WO2007022850A1 - Stellvorrichtung für eine brennkraftmaschine, insbesondere nockenwellenstellvorrichtung - Google Patents

Stellvorrichtung für eine brennkraftmaschine, insbesondere nockenwellenstellvorrichtung Download PDF

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WO2007022850A1
WO2007022850A1 PCT/EP2006/007483 EP2006007483W WO2007022850A1 WO 2007022850 A1 WO2007022850 A1 WO 2007022850A1 EP 2006007483 W EP2006007483 W EP 2006007483W WO 2007022850 A1 WO2007022850 A1 WO 2007022850A1
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unit
scanning
camshaft
adjusting
adjusting device
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PCT/EP2006/007483
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French (fr)
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Jens Meintschel
Thomas Stolk
Alexander Von Gaisberg-Helfenberg
Original Assignee
Daimler Ag
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Publication date
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    • 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
    • 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
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
    • F01L2303/02—Initial camshaft settings

Definitions

  • Adjusting device for an internal combustion engine in particular
  • the invention relates to an adjusting device for an internal combustion engine, in particular a
  • Camshaft adjusting device according to the preamble of patent claim 1.
  • the adjusting unit has an adjusting gear with a stationary gear ratio, which are designed so that a locking position is achieved merely by setting an adjusting.
  • the invention is in particular the object of providing a particularly fail-safe adjusting device.
  • the object is solved by the features of patent claim 1, wherein further embodiments of the invention can be taken from the subclaims.
  • an adjusting device for an internal combustion engine in particular a camshaft adjusting device, with an actuating unit, the at least one electroless sensor unit for performing a setting in at least one mode depending on a present Wave phase angle of a wave includes.
  • the currentless sensor unit ie a sensor unit
  • a particularly fail-safe control and / or regulation can be achieved, in particular if the actuator is provided to deenergize in the at least one mode, an actuating means , ie without electrical energy to operate.
  • a control and / or regulation can be achieved at least largely independently of an electrical power supply.
  • the sensor unit can be provided exclusively for the purpose of sensing corresponding parameters and / or in particular redundantly with respect to a further, in particular electronic sensor unit.
  • a "shaft phase angle” is to be understood in particular as meaning a phase angle of a first shaft to a second shaft, as occurs in particular with a camshaft driven by a crankshaft with a camshaft adjusting device.
  • the senor unit has a mechanical scanning unit, whereby it can be structurally simple, in particular also independent of a present oil pressure, executed.
  • the sensor unit could also have a hydraulic unit for sensing a present wave phase angle.
  • the scanning unit is provided for actuating the actuating means, whereby additional components, installation space, weight, assembly costs and costs can be saved, in particular if a scanning means of the scanning unit with an actuating means, such as with a brake unit, a valve piston, etc . , at least coupled or even carried out with the same at least partially in one piece.
  • an actuating means such as with a brake unit, a valve piston, etc .
  • mechanical electrical contacts can also be switched by means of the scanning unit.
  • a scanning means formed by a scanning contour can be designed to be rotationally fixed with a sprocket wheel or also non-rotatably with a camshaft.
  • a mechanical sensing means may be non-rotatably connected to a control input and a mechanical sensing means rotatably connected to a camshaft, and / or a mechanical sensing means may be non-rotatably connected to a control input and a mechanical sensing means rotatably connected to a sprocket etc.
  • a shaft drive torque which is primarily intended to drive the shaft whose phase angle is to be adjusted, for transmitting a drive torque via the same
  • a actuator drive torque which is primarily intended to achieve an adjustment movement or an adjustment of the shaft phase angle, whereby an adjustment can be achieved independently of a present shaft drive torque
  • the actuating means is non-rotatably coupled to the shaft, an advantageous coupling between the actuating means and a sensor means of the sensor unit, in particular with the mechanical scanning unit, can be achieved structurally simple, with a few additional components.
  • the setting unit has an adjustable unit for achieving an adjustable setpoint position in the at least one mode, whereby an adaptation to different boundary conditions can be made possible during operation and / or basically before commissioning.
