DE102006016650B4 - Camshaft drive for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Nockenwellentrieb für eine Brennkraftmaschine mit einem einen Aktuator (7) und ein Überlagerungsgetriebe (2) aufweisenden Nockenwellenversteller (1) und einem Sensor (59, 70) zu Erfassung eines mit einem Drehwinkel einer Nockenwelle (6) korrelierenden Winkels, wobei der Sensor (59, 70) im Bereich des Überlagerungsgetriebes (2) angeordnet ist und ein Bauelement (73, 78) des Sensors (59, 70) an einem dem Nockenwellenversteller (1) benachbarten Endbereich der Nockenwelle (6) oder einem nockenwellenfesten Bauelement des Nockenwellenverstellers (1) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (59, 70) in einen Aktuator (7) des Nockenwellenverstellers (1) integriert ist. Camshaft drive for an internal combustion engine having a camshaft adjuster (1) having an actuator (7) and a superposition gearing (2) and a sensor (59, 70) for detecting an angle correlated with a rotational angle of a camshaft (6), wherein the sensor (59, 59; 70) in the region of the superimposed gear (2) is arranged and a component (73, 78) of the sensor (59, 70) attached to a camshaft adjuster (1) adjacent end portion of the camshaft (6) or a camshaft fixed component of the camshaft adjuster (1) is, characterized in that the sensor (59, 70) in an actuator (7) of the camshaft adjuster (1) is integrated.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Nockenwellentrieb für eine Brennkraftmaschine, bei dem ein Sensor einen mit dem Drehwinkel einer Nockenwelle korrelierenden Winkel) erfasst.The invention relates to a camshaft drive for an internal combustion engine, in which a sensor detects an angle correlating with the angle of rotation of a camshaft).
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Nockenwellenversteller lassen sich wie folgt grob klassifizieren:
- A. Nockenwellenversteller mit einem Stellglied, also einer Funktionseinheit, die in den Massenstrom oder Energiefluss eingreift, welches beispielsweise hydraulisch, elektrisch oder mechanisch ausgebildet ist, und sich mit Getriebeelementen des Nockenwellenverstellers mitdreht.
- B. Nockenwellenversteller mit einem separaten Steller, also einer Funktionseinheit, in der aus der Reglerausgangsgröße die zur Aussteuerung des Stellgliedes erforderliche Stellgröße gebildet wird, und einem separaten Stellglied. Hier gibt es folgende Bauformen:
- a. Nockenwellenversteller mit einem mitdrehenden Aktuator und einem mitdrehenden Stellglied, beispielsweise ein hochübersetzendes Getriebe, dessen Stellwelle durch einen mitdrehenden Hydraulikmotor oder Fliehkraftmotor vorverstellt werden kann und mittels einer Feder rückverstellt werden kann.
- b. Nockenwellenversteller mit einem mitdrehenden Stellglied und einem stationären, motorfesten Aktuator, beispielsweise einem Elektromotor oder einer elektrischen oder mechanischen Bremse, s. a.
DE 100 38 354 A1 DE 102 05 034 A1 EP 1 043 482 B1 - c. Nockenwellenversteller mit einer richtungsabhängigen Kombination der Lösungen gemäß a. und b., beispielsweise eine motorfeste Bremse, bei der ein Teil der Bremsleistung beispielsweise zum Verstellen nach früh genutzt wird, um eine Feder zu spannen, welche nach Abschaltung der Bremse die Rückverstellung ermöglicht, s. a.
DE 102 24 446 A1 WO 2003/ 098 010 A1 US 2003 / 0 226 534 A1 DE 103 17 607 A1 US 2005 / 0 257 761 A1
- A. camshaft adjuster with an actuator, so a functional unit which engages in the mass flow or energy flow, which is for example formed hydraulically, electrically or mechanically, and rotates with gear elements of the camshaft adjuster.
- B. camshaft adjuster with a separate actuator, so a functional unit in which from the controller output variable required for the control of the actuator control variable is formed, and a separate actuator. Here are the following types:
- a. Camshaft adjuster with a co-rotating actuator and a co-rotating actuator, such as a high-ratio gearbox, the actuating shaft can be advanced by a co-rotating hydraulic motor or centrifugal motor and can be reset by means of a spring.
