EP1994262B1 - Verstellvorrichtung für eine nockenwelle - Google Patents

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EP1994262B1
EP1994262B1 EP07712206A EP07712206A EP1994262B1 EP 1994262 B1 EP1994262 B1 EP 1994262B1 EP 07712206 A EP07712206 A EP 07712206A EP 07712206 A EP07712206 A EP 07712206A EP 1994262 B1 EP1994262 B1 EP 1994262B1
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friction
transfer gear
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    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2101—Cams
    • Y10T74/2102—Adjustable

Definitions

  • the present invention relates to an adjusting device for a camshaft, according to the preamble of patent claim 1.
  • a adjusting device for a camshaft of an internal combustion engine known, soft one driven by a crankshaft of the internal combustion engine drive element, a camshaft of the internal combustion engine driving output element and an actuating element, which is beautschlagt by a brake, wherein by varying the braking torque on the actuator relative rotation between the output element and driven element is reachable.
  • the design of the adjustment allows any phase angle between the drive element and output element.
  • the brake is designed as a non-contact working, electromagnetic brake; preferably a hysteresis brake is used; whose braking torque is independent of the speed.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a Vierstellvorrichtüng for a camshaft, which is inexpensive to produce.
  • an adjusting device for a camshaft comprising a brake system and an output side connected to the camshaft and the crankshaft drive side superposition gear, the superposition gear for adjusting the camshaft dissipates a part of the drive-side energy in the brake system, wherein the brake system is designed as a frictional braking system in which the required braking force is generated via a friction lining in permanent slip.
  • the adjusting device according to the invention has an additional mechanical lock.
  • a phase adjustment between the drive-side sprocket or pulley and the output-side camshaft can be made or a phaselage once set are held in position
  • the frictional braking system is designed as an electromagnetically actuated friction system.
  • the ⁇ bertag réellesgetriebe can be designed as a planetary gear or as a transmission with two sun gears and a two-stage planet, with each form of a superposition gear is suitable for use in the system according to the invention.
  • the cost is reduced because expensive elements of non-contact systems are not needed and required in the system fail-safe locking can be made as part of the peel movement in the friction lining.
  • a complete actuator can be saved.
  • FIGURE is a schematic sectional view of a preferred embodiment.
  • the frictional braking system with additional mechanical locking of the adjusting device comprises an electrically actuated switching coil 1, which has a friction surface 8, a magnetic friction lining 2 with a locking element 6 and a spring 3, wherein the locking element 6 with a drive-side element 5 of the superposition gear 7 interacts.
  • the friction lining 2 is axially movable but rotationally fixed to a spur gear 4 of the superposition gear, 7 fixed.
  • the ⁇ beragerungsgstriebe 7 is designed as a transmission with two Sonnenstirnziern 4.9 and a two-stage planet 10.
  • the camshaft is rotatably connected to the second spur gear 9 of the Matterlagerungsgefriebes 7; the drive is connected to the planet carrier.
  • the superposition gear 7 as a planetary gear, it is advantageous to arrange the friction lining 2 on the Finverzahhung; In this case, the camshaft is connected to the ring gear.
  • switching coil 1 When not energized switching coil 1 is no electromagnetic force on the friction lining 2, so that by the force of the spring 3 on the friction lining 2, the spur gear 4 via the friction lining 2 and the locking element 6 is positively connected to the drive-side element 5 of the superposition gear 7.
  • the required phase position can be set and held via a planetary gear set or another transmission gear.
  • the friction lining 2 is flooded oil; This can be done either from the outside (oil mist, etc.) or from the middle of the camshaft.
  • the friction lining 2 can be used as a paper coating with special embossing, comprising e.g. Radial grooves with waffle pattern, or be designed as a carbon coating. In the version as a carbon lining this can have a covering thickness of about 0.05 mm.
  • a carbon coating has the advantage that the wear is very low.
  • the braking torque can also be generated via a mixed friction