  • Compression ratio adjusting devices for adjusting a water pump speed, adjusting devices for adjusting a refrigerant compression device, etc., particularly advantageous in camshaft adjusting devices, whereby a camshaft phase angle over a wide range adjustable and yet always ensures safe operation of the internal combustion engine. Furthermore, it is basically also conceivable to use a corresponding adjusting device, except in internal combustion engines, also in other machines which appear to be suitable for a person skilled in the art.
  • Fig. 1 is an exploded view of an inventive
  • FIG. 2 is a sectional view through the
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a scanning unit of
  • Camshaft adjusting device with a scanning in a first position before a target position, Fig. 4, the scanning unit with the scanning in the range of
  • FIG. 5 shows the camshaft adjusting device in a view obliquely from the side with the Abtastarm in the range of the desired position
  • Fig. 6 the scanning unit with the Abtastarm in a second position before the target position
  • Fig. 7 the camshaft actuator in the view obliquely from the side
  • FIG. 8 shows an alternative scanning unit with a scanning arm in a first position before a desired position
  • FIG. 9 shows the alternative scanning unit with the scanning arm in a second position in front of the desired position
  • FIG Scanning unit with the scanning in the desired position
  • FIG. 1 shows a camshaft adjusting device of an internal combustion engine in an exploded view with an actuator 10 for adjusting a camshaft phase angle of a camshaft 12.
  • the actuator 10 includes a hydraulic unit formed by a vane rotary actuator, which is integrally formed with the camshaft 12 and a stator 15 with a Sprocket 16 integrally running rotor 17th has ( Figures 1 and 2).
  • the rotor 17 encloses the stator 15 and between radially outwardly pointing vanes 18 of the stator 15 and radially inwardly pointing wings 19 of the rotor 17 pressure chambers are formed, which are closed on a side facing away from the camshaft 12 with a cover 20 of the hydraulic unit, the rotatably connected to the rotor 17 and thus rotatably connected to the sprocket 16.
  • a valve piston actuating means 13 In a concentric channel 21 of the stator 15 is formed by a valve piston actuating means 13 is arranged.
  • the adjusting means 13 has on a side facing the camshaft 12 control edges 23 and on a side facing away from the camshaft 12 a region 24 with a rectangular cross-section, through which the actuating means 13 with a pressed-in in the camshaft 12 and in the stator 15 socket 22nd and via the sleeve 22 rotatably connected to the camshaft 12 is connected.
  • the actuating means 13 a fixed to a central axis of the camshaft 12 extending, formed by a Abtastarm first scanning means 14 a mechanical scanning unit attached, which forms part of a current-free sensor unit 11.
  • the mechanical scanning unit has, in addition to the first scanning means 14, a second scanning means 25 formed by a scanning contour, which is formed in one piece on an end face of the cover 20 facing away from the camshaft 12.
  • a second scanning means 25 formed by a scanning contour, which is formed in one piece on an end face of the cover 20 facing away from the camshaft 12.
  • an electromagnetic actuating actuator 26 is provided which, with its spring 28 loaded via a helical compression spring 27, acts on an end face 29 of the sensing means 14 facing away from the camshaft 12.
  • the scanning unit serves for de-energized actuation of the actuating means 13 in a mode with deactivated Stellaktuator 26th
  • the electromagnetic actuating actuator 26 is energized and the armature 28 is offset against the spring force of the helical compression spring 27 in the direction away from the camshaft 12 direction, attracted by electromagnetic forces, arranged in its control range.
  • the adjusting means 13 is acted upon in the direction of the armature 28 with oil pressure and is supported via the end face 29 on the armature 28 of the adjusting actuator 26.
  • the adjusting means 13 could also be acted upon by a spring force of a spring means in the direction of the armature 28.
  • the sensing means 14 formed by the scanning arm is driven by the spring force of the helical compression spring 27 which is greater than that acting on the actuating means 13 Oil pressure resulting force, pressed against the sensing means 25 formed by the Abtastkontur.
  • the camshaft 12 relative to the sprocket 16 and thus to a crankshaft, which is drivingly coupled to the sprocket 16, adjusted in the morning direction the scanning means 14 formed by the Abtastarm comes with a first bearing surface 30 of the scanning contour formed scanning means 25 in Appendix ( Figure 3).