- b. Camshaft adjuster with a co-rotating actuator and a stationary, motor-fixed actuator, such as an electric motor or an electric or mechanical brake, sa
DE 100 38 354 A1 DE 102 05 034 A1 EP 1 043 482 B1 - c. Camshaft adjuster with a directional combination of the solutions according to a. and b., For example, a motor-mounted brake, in which a part of the braking power is used, for example, for adjusting to early to tension a spring, which allows the return adjustment after switching off the brake, sa
DE 102 24 446 A1 WO 2003/098 010 A1 US 2003/0 226 534 A1 DE 103 17 607 A1 US 2005/0 257 761 A1
Bei Systemen gemäß B. a. bis B. c sind Aktuator und Stellglied mittels einer Stellwelle miteinander verbunden. Die Verbindung kann schaltbar oder nicht schaltbar sein, lösbar oder unlösbar, spielfrei oder mit Spiel behaftet und weich oder steif ausgeführt sein. Ebenfalls möglich ist eine Übertragung eines Drehmomentes über einen Luftspalt, s. a.
- - das Hydraulikmedium zur Ansteuerung an beliebiger Stelle in den Nockenwellenversteller eingespeist werden kann,
- - das Hydraulikmedium in dem Nockenwellenversteller über geeignete Strömungskanäle weitergeleitet,
- - das Hydraulikmedium - sofern erforderlich - umgelenkt werden kann und
- - geeignete Einrichtungen zur Steuerung des Hydraulikdrucks auch dezentral von dem Nockenwellenversteller angeordnet sein können,
- - The hydraulic medium can be fed to the control at any point in the camshaft adjuster,
- the hydraulic medium in the camshaft adjuster is passed on via suitable flow channels,
- - The hydraulic medium - if necessary - can be deflected and
- suitable means for controlling the hydraulic pressure can also be arranged decentrally from the camshaft adjuster,
Aus
Aus
Das aus
Schließlich offenbart
Für den Betrieb der Brennkraftmaschine kann es erforderlich sein, dass der Dreh- oder Phasenwinkel der Nockenwelle messtechnisch erfasst werden muss, um beispielsweise Rückschlüsse über den aktuellen Stellwinkel des Nockenwellenverstellers sowie die relative Winkelstellung der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu gewinnen.For the operation of the internal combustion engine, it may be necessary that the rotational or phase angle of the camshaft must be detected metrologically, for example, to draw conclusions about the current angle of the camshaft adjuster and the relative angular position of the camshaft relative to the crankshaft of the internal combustion engine.
Aus
Aus
Gemäß
Schließlich ist aus
Aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nockenwellentrieb vorzuschlagen, bei dem ein Sensor zur Erfassung eines mit einem Drehwinkel einer Nockenwelle korrelierenden Winkels vorgesehen ist bei
- - vorteilhafter Integration des Sensors in den Nockenwellentrieb,
- - gutem Schutz des Sensors gegenüber Beeinträchtigungen und/oder Verschmutzungen und/oder
- - Beachtung der Einbaubedingungen für weitere Bauelemente der Brennkraftmaschine und/oder
- - Berücksichtigung des Montageaufwandes und ggf. Kalibrieraufwandes.