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für eine Nockenwelle, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Verstellbewegung der Nockenwelle über verschfeißfreie und berührungslose Bremssysteme zu erzeugen.
  • Beispielsweise ist aus der DE 103 55 560 A1 eineverstellvorrichtung für eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine bekannt, weiche ein von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetriebenes Antriebselement, ein die Nockenwelle der Brennkraftmaschine antreibendes Abtriebselement und ein Stellelement aufweist, das von einer Bremse beautschlagt wird, wobei durch Variation des Bremsmomentes am Stellelement eine Relativdrehung zwischen Abtriebselement und Abtriebselement erreichbar ist. Dabei lässt die Bauform der Verstellvorrichtung beliebige Phasenwinkel zwischen Antriebselement und Abtriebselement zu. Die Bremse ist als berührungslos arbeitsende, elektromagnetische Bremse ausgeführt; vorzugsweise wird eine Hysteresebremse verwendet; deren Bremsmoment unabhängig von der Drehzahl ist.
  • Derartige Systeme sind in nachteiliger Weise aufgrund der benötigten berührungslos arbeitenden Komponente teuer und benötigen eine Fail-Save-Verriegelung, wofür ein weiterer Aktuator benötigt wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufhabe zugrunde, eine Vierstellvorrichtüng für eine Nockenwelle anzugeben, welche kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Heitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird eine Verstellvorrichtung für eine Nockenwelle vorgeschfagen, umfassend ein Bremssystem und ein mit der Nockenwelle abtriebsseitig und der Kurbelwelle antriebsseitig verbundenes Überlagerungsgetriebe, wobei das Überlagerungsgetriebe zum Verstellen der Nockenwelle einen Teil der antriebsseitigen Energie in das Bremssystem abführt, wobei das Bremssystem als reibschlüssiges Bremssystem ausgeführt ist, bei dem die erforderliche Bremskraft über einen im Dauerschlupf befindlichen Reibbelag erzeugt wird. Zudem weist die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung eine zusätzliche mechanische Verriegelung auf.
  • Über das reibschlüssige Bremssystem gemäß der Erfindung kann eine Phasenverstellung zwischen antriebsseitigem Kettenrad oder Riemenscheibe und der abtriebsseitigen Nockenwelle vorgenommen werden oder eine einmal eingestellte Phaselage auf Position gehalten werden,
  • Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das reibschlüssige Bremssystem als elektromagnetisch betätigtes Reibsystem ausgebildet. Des weiteren kann das Öbertagerungsgetriebe als Planetengetriebe oder als Getriebe mit zwei Sonnenstirnrädern und einem zweistufigen Planeten ausgeführt sein, wobei auch jede Form eines Überlagerungsgetriebes zum Einsatz beim erfindungsgemäßen System geeignet ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Konzeption werden die Kosten reduziert, da teure Elemente der berührungslosen Systeme nicht benötigt werden und die im System erforderliche Fail-Save-Verriegelung im Rahmen der Schältbewegung im Reibbelag mit getätigt werden kann. Hiedurch kann in vorteilhafter Weise ein kompletter Aktuator eingespart werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform darstellt, beispielhaft näher erläutert.
  • Die reibschlüssige Bremssystem mit zusätzliche mechanischer Verriegelung der Verstellvorrichtung gemäß der Erfindung umfasst eine elektrisch betätigbare Schaltspule 1, die eine Reibfläche 8 aufweist, einen magnetischen Reibbelag 2 mit einem Verriegelungselement 6 und eine Feder 3,wobei das Verriegelungselement 6 mit einem antriebsseitigen Element 5 des Überlagerungsgetriebes 7 zusammenwirkt. Hierbei ist der Reibbelag 2 axial beweglich aber drehfest an einem Stirnrad 4 des Uberlagerungsgetriebes, 7 befestigt.
  • Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Öbertagerungsgstriebe 7 als Getriebe mit zwei Sonnenstirnrädern 4,9 und einem zweistufigen Planeten 10 ausgeführt. Hierbei ist die Nockenwelle mit dem zweiten Stirnrad 9 des Überlagerungsgefriebes 7 drehfest verbunden; der Antrieb ist mit dem Planetenträger verbunden.
  • Bei einer Ausführung des Überlagerungsgetriebes 7 als Planetengetriebe ist es vorteilhaft, den Reibbelag 2 auf der Sonnenverzahhung anzuordnen; in diesem Fall ist die Nockenwelle mit dem Hohlrad verbunden.
  • Bei nicht bestromter Schaltspule 1 liegt keine elektromagnetische Kraft am Reibbelag 2 an, so dass durch die Kraft der Feder 3 auf den Reibbelag 2 das Stirnrad 4 über den Reibbelag 2 und das Verriegelungselement 6 mit dem antriebsseitigen Element 5 des Überlagerungsgetriebes 7 formschlüssig verbunden ist.
  • Bei Bestromung der Schaltspule 1 wirkt die magnetische Kraft auf den Reibbelag 2, so dass sich der Reibbelag 2 an seiner Reibfläche an die Reibfläche 8 der Schaftspule 1 anlegt. Gleichzeitig, rückt das Verriegelungselement 6 aus dem antriebsseitigen Element 5 des Uberlagerungsgetriebes 7 aus. Das über die Schaltspule 1 aufgebaute Bremsmoment kann nun über das Stirnrad 4 in das Überlagerungsgetriebe 7 einfließen.
  • Durch die elektrisch Regelung der Schaltspule kann die erforderlich Phasenlage über einen Planetensatz oder ein anderes Übertagerungsgetriebe eingestellt und gehalten werden. Um den Reibbelag unter hoher Schlupfleistung betreiben zu können, kann vorgesehen sein, dass der Reibbelag 2 öldurchflutet wird; dies kann entweder von außen (Ölnebel, etc.) oder aus der Mitte der Nockenwelle erfolgen.
  • Der Reibbelag 2 kann als Papierbelag mit spezieller Prägung, umfassend z.B. radiale Rillen mit Waffelmuster, oder als Carbonbelag ausgeführt sein. Bei der Ausführung als Carbonbelag kann dieser eine Belagstärke von ca. 0,05 mm aufweisen. Ein Carbonbelag weist den Vorteil aut, dass der Verschleiß sehr gering ist.
  • Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Ereindung wird vorgeschlagen, das Bremsmoment über eine hydrodynamische Gleitlagerfläche zu erzeugen, bei der sich das Bremsmoment durch Scheerkrafte im Ölfilm des Reibbelags 2 einstellt. Hierbei bleibt die Reibfläche verschleißfrei; gemäß der Erfindung kann das Bremsmoment auch über eine Mischreibung erzeugt werden
    • Bezugszeichen
    • 1
    Schaltspule
    2
    Reibbelag,
    3
    Feder
    4
    Stirnrad
    5
    antriebsseifiges Element des Überlagerungsgetriebes 7
    6
    Verriegelungselement
    7
    Überlagerungsgetriebe
    8
    Reibfläche der Schaltspule 1
    9
    Stirnrad
    10
    Planet

Claims (5)

  1. Verstellvorrichtung für eine Nockenwelle, umfassend ein Bremssystem und ein mit der Nockenwelle abtriebsseitig und der Kurbelwelle antriebsseitig verbundenes Überlagerungsgetriebe, wobei das Überlagerungsgetriebe zum Verstellen der Nockenwelle einen Teil der antriebsseitigen Energie in das Bremssystem abführt, wobei das Bremssystem als reibschlüssiges Bremssystem ausgeführt ist, bei dem die erforderliche Bremskraft über einen im Dauerschlupf befindlichen Reibbelag (2) erzeugt wird und das Bremssystem als elektromagnetisch betätigtes Reibsystem ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem eine elektrisch betätigbare Schaltspule (1), die eine Reibfläche (8) aufweist, einen Reibbelag (2) mit einem mit einem antriebsseitigen Element (5) des Überlagerungsgetriebes (7) zusammenwirkenden Verriegelungselement (6) und eine Feder (3) umfasst, wobei der Reibbelag (2) axial beweglich aber drehfest an einem Stirnrad (4) des Übertagerungsgetriebes (7) befestigt ist, wobei bei nicht bestromter Schaltspule (1) das Stirnrad (4) durch die Kraft der Feder (3) über den Reibbelag (2) und das Verriegelungselement (6) mit dem antriebsseitigen Element (5) des Überlagerungsgetriebes (7) formschlüssig verbunden ist, und wobei bei Bestromung der Schaltspule (1) durch die Wirkung der magnetischen Kraft auf den Reibbelag (2), dieser an seiner Reibfläche an die Reibfläche (8) der Schaltspule (1) zum Anliegen bringbar ist, so dass das über die Schaltspule (1) aufgebaute Bremsmoment über das Stirnrad (4) in das Überlagerungsgetriebe (7) einfließt.
  2. Verstellvorrichtung für eine Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (2) des Bremssystems öldurchflutet wird, wobei dies entweder von außen oder aus der Mitte der Nockenwelle erfolgt.
  3. Verstellvorrichtung für eine Nockenwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (2) als Papierbelag mit spezieller Prägung oder als Carbonbelag ausgeführt ist.
  4. Verstellvorrichtung für eine Nockenwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment über eine hydrodynamische Gleitlagerfläche erzeugbar ist, wobei es sich durch Scheerkräfte im Ölfilm des Reibbelags (2) einstellt.
  5. Verstellvorrichtung für eine Nockenwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe als Planetengetriebe oder als Getriebe mit zwei Sonnenstirnrädern und einem zweistufigen Planeten ausgeführt ist.
EP07712206A 2006-03-15 2007-02-12 Verstellvorrichtung für eine nockenwelle Not-in-force EP1994262B1 (de)

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