  • the adjusting means 13 is positioned in the axial direction in such a way that the hydraulic unit of the actuating unit 10, the camshaft 12 in the adjusting direction 31 and in the late adjusted direction ( Figures 4 and 5).
  • An actuator drive torque of the hydraulic unit becomes Adjustment of the camshaft phase angle used.
  • the scanning means 25 formed by the scanning contour has a control ramp 33, which represents a connection between the first contact surface 30 and a second contact surface 34.
  • the adjusting means 13 is positioned in the axial direction in such a way that the hydraulic unit of the adjusting unit 10, the camshaft 12 in the adjusting direction 35 and in the direction of advance adjusted ( Figures 4 and 6).
  • the sensing means 14 formed by the Abtastarm slides from the contact surface 34 along the control ramp 33 in the direction of the contact surface 30 and in the direction of the target position 32 and thereby adjusts the actuator 13 in the axial direction, so that when a deactivated electromagnetic Stellaktuator 26, a small pendulum motion to set the desired position 32.
  • the second sensing means 25 could be formed by a separate component from the cover 20, which is basically rotationally fixed to the cover 20 and thus connected to the sprocket 16, however, for adjusting the sensor unit 11 and thus to Adjustment of the camshaft phase angle in the desired position 32 relative to the cover 20 can be rotated, for example by means of a hydraulic and / or electromagnetic actuator.
  • the scanning means 14 could be designed to be adjustable in the circumferential direction, for example, for this purpose, the sleeve 22 could be made adjustable within the stator 15 in the circumferential direction.
  • FIGS. 8 to 10 show an alternative scanning unit. Substantially identical components are basically numbered by the same reference numerals, with an apostrophe being added to the reference numerals in FIGS. 8 to 10 in order to distinguish the exemplary embodiments. Furthermore, with regard to features and functions that remain the same, reference may be made to the description of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 7. The following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 7.
  • the scanning unit shown in FIGS. 8 to 10 can be used instead of the scanning unit shown in FIGS. 1 to 7, so that in FIGS 10 with respect to components not shown on the components in Figures 1 to 7 can be referenced.
  • a scanning means 14 ' which is formed by a scanning arm, is driven by the Spring force of the helical compression spring 27 of the electromagnetic Stellaktuators 26, pressed against a scanning contour formed by a scanning means 25 '( Figures 1 and 8).
  • the adjusting means 13 is positioned in the axial direction in such a way that the hydraulic unit of the adjusting unit 10, the camshaft 12 in the adjusting direction 31 'and in the direction late retarded ( Figures 8 and 10).
  • a actuator drive torque of the hydraulic unit is used to adjust the camshaft phase angle.
  • the scanning means 25' has a locking recess 36 'with conical side edges or control ramps 38', 39 'and with a surface 37' into which the scanning means 14 'engages upon reaching the desired position 32' and is secured by the spring force of the helical compression spring 27 in the same.
  • the scanning means 14 ' is located on the conical side edges or on the control ramps 38', 39 'of the Arretierausappelung 36', so that this is secured without play.
  • the camshaft 12 relative to the sprocket 16 and thus adjusted to the crankshaft in the late direction, formed by the Abtastarm scanning 14 'comes with a second contact surface 34' of the Abtastkontur formed sensing means 25 'in Appendix which is displaced further in the axial direction facing away from the first contact surface 30 'in the axial direction facing away from the camshaft 12 (FIG. 9).
  • the adjusting means 13 is positioned in the axial direction in such a way that the hydraulic unit of the actuating unit 10, the camshaft 12 in the direction of adjustment 35 'or in the direction of advance adjusted ( Figures 9 and 10).
  • the scanning means 14 'formed by the scanning arm is moved in the direction of the desired position 32' and engages in the locking recess 36 '.

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Abstract

Es wird eine Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Nockenwellenstellvorrichtung, mit einer Stelleinheit (10) vorgeschlagen, die wenigstens eine stromlose Sensoreinheit (11) zur Durchführung einer Einstellung in zumindest einem Modus abhängig von einem vorliegenden Wellenphasenwinkel einer Welle (12) umfasst.