- advantageous integration of the sensor into the camshaft drive,
- - Good protection of the sensor against adverse effects and / or contamination and / or
- - Observe the installation conditions for other components of the internal combustion engine and / or
- - Consideration of the installation effort and possibly calibration effort.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 sowie die des nebengeordneten Anspruchs 13 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich entsprechend den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.According to the invention the object is achieved by the features of the
Die Erfindung beruht zunächst auf der Erkenntnis, dass es nachteilig ist, den Sensor für die Erfassung des Drehwinkels in dem dem Nockenwellenversteller gegenüberliegenden Endbereich der Nockenwelle anzuordnen. Für die separate Ausführung des Sensors auf der dem Nockenwellenversteller abgewandten Seite der Nockenwelle ergibt sich ein hoher Bauaufwand mit erhöhten Montageanforderungen einschl. einer mechanischen Bearbeitung der sich ergebenden Schnittstelle. Weiterhin ist ein erhöhter Aufwand für einen Schutz des Sensors zu betreiben, insbesondere ein robustes Gehäuse vorzusehen, welches resistent ist gegenüber Spritzwasser und einem Dampfstrahler. Weiterhin ist eine separate Steckverbindung für den Sensor erforderlich und eine Zuleitung des Signals des Sensors sowie einer Verspannungsspannung für den Sensor über separate Leitungen. Meist besitzt ein Sensor gemäß den bekannten Ausgestaltungen eine lediglich geringe Auflösung mit ca. 1 bis 4 Signalen pro Umdrehung der Nockenwelle. Für Toleranzen hinsichtlich eines Abstandes von Sender und Empfänger des Sensors infolge von Fertigungsschwankungen können sich unterschiedliche Empfindlichkeiten des Sensors ergeben.The invention is based initially on the recognition that it is disadvantageous to arrange the sensor for detecting the angle of rotation in the camshaft adjuster opposite end portion of the camshaft. For the separate version of the sensor on the side facing away from the camshaft adjuster side of the camshaft results in a high construction cost with increased mounting requirements including mechanical processing of the resulting interface. Furthermore, an increased effort to protect the sensor to operate, in particular to provide a robust housing which is resistant to spray water and a steam jet. Furthermore, a separate connector for the sensor is required and a supply of the signal of the sensor and a voltage supply for the sensor via separate lines. In most cases, a sensor according to the known embodiments has only a low resolution with approximately 1 to 4 signals per revolution of the camshaft. Tolerances in the distance of transmitter and receiver of the sensor due to manufacturing variations may result in different sensitivities of the sensor.
Die vorgenannten Nachteile können erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, dass der Sensor in dem dem Nockenwellenversteller benachbarten Endbereich angeordnet ist. Weiterhin kann sich durch Anordnung des Sensors in dem dem Nockenwellenversteller benachbarten Endbereich der Nockenwelle freier Bauraum in dem gegenüberliegenden Endbereich ergeben, beispielsweise zur Anbindung weiterer Zusatzaggregate wie einer Vakuumpumpe, die über die Nockenwelle angetrieben werden kann.The aforementioned disadvantages can be avoided according to the invention in that the sensor is arranged in the end region adjacent to the camshaft adjuster. Furthermore, as a result of the arrangement of the sensor in the end region of the camshaft adjacent to the camshaft adjuster, there may be free space in the opposite end region, for example for connecting additional auxiliary devices such as a vacuum pump, which can be driven via the camshaft.
Erfindungsgemäß ist der Sensor im Inneren des Gehäuses des Nockenwellenverstellers angeordnet. Unter „das Gehäuse des Nockenwellenverstellers“ wird in diesem Zusammenhang auch ein Aktuator oder ein Gehäuse desselben subsumiert. Ein derartiger Nockenwellentrieb ist Gegenstand des Anspruchs 1 und stellt einen besonders kompakten Nockenwellentrieb dar. Dabei kann beispielsweise das Gehäuse des Aktuators fest mit einem weiteren Gehäuseteil des Nockenwellenverstellers verbunden sein oder der Aktuator gegenüber einem Zylinderkopf abgestützt sein, während eine Verbindung zwischen einer Stellwelle des Aktuators und einem Getriebeelement des Nockenwellenverstellers gegeben ist.According to the invention, the sensor is arranged in the interior of the housing of the camshaft adjuster. Under "the housing of the camshaft adjuster" in this context, an actuator or a housing thereof is subsumed. Such a camshaft drive is the subject of
Durch die Anordnung des Sensors in dem Gehäuse ist eine automatische Lagezuordnung zwischen dem Gehäuse des Nockenwellenverstellers und dem Sensor gegeben, so dass für eine Montage des Gehäuses des Nockenwellenverstellers ohne weitere Montage- oder Justageschritte der Sensor oder Teile desselben präzise an ihrem Einsatzort angeordnet sind.Due to the arrangement of the sensor in the housing, an automatic position assignment between the housing of the camshaft adjuster and the sensor is given, so that for mounting the housing of the camshaft adjuster without further assembly or adjustment steps of the sensor or parts thereof are precisely located at their place of use.
Eine weitere Vereinfachung kann sich dadurch ergeben, dass Bauelemente des Sensors an einem in das Gehäuse des Nockenwellenverstellers hineinragenden Endbereich der Nockenwelle befestigt sein können. Hierbei werden auch drehfest an die Nockenwelle angebundene Bauelemente, beispielsweise eine stirnseitig über eine Passschraube mit der Nockenwelle verschraubte Welle, Nabe, Hülse, Schraube oder ähnliches, unter den Begriff „Endbereich der Nockenwelle“ subsumiert. Dadurch, dass die Bauelemente des Sensors in die Nockenwelle oder den Endbereich integriert sind, ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau.A further simplification can result from the fact that components of the sensor can be fastened to an end region of the camshaft projecting into the housing of the camshaft adjuster. In this case, non-rotatably connected to the camshaft components, such as a frontally screwed via a dowel screw with the camshaft shaft, hub, sleeve, screw or the like, subsumed under the term "end portion of the camshaft". The fact that the components of the sensor are integrated into the camshaft or the end, results in a particularly compact design.
Weiterhin ist erfindungsgemäß ermöglicht, dass der Sensor auf der dem Zylinderkopf zugewandten Seite des Nockenwellenverstellers angeordnet ist, wodurch sich eine Vergrößerung der Möglichkeiten einer konstruktiven Ausgestaltung und eine kompakte Bauraumgestaltung ergeben können.Furthermore, according to the invention allows the sensor is arranged on the side facing the cylinder head of the camshaft adjuster, which may result in an increase in the possibilities of a structural design and a compact space design.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellentriebes ist der Sensor als Hall-Sensor, MR-Sensor oder als Induktions-Sensor ausgebildet, wobei in diesem Fall ein Sender oder ein Empfänger des Sensors an dem Endbereich der Nockenwelle befestigt ist. Unter „Sender“ wird in diesem Fall beispielsweise ein Permanentmagnet oder ein Bauelement zur Erzeugung eines mit dem Drehwinkel der Nockenwelle veränderlichen Magnetfeldes, bspw. ein weichmagnetischer Stern, oder ein „stehend“ hinter dem Empfänger angeordneter Permanentmagnet verstanden, während unter „Empfänger“ des Sensors ein Bauelement verstanden wird, welches eine Änderung des magnetischen Feldes oder von dessen Ausrichtung erfasst und nach Maßgabe der Änderung des magnetischen Feldes ein Messsignal erzeugt. Sender und Empfänger sind hierbei in Abhängigkeit des Drehwinkels der Nockenwelle relativ zu einander beweglich angeordnet.In a further embodiment of the camshaft drive according to the invention, the sensor is designed as a Hall sensor, MR sensor or as an induction sensor, in which case a transmitter or a receiver of the sensor is attached to the end region of the camshaft. Under "Sender" is in this Case, for example, a permanent magnet or a component for generating a variable with the rotation angle of the camshaft magnetic field, for example, a soft magnetic star, or a "standing" behind the receiver arranged permanent magnet understood, while "receiver" of the sensor is understood a component which a Detected change in the magnetic field or its orientation and generates a measurement signal in accordance with the change of the magnetic field. Transmitter and receiver are arranged movable relative to each other in dependence on the angle of rotation of the camshaft.
Für den Fall, dass der Sender an dem Endbereich der Nockenwelle befestigt ist, kann der Empfänger gehäusefest abgestützt sein, wodurch sich besonders gute Befestigungs- und Abstützungsmöglichkeiten ergeben sowie eine gute Zu- und Abfuhr der elektrischen Signale möglich ist.In the event that the transmitter is attached to the end portion of the camshaft, the receiver can be fixed to the housing, which results in particularly good fastening and support options and good supply and removal of the electrical signals is possible.
Anderenfalls für eine Befestigung des Empfängers des Sensors an dem Endbereich der Nockenwelle kann der Sender gehäusefest abgestützt sein.Otherwise, for attachment of the receiver of the sensor to the end portion of the camshaft, the transmitter can be supported fixed to the housing.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind der zuvor genannte Empfänger bzw. der Sender nicht gegenüber dem Gehäuse abgestützt, sondern vielmehr gegenüber einem rotierenden Element des Nockenwellenverstellers.According to a further proposal of the invention, the aforementioned receiver or the transmitter are not supported relative to the housing, but rather against a rotating element of the camshaft adjuster.
Für den Fall, dass es sich bei dem Aktuator um ein elektrisches System mit ein- bzw. abgehenden Strom- und/oder Signalleitungen handelt, kann ein Kabelabgang des Sensors in den Steckeranschluss des Aktuators integriert werden, so dass eine gemeinsame Zu- und/oder Abführung von elektrischen Signalen von dem Aktuator und dem Sensor erfolgt.In the event that the actuator is an electrical system with incoming and outgoing power and / or signal lines, a cable outlet of the sensor can be integrated into the plug connection of the actuator, so that a common supply and / or Discharge of electrical signals from the actuator and the sensor takes place.
In weiterer alternativer oder kumulativer Ausgestaltung kann es aus Gründen des Aufbaus von Kabelbäumen oder zur Verkürzung von Kabellängen unter Umständen vorteilhaft sein, wenn der Sensor mit einem separaten Steckeranschluss an einem Gehäuse des Aktuators ausgestattet ist oder mit einem separaten Kabelabgang.In another alternative or cumulative embodiment, it may be advantageous for reasons of building harnesses or for shortening cable lengths, if the sensor is equipped with a separate connector port on a housing of the actuator or with a separate cable outlet.
Um das Signal des Sensors nicht durch elektromagnetische Strahlung bei elektronisch basiertem Aktuator zu stören, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Sensor gegenüber elektrischen Bauelementen des Aktuators abgeschirmt sein. Eine derartige Abschirmung kann beispielsweise durch Bleche, eingespritzte Folien, Gitter, anderweitige Blenden oder Abschirmungen oder aber durch ein separates Metallgehäuse für den Sensor erfolgen.In order not to disturb the signal of the sensor by electromagnetic radiation with an electronically based actuator, in a further embodiment of the invention, the sensor can be shielded from electrical components of the actuator. Such shielding can be done for example by sheets, injected films, grids, other screens or shields or by a separate metal housing for the sensor.
Alternativ oder kumulativ ist es möglich, dass das Messsignal des Sensors einem Filter zugeführt wird, mittels dessen Störsignale infolge der elektrischen Bauelemente des Aktuators aus dem Messsignal entfernt werden. Hierzu ist eine Filtercharakteristik des Filters an die Betriebseigenschaften des Aktuators angepasst. Ist beispielsweise eine Störfrequenz des elektrischen Aktuators bekannt, kann gezielt eine Filterung mit der Störfrequenz erfolgen, so dass die Störanteile herausgefiltert werden. Beispielsweise lässt sich unter Umständen eine Erregerfrequenz des Aktuators in dem Messsignal wiederfinden oder eine Störfrequenz, die sich aus einer Polpaarzahl, einer Anzahl von Wicklungen und/oder einer Drehzahl ergibt. Störsignale mit den zuvor erläuterten Störfrequenzen können erfindungsgemäß durch Verwendung des Filters beseitigt werden.Alternatively or cumulatively, it is possible for the measuring signal of the sensor to be fed to a filter, by means of which interference signals due to the electrical components of the actuator are removed from the measuring signal. For this purpose, a filter characteristic of the filter is adapted to the operating characteristics of the actuator. If, for example, an interference frequency of the electric actuator is known, a filtering with the interference frequency can take place in a targeted manner, so that the interference components are filtered out. For example, under certain circumstances, it is possible to find an excitation frequency of the actuator in the measurement signal or an interference frequency which results from a number of pole pairs, a number of windings and / or a rotational speed. Noise signals with the above-explained interference frequencies can be eliminated according to the invention by using the filter.
Eine besonders gute Integration der Bauelemente des Sensors in die Nockenwelle (oder zugeordnete, fest mit der Nockenwelle verbundene Bauelemente) ergibt sich, wenn die Nockenwelle (oder ein zugeordnetes, fest mit der Nockenwelle verbundenes Bauelement) zumindest eine axiale und/oder radiale Ausnehmung besitzt, in die ein Bauelement des Sensors zumindest teilweise integrierbar ist. Derartige Ausnehmungen können bereits mit der Fertigung der Nockenwelle hergestellt oder nachträglich in die Nockenwelle eingebracht werden. Eine Ausnehmung kann bereits während der Fertigung der Nockenwelle dafür Sorge tragen, dass das Bauelement des Sensors in der gewünschten Winkellage gegenüber der Nockenwelle orientiert ist, ohne dass nachfolgende aufwendige Montage- und/oder Kalibrierschritte zwischen Sensor und Nockenwelle erforderlich sind. Weiterhin kann die Ausnehmung eine gewisse Schutzfunktion für den Sensor bilden, beispielsweise gegenüber mechanischen Beschädigungen, und/oder eine Abschirmung des Bauelementes des Sensors bereitstellen. Handelt es sich bei dem Bauelement des Sensors um ein ein Magnetfeld erzeugendes Bauelement oder ein ein Magnetfeld beeinflussendes Bauelement wie ein weichmagnetisches Sensorrad, so kann die Nockenwelle für eine Gewährleistung eines besonders guten Flusses ausgenutzt werden.A particularly good integration of the components of the sensor in the camshaft (or associated, permanently connected to the camshaft components) results when the camshaft (or an associated, fixedly connected to the camshaft component) has at least one axial and / or radial recess, in which a component of the sensor is at least partially integrated. Such recesses can already be produced with the production of the camshaft or be subsequently introduced into the camshaft. A recess can already ensure during manufacture of the camshaft that the component of the sensor is oriented in the desired angular position relative to the camshaft, without subsequent complicated assembly and / or calibration steps between sensor and camshaft are required. Furthermore, the recess can form a certain protective function for the sensor, for example against mechanical damage, and / or provide a shielding of the component of the sensor. If the component of the sensor is a component producing a magnetic field or a component influencing a magnetic field, such as a soft-magnetic sensor wheel, then the camshaft can be utilized for ensuring a particularly good flow.
Eine multifunktionale Nutzung einer Steckerplatine des Aktuators des Nockenwellenverstellers kann dann erfolgen, wenn die Steckerplatine ebenfalls einer Zu- oder Abführung der Signalleitung und/oder für eine Spannungsversorgung des Sensors dient.A multifunctional use of a connector board of the actuator of the camshaft adjuster can then take place when the connector board also serves to supply or discharge the signal line and / or for a voltage supply of the sensor.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Nockenwellentriebes ist eine gemeinsame Spannungsversorgung des Sensors und eines Kommutierungssensors des Aktuators eingesetzt, wodurch die Zahl der elektrischen Bauelemente für eine Spannungsversorgung in dem Nockenwellentrieb für verschiedene Bauelemente reduziert werden kann.In an advantageous embodiment of the camshaft drive according to the invention, a common voltage supply of the sensor and a commutation sensor of the actuator is used, whereby the number of electrical components for a Voltage supply in the camshaft drive for various components can be reduced.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt die Einspeisung der Antriebsbewegung des Aktuators eines Nockenwellentriebs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 in das Überlagerungsgetriebe nicht auf der „freien Stirnseite“ des Überlagerungsgetriebes, also auf der der Nockenwelle abgewandten Seite, sondern vielmehr auf der der Nockenwelle zugewandten Seite. Die Erfindung hat hierbei erkannt, dass ein für hydraulisch angesteuerte Nockenwellenversteller üblicherweise auf der der Nockenwelle zugewandten Seite des Nockenwellenverstellers vorhandener Bauraum für Nockenwellenversteller mit elektrischem Aktuator und Überlagerungsgetriebe ungenutzt ist. Dieser Bauraum kann damit erfindungsgemäß genutzt werden. Dies kann einerseits dann der Fall sein, wenn dieselbe Brennkraftmaschine einerseits mit einem hydraulischen Nockenwellenversteller und andererseits in einer Variante mit einem Nockenwellenversteller mit einem Aktuator und einem Überlagerungsgetriebe genutzt werden soll. Andererseits ist eine derartige Ausgestaltung auch für eine gesamte Baureihe einer Brennkraftmaschine mit Aktuator möglich. Hierbei kann lediglich die dem Überlagerungsgetriebe die Leistung zuführende Welle auf der der Nockenwelle zