one engagement portion (30a, 30b ) Can be disengaged against a restoring force.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Betätigungsmechanismus einen auf den mindestens einen Mitnehmer (8a, 8b) in Richtung Eingriffsabschnitt (30a, 30b) einwirkenden Kraftspeicher (10) und ein zwischen einem Betäti- gungselement (12) und dem Mitnehmer (8a, 8b) wirksames, die geführte Bewegung des Mitnehmers (8a, 8b) steuerndes Kurvengelenk umfasst.2. Apparatus according to claim 1, wherein the actuating mechanism on the at least one driver (8 a, 8 b) in the direction of engaging portion (30 a, 30 b) acting on energy storage device (10) and between an operating transmission element (12) and the driver (8a, 8b) effective, the guided movement of the driver (8a, 8b) controlling cam joint comprises.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Mitnehmer (8a, 8b) ein in Richtung Eingriffsabschnitt (30a, 30b) vorstehendes Eingriffselement (9a, 9b) und eine gegenüber diesem in axialer Richtung versetzt angeordnete Rampe mit einer Steuerkurve (11a) aufweist, welche mit dem als zuschaltbarer Stift ausgebildeten Betätigungselement (12) zusammenwirkt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the at least one driver (8a, 8b) in the direction of engaging portion (30a, 30b) projecting engagement element (9a, 9b) and offset from this in the axial direction arranged ramp with a control cam (11a ), which cooperates with the trained as a switchable pin actuator (12).
4. Vorrichtung nach den voranstehenden Ansprüchen, wobei das Antriebselement (1) mindestens zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Eingriffsabschnitte (30a, 30b) aufweist.4. Device according to the preceding claims, wherein the drive element (1) has at least two circumferentially spaced engagement portions (30 a, 30 b).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der mindestens eine Mitnehmer (8a, 8b) mit den beiden Eingriffsabschnitten (3Oa1 30b) abwechselnd in Eingriff bringbar ist.5. Device according to claim 4, wherein the at least one entrainment means (8a, 8b) is engageable with the two engagement portions (30b 3oA 1) alternately engage.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei zwei Mitnehmer (8a, 8b) vorgesehen sind, von denen jeder einem der Eingriffsabschnitte (30a, 30b) zugeordnet ist, und wobei die Mitnehmer (8a, 8b) abwechselnd mit den Eingriffsabschnitten (30a, 30b) in Eingriff bringbar sind.6. Apparatus according to claim 4, wherein two drivers (8a, 8b) are provided, each of which is associated with one of the engagement portions (30a, 30b), and wherein the drivers (8a, 8b) rotate alternately with the engagement portions (30a, 30b). can be brought into engagement.
7. Vorrichtung nach den voranstehenden Ansprüchen, wobei der mindestens eine Eingriffsabschnitt (30) als Zähne (4a, 4b) und Zahnlücken (5a, 5b) aufweisender Verzahnungsabschnitt ausgebildet ist.7. Device according to the preceding claims, wherein the at least one engagement portion (30) as teeth (4a, 4b) and tooth spaces (5a, 5b) having the toothed portion is formed.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die beiden Eingriffsabschnitte (30a, 30b) als Zähne (4a, 4b) und Zahnlücken (5a, 5b) aufweisende erste (30a) und zweite Verzahnungsabschnitte (30b) ausgebildet sind und der sich jeweils nicht im Eingriff befindende Mitnehmer (8a, 8b) von einem Zahn (4a, 4b) des ihm zugeordneten Eingriffsabschnitts (30a, 30b) gegen die Kraft eines Kraftspeichers (10) in einer Warteposition gehalten wird.8. The device according to claim 6 or 7, wherein the two engagement portions (30a, 30b) as teeth (4a, 4b) and tooth spaces (5a, 5b) having first (30a) and second toothed portions (30b) are formed and not each engaged drivers (8a, 8b) of a tooth (4a, 4b) of its associated engagement portion (30a, 30b) is held against the force of a force accumulator (10) in a waiting position.
9. Vorrichtung nach den voranstehenden Ansprüchen, wobei der mindestens eine Mitnehmer (8a, 8b) gegenüber dem Trägerkörper (6) geführt durch eine Drehbewegung, eine Translationsbewegung oder eine kombinierte Dreh- und Translationsbewegung bewegbar ist.9. Device according to the preceding claims, wherein the at least one driver (8a, 8b) relative to the carrier body (6) guided by a rotary movement, a translational movement or a combined rotational and translational movement is movable.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Mitnehmer (8a, 8b) durch auf dem Trägerkörper (6) vorgesehene Führungen (7) geführt ist.10. Device according to claim 9, wherein the at least one driver (8a, 8b) is guided by guides (7) provided on the carrier body (6).
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 10, wobei mindestens ein in zwei Richtungen wirkender Kraftspeicher (10) vorgesehen ist, durch den die beiden Mitnehmer (8a, 8b) jeweils in Richtung auf die ihnen zugeordneten Eingriffsabschnitte (30a, 30b) mit einer Kraft beaufschlagbar sind.11. Device according to claims 6 to 10, wherein at least one force acting in two directions memory (10) is provided, through which the two drivers (8a, 8b) respectively in the direction of their associated engagement portions (30a, 30b) with a force can be acted upon.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , wobei der Kraftspeicher (10) als in zwei Richtungen wirkende Feder ausgebildet ist.12. The apparatus of claim 11, wherein the energy accumulator (10) is designed as acting in two directions spring.
13. Vorrichtung nach den voranstehenden Ansprüchen, wobei das Antriebselement (1) als Kettenrad ausgebildet ist, welches von der Kurbelwelle über eine Antriebskette antreibbar ist.13. Device according to the preceding claims, wherein the drive element (1) is designed as a sprocket which can be driven by the crankshaft via a drive chain.
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, wobei das Antriebselement (1) als Zahnriemenrad ausgebildet ist, welches von der Kurbelwelle über einen Zahnriemen antreibbar ist.14. Device according to claims 1 to 13, wherein the drive element (1) is designed as a toothed belt, which is driven by the crankshaft via a toothed belt.
15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, wobei das Antriebselement (1) als Zahnrad ausgebildet ist, welches von der Kurbelwelle über ein Zahnradgetriebe antreibbar ist. 15. Device according to claims 1 to 13, wherein the drive element (1) is designed as a gear which is driven by the crankshaft via a gear transmission.
16. Verfahren zum Verändern der relativen Winkellage einer Nockenwelle (2) gegenüber einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem eine zwischen einem mindestens einen Eingriffsabschnitt aufweisenden Antriebselement (1) zum Antreiben der Nockenwelle (2) und einem mit der Nockenwelle (2) drehfest verbundenen mehrteiligen Abtriebselement (8) vorgesehene und mit dem mindestens einen Eingriffsabschnitt in formschlüssigen Eingriff bringbare, lösbare Mitnehmerverbindung zur gezielten Verstellung der relativen Winkellage in eine erste Verstellrichtung in einem ersten Abschnitt der Umlaufbewegung der Nockenwelle (2) aus ihrem Eingriff gelöst wird, in welchem an der Nockenwelle (2) ein als positiv definiertes erstes Drehmoment anliegt, und bei dem die lösbare Mitnehmerverbindung zur gezielten Verstellung der Winkellage in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Verstellrichtung in einem zweiten Abschnitt der Umlaufbewegung der Nockenwelle (2) aus ihrem Eingriff gelöst wird, in welchem an der Nockenwelle (2) ein negatives, dem ersten Drehmoment entgegenwirkendes zweites Drehmoment anliegt.16. A method for changing the relative angular position of a camshaft (2) relative to a crankshaft of an internal combustion engine, wherein a between an at least one engagement portion having drive element (1) for driving the camshaft (2) and one with the camshaft (2) rotatably connected multi-part Output element (8) provided and releasably engageable with the at least one engaging portion releasable driver connection for targeted adjustment of the relative angular position in a first adjustment in a first portion of the rotational movement of the camshaft (2) is released from their engagement, in which on the camshaft (2) is applied as a positively defined first torque, and in which the releasable driver connection for selectively adjusting the angular position in a first direction opposite second adjustment in a second portion of the orbital motion of the camshaft (2) dissolved out of their engagement st is in which on the camshaft (2) bears a negative, the first torque counteracting second torque.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Verstellbewegung gewünschter Länge in mehreren aufeinander folgenden Teilschritten diskreter Länge erfolgt, indem die Eingriffsabschnitte als Zähne (4a, 4b) und Zahnlücken (5a, 5b) aufweisende Verzahnungsabschnitte ausgebildet sind und die lösbare Mitnehmerverbindung mindestens zwei relativ zu den Verzahnungsabschnitten bewegbare Mitnehmer (8a, 8b) umfasst, die jeweils mindestens ein Eingriffselement (9a, 9b) aufweisen, wobei die Eingriffselemente (9a, 9b) jeweils abwechselnd mit den Zahnlücken (5a, 5b) der Verzahnungsabschnitte in formschlüssigen Eingriff gebracht werden, und wobei die jeweils nicht im Eingriff befindenden Eingriffselemente (9a, 9b) durch die jeweiligen Zähne (4a, 4b) des ihnen zugeordneten Verzahnungsabschnittes (30a, 30b) gegen die Kraft eines Kraftspeichers (10) in einer Wartepostion gehalten werden. 17. The method of claim 16, wherein an adjustment of desired length in a plurality of successive sub-steps of discrete length by the engagement portions as teeth (4a, 4b) and tooth spaces (5a, 5b) having toothed sections are formed and the releasable driver connection at least two relative to the toothed portions movable driver (8a, 8b), each having at least one engagement element (9a, 9b), wherein the engagement elements (9a, 9b) are respectively brought into positive engagement with the tooth spaces (5a, 5b) of the toothed portions, and wherein the respective non-engaged engagement elements (9a, 9b) by the respective teeth (4a, 4b) of their associated toothed portion (30a, 30b) against the force of an energy accumulator (10) are held in a waiting position.
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