Description

Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere
Nockenwellenstellvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine
Nockenwellenstellvorrichtung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 102 20 687 Al ist eine
Nockenwellenstellvorrichtung mit einer Stelleinheit und einer Arretiereinheit bekannt. Die Stelleinheit weist ein Verstellgetriebe mit einer Standgetriebeübersetzung auf, die so ausgelegt sind, dass durch bloßes Festsetzen einer Verstellwelle eine Arretierstellung erreicht wird.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine besonders ausfallsichere Stellvorrichtung bereitzustellen. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, wobei weitere Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Es wird eine Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Nockenwellenstellvorrichtung, mit einer Stelleinheit vorgeschlagen, die wenigstens eine stromlose Sensoreinheit zur Durchführung einer Einstellung in zumindest einem Modus abhängig von einem vorliegenden Wellenphasenwinkel einer Welle umfasst. Mittels der stromlosen Sensoreinheit, d.h. einer Sensoreinheit, mittels der eine Sensierung ohne elektrische Energieversorgung möglich ist, kann eine besonders ausfallsichere Steuerung und/oder Regelung erzielt werden, und zwar insbesondere, wenn die Stelleinheit dazu vorgesehen ist, in dem zumindest einen Modus ein Stellmittel stromlos, d.h. ohne elektrische Energie, zu betätigen. Es kann insbesondere eine Steuerung und/oder Regelung zumindest weitgehend unabhängig von einer elektrischen Stromversorgung erzielt werden. Die Sensoreinheit kann dabei ausschließlich zur Sensierung entsprechender Kenngrößen und/oder insbesondere redundant zu einer weiteren, insbesondere elektronischen Sensoreinheit vorgesehen sein. Unter einem „Wellenphasenwinkel" soll dabei insbesondere ein Phasenwinkel einer ersten Welle zu einer zweiten Welle verstanden werden, wie dies insbesondere bei einer von einer Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle mit einer Nockenwellenstellvorrichtung auftritt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit eine mechanische Abtasteinheit aufweist, wodurch diese konstruktiv einfach, insbesondere auch unabhängig von einem vorliegenden Öldruck, ausgeführt werden kann. Alternativ und/oder zusätzlich zu einer mechanischen Abtasteinheit könnte jedoch die Sensoreinheit auch eine hydraulische Einheit zur Sensierung eines vorliegenden Wellenphasenwinkels aufweisen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Abtasteinheit zur Betätigung des Stellmittels vorgesehen ist, wodurch zusätzliche Bauteile, Bauraum, Gewicht, Montageaufwand und Kosten eingespart werden können, und zwar insbesondere, wenn ein Abtastmittel der Abtasteinheit mit einem Stellmittel, wie mit einer Bremseinheit, einem Ventilkolben usw. , zumindest gekoppelt oder sogar mit demselben zumindest teilweise einstückig ausgeführt ist. Bei elektrischen Stellvorrichtungen können auch mittels der Abtasteinheit mechanische elektrische Kontakte geschaltet werden.
Bei einer Nockenwellenstellvorrichtung kann ein von einer Abtastkontur gebildetes Abtastmittel drehfest mit einem Kettenrad oder auch drehfest mit einer Nockenwelle ausgeführt sein. Bei Nockenwellenstellvorrichtungen mit einem Summierungsgetriebe kann ein mechanisches Abtastmittel drehfest mit einem Stelleingang und ein mechanisches Abtastmittel drehfest mit einer Nockenwelle verbunden sein, und/oder es kann ein mechanisches Abtastmittel drehfest mit einem Stelleingang und ein mechanisches Abtastmittel drehfest mit einem Kettenrad verbunden sein usw.
Bei der Verstellung des Wellenphasenwinkels können verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Antriebsmomente genutzt werden, wie ein Wellenantriebsmoment, das in erster Linie dazu vorgesehen ist, die Welle, deren Phasenwinkel verstellt werden soll, zur Übertragung eines Antriebsmoments über dieselbe anzutreiben, und/oder vorteilhaft ein Stellerantriebsmoment , das in erster Linie dazu vorgesehen ist, eine Stellbewegung bzw. eine Verstellung des Wellenphasenwinkels zu erzielen, wodurch eine Verstellung unabhängig von einem vorliegenden Wellenantriebsmoment erzielt werden kann.
Ist das Stellmittel drehfest mit der Welle gekoppelt, kann konstruktiv einfach, mit wenigen zusätzlichen Bauteilen, eine vorteilhafte Kopplung zwischen dem Stellmittel und einem Sensormittel der Sensoreinheit, insbesondere mit der mechanischen Abtasteinheit, erzielt werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Stelleinheit eine einstellbare Einheit zur Erzielung einer einstellbaren Sollposition in dem zumindest einen Modus aufweist, wodurch während des Betriebs und/oder auch grundsätzlich vor einer Inbetriebnahme eine Anpassung an verschiedene Randbedingungen ermöglicht werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung kann bei sämtlichen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Stellvorrichtungen einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden, wie bei Stellvorrichtungen zum Einstellen eines
Verdichtungsverhältnisses, Stellvorrichtungen zum Einstellen einer Wasserpumpendrehzahl, Stellvorrichtungen zum Einstellen einer Kältemittelverdichtungseinrichtung usw., besonders vorteilhaft jedoch bei Nockenwellenstellvorrichtungen, wodurch ein Nockenwellenphasenwinkel über einen großen Bereich einstellbar und dennoch stets ein sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet ist. Ferner ist grundsätzlich auch denkbar, eine entsprechende Stellvorrichtung außer bei Brennkraftmaschinen auch bei anderen, dem Fachmann als geeignet erscheinenden Maschinen einzusetzen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen: Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen
Nockenwellenstellvorrichtung mit einer Nockenwelle, Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch die
Nockenwellenstellvorrichtung, Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer Abtasteinheit der
Nockenwellenstellvorrichtung mit einem Abtastarm in einer ersten Stellung vor einer Sollposition, Fig. 4 die Abtasteinheit mit dem Abtastarm im Bereich der
Sollposition, Fig. 5 die Nockenwellenstellvorrichtung in einer Ansicht schräg von der Seite mit dem Abtastarm im Bereich der Sollposition, Fig. 6 die Abtasteinheit mit dem Abtastarm in einer zweiten Stellung vor der Sollposition, Fig. 7 die Nockenwellenstellvorrichtung in der Ansicht schräg von der Seite mit dem Abtastarm in der zweiten Stellung vor der Sollposition, Fig. 8 eine alternative Abtasteinheit mit einem Abtastarm in einer ersten Stellung vor einer Sollposition, Fig. 9 die alternative Abtasteinheit mit dem Abtastarm in einer zweiten Stellung vor der Sollposition und Fig. 10 die alternative Abtasteinheit mit dem Abtastarm in der Sollposition.
Figur 1 zeigt eine Nockenwellenstellvorrichtung einer Brennkraftmaschine in einer Explosionsdarstellung mit einer Stelleinheit 10 zum Einstellen eines Nockenwellenphasenwinkels einer Nockenwelle 12. Die Stelleinheit 10 umfasst eine von einem Flügelzellen- Drehaktuator gebildete hydraulische Einheit, die einen einstückig mit der Nockenwelle 12 ausgeführten Stator 15 und einen mit einem Kettenrad 16 einstückig ausgeführten Rotor 17 aufweist (Figuren 1 und 2) . Der Rotor 17 umschließt den Stator 15 und zwischen radial nach außen weisenden Flügeln 18 des Stators 15 und radial nach innen weisenden Flügeln 19 des Rotors 17 sind Druckräume ausgebildet, die auf einer der Nockenwelle 12 abgewandten Seite mit einem Deckel 20 der hydraulischen Einheit verschlossen sind, der drehfest mit dem Rotor 17 und damit drehfest mit dem Kettenrad 16 verbunden ist. Durch Ansteuerung der Druckräume kann der Rotor 17 und damit das Kettenrad 16 relativ zum Stator 15 und damit zur Nockenwelle 12 verdreht werden, und damit kann der Nockenwellenphasenwinkel eingestellt werden.
In einem konzentrischen Kanal 21 des Stators 15 ist ein von einem Ventilkolben gebildetes Stellmittel 13 angeordnet. Das Stellmittel 13 weist auf einer der Nockenwelle 12 zugewandten Seite Steuerkanten 23 und auf einer der Nockenwelle 12 abgewandten Seite einen Bereich 24 mit einem rechteckigen Querschnitt auf, über den das Stellmittel 13 mit einer in die Nockenwelle 12 bzw. in den Stator 15 eingepressten Buchse 22 und über die Buchse 22 drehfest mit der Nockenwelle 12 verbunden ist. Ferner ist an das Stellmittel 13 ein sich senkrecht zur Mittelachse der Nockenwelle 12 erstreckendes, von einem Abtastarm gebildetes erstes Abtastmittel 14 einer mechanischen Abtasteinheit befestigt, die einen Bestandteil einer stromlosen Sensoreinheit 11 bildet. Die mechanische Abtasteinheit weist neben dem ersten Abtastmittel 14 ein von einer Abtastkontur gebildetes zweites Abtastmittel 25 auf, das einstückig an eine der Nockenwelle 12 abgewandte Stirnseite des Deckels 20 angeformt ist. Zur Betätigung des Stellmittels 13 ist zum einen ein elektromagnetischer Stellaktuator 26 vorgesehen, der mit seinem über eine Schraubendruckfeder 27 belasteten Anker 28 auf eine der Nockenwelle 12 abgewandte Stirnfläche 29 des Abtastmittels 14 wirkt. Ferner dient zum anderen die Abtasteinheit zur stromlosen Betätigung des Stellmittels 13 in einem Modus mit deaktiviertem Stellaktuator 26.
Im elektronisch geregelten Betrieb ist der elektromagnetische Stellaktuator 26 bestromt und der Anker 28 ist entgegen der Federkraft der Schraubendruckfeder 27 in die von der Nockenwelle 12 abgewandte Richtung versetzt, angezogen durch elektromagnetische Kräfte, in seinem Regelbereich angeordnet. Das Stellmittel 13 ist in Richtung des Ankers 28 mit Öldruck beaufschlagt und ist über die Stirnfläche 29 am Anker 28 des Stellaktuators 26 abgestützt. Anstatt und/oder zusätzlich zu einer Beaufschlagung mit Öldruck könnte das Stellmittel 13 auch mit einer Federkraft eines Federmittels in Richtung des Ankers 28 beaufschlagt sein.
Wird der Stellaktuator 26 gezielt stromlos geschaltet oder wird dessen Stromzufuhr in einem Notfall unterbrochen, beispielsweise aufgrund eines Kabelbruchs, wird das von dem Abtastarm gebildete Abtastmittel 14, angetrieben durch die Federkraft der Schraubendruckfeder 27, die größer ist als die durch den auf das Stellmittel 13 wirkenden Öldruck resultierende Kraft, gegen das von der Abtastkontur gebildete Abtastmittel 25 gedrückt. Ist bei der Deaktivierung des elektromagnetischen Stellaktuators 26 die Nockenwelle 12 relativ zum Kettenrad 16 und damit zu einer Kurbelwelle, die antriebsmäßig mit dem Kettenrad 16 gekoppelt ist, in Richtung Früh verstellt, kommt das von dem Abtastarm gebildete Abtastmittel 14 mit einer ersten Anlagefläche 30 des von der Abtastkontur gebildeten Abtastmittels 25 in Anlage (Figur 3). Dabei wird das Stellmittel 13 in axialer Richtung in der Weise positioniert, dass die hydraulische Einheit der Stelleinheit 10 die Nockenwelle 12 in Stellrichtung 31 bzw. in Richtung Spät verstellt (Figuren 4 und 5) . Ein Stellerantriebsmoment der hydraulischen Einheit wird zur Verstellung des Nockenwellenphasenwinkels genutzt. Durch die Verstellbewegung der Nockenwelle 12 wird das von dem Abtastarm gebildete Abtastmittel 14 in Richtung einer Sollposition 32 bewegt.
Im Bereich der Sollposition 32 weist das von der Abtastkontur gebildete Abtastmittel 25 eine Steuerrampe 33 auf, die eine Verbindung zwischen der ersten Anlagefläche 30 und einer zweiten Anlagefläche 34 darstellt. Ist bei der Deaktivierung des elektromagnetischen Stellaktuators 26 die Nockenwelle 12 relativ zum Kettenrad 16 und damit zur Kurbelwelle in Richtung Spät verstellt, kommt das von dem Abtastarm gebildete Abtastmittel 14 mit der zweiten Anlagefläche 34 des von der Abtastkontur gebildeten Abtastmittels 25 in Anlage, die gegenüber der ersten Anlagefläche 30 weiter in die von der Nockenwelle 12 abgewandte axiale Richtung verlagert ist (Figur 6 und 7) . Dabei wird das Stellmittel 13 in axialer Richtung in der Weise positioniert, dass die hydraulische Einheit der Stelleinheit 10 die Nockenwelle 12 in Stellrichtung 35 bzw. in Richtung Früh verstellt (Figuren 4 und 6) . Das von dem Abtastarm gebildete Abtastmittel 14 gleitet von der Anlagefläche 34 entlang der Steuerrampe 33 in Richtung der Anlagefläche 30 bzw. in Richtung der Sollposition 32 und verstellt dadurch das Stellmittel 13 in axialer Richtung, so dass sich bei einem deaktivierten elektromagnetischen Stellaktuator 26 eine geringe Pendelbewegung um die Sollposition 32 einstellt. Da ein leichtes Pendeln um die Sollposition 32 zugelassen werden kann, ist eine Ausführung ohne mechanische Arretierung bzw. Verriegelung vorzuziehen, und zwar insbesondere, indem diese im Vergleich zu einer Nockenwellenstellvorrichtung mit einer mechanischen Arretierung kostengünstiger ausgeführt werden kann und Geräusche durch spielbehaftete Arretiermittel einfach vermieden werden können. Um eine einstellbare Sensoreinheit 11 zu erreichen, könnte beispielsweise das zweite Abtastmittel 25 von einem von dem Deckel 20 getrennten Bauteil gebildet sein, das grundsätzlich drehfest mit dem Deckel 20 und damit mit dem Kettenrad 16 verbunden ist, jedoch zur Verstellung der Sensoreinheit 11 und damit zur Verstellung des Nockenwellenphasenwinkels in der Sollposition 32 relativ zum Deckel 20 verdreht werden kann, beispielsweise mittels eines hydraulischen und/oder elektromagnetischen Aktuators. Alternativ und/oder zusätzlich könnte auch das Abtastmittel 14 in Umfangsrichtung verstellbar ausgeführt sein, beispielsweise könnte hierfür die Buchse 22 innerhalb des Stators 15 in Umfangsrichtung einstellbar ausgeführt sein.
In den Figuren 8 bis 10 ist eine alternative Abtasteinheit dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert, wobei zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele den Bezugszeichen in den Figuren 8 bis 10 ein Apostroph hinzugefügt ist. Ferner kann bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 7 verwiesen werden. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 7. Die in den Figuren 8 bis 10 dargestellte Abtasteinheit kann anstelle der in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Abtasteinheit eingesetzt werden, so dass nachfolgend in den Figuren 8 bis 10 bezüglich nicht dargestellter Bauteile auf die Bauteile in den Figuren 1 bis 7 verwiesen werden kann.
Wird bei dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 8 bis 10 der Stellaktuator 26 stromlos geschaltet oder wird dessen Stromzufuhr in einem Notfall unterbrochen, wird ein von einem Abtastarm gebildetes Abtastmittel 14', angetrieben durch die Federkraft der Schraubendruckfeder 27 des elektromagnetischen Stellaktuators 26, gegen ein von einer Abtastkontur gebildetes Abtastmittel 25' gedrückt (Figuren 1 und 8) . Ist bei der Deaktivierung des elektromagnetischen Stellaktuators 26 die Nockenwelle 12 relativ zum Kettenrad 16 und damit zur Kurbelwelle in Richtung Früh verstellt, kommt das von dem Abtastarm gebildete Abtastmittel 14' mit einer ersten Anlagefläche 30' des von der Abtastkontur gebildeten Abtastmittels 25' in Anlage (Figur 8) . Dabei wird das Stellmittel 13 in axialer Richtung in der Weise positioniert, dass die hydraulische Einheit der Stelleinheit 10 die Nockenwelle 12 in Stellrichtung 31' bzw. in Richtung Spät verstellt (Figuren 8 und 10). Ein Stellerantriebsmoment der hydraulischen Einheit wird zur Verstellung des Nockenwellenphasenwinkels genutzt. Durch die Verstellbewegung der Nockenwelle 12 wird das von dem Abtastarm gebildete Abtastmittel 14' in Richtung einer Sollposition 32' bewegt. In einem der Sollposition 32' zugeordneten Bereich weist das Abtastmittel 25' eine Arretierausnehmung 36' mit konischen Seitenrändern bzw. Steuerrampen 38', 39' und mit einer Fläche 37' auf, in die das Abtastmittel 14' bei Erreichen der Sollposition 32' einrastet und durch die Federkraft der Schraubendruckfeder 27 in derselben gesichert ist. Dabei liegt das Abtastmittel 14' an den konischen Seitenrändern bzw. an den Steuerrampen 38', 39' der Arretierausnehmung 36' an, so dass dieses spielfrei gesichert ist. In der Sollposition 32' ist das Abtastmittel 14' und damit das Stellmittel 13 gegenüber bei einer Anlage des Abtastmittels 14' an der Anlagefläche 30' weiter in Richtung Nockenwelle 12 angeordnet, und zwar ist das Stellmittel 13 in einer Neutralstellung angeordnet, in der weder eine Verstellung in Richtung Früh noch eine Verstellung in Richtung Spät eingeleitet wird. Ist bei der Deaktivierung des elektromagnetischen Stellaktuators 26 die Nockenwelle 12 relativ zum Kettenrad 16 und damit zur Kurbelwelle in Richtung Spät verstellt, kommt das von dem Abtastarm gebildete Abtastmittel 14' mit einer zweiten Anlagefläche 34' des von der Abtastkontur gebildeten Abtastmittels 25' in Anlage, die gegenüber der ersten Anlagefläche 30' weiter in die von der Nockenwelle 12 abgewandte axiale Richtung verlagert ist (Figur 9) . Dabei wird das Stellmittel 13 in axialer Richtung in der Weise positioniert, dass die hydraulische Einheit der Stelleinheit 10 die Nockenwelle 12 in Stellrichtung 35' bzw. in Richtung Früh verstellt (Figuren 9 und 10) . Durch die Verstellbewegung der Nockenwelle 12 wird das von dem Abtastarm gebildete Abtastmittel 14' in Richtung der Sollposition 32' bewegt und rastet in der Arretierausnehmung 36' ein.
Bezugszeichen
10 Stelleinheit 33 Steuerrampe
11 Sensoreinheit 34 Anlagefläche
12 Welle 35 Stellrichtung
13 Stellmittel 36 Arretierausnehmung
14 Abtastmittel 37 Fläche
15 Stator 38 Steuerrampe
16 Kettenrad 39 Steuerrampe
17 Rotor
18 Flügel
19 Flügel
20 Deckel
21 Kanal
22 Buchse
23 Steuerkanten
24 Bereich
25 Abtastmittel 6 Stellaktuator 7 Schraubendruckfeder
28 Anker 9 Stirnfläche
30 Anlagefläche
31 Stellrichtung 2 Sollposition

Claims

Patentansprüche
1. Stellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Nockenwellenstellvorrichtung, mit einer Stelleinheit (10), die wenigstens eine stromlose Sensoreinheit (11) zur Durchführung einer Einstellung in zumindest einem Modus abhängig von einem vorliegenden Wellenphasenwinkel einer Welle (12) umfasst.
2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (10) dazu vorgesehen ist, in dem zumindest einen Modus ein Stellmittel (13) stromlos zu betätigen .
3. Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (11) eine mechanische Abtasteinheit aufweist .
4. Stellvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinheit zur Betätigung des Stellmittels (13) vorgesehen ist.
5. Stellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtastmittel (14) der Abtasteinheit mit einem Stellmittel (13) zumindest gekoppelt ist.
6. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (10) dazu vorgesehen ist, in dem zumindest einen Modus ein Stellerantriebsmoment zur Verstellung eines Wellenphasenwinkels zu nutzen.
7. Stellvorrichtung zumindest nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (13) drehfest mit der Welle (12) gekoppelt ist.
8. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (10) eine einstellbare Einheit zur Erzielung einer einstellbaren Sollposition in dem zumindest einen Modus aufweist.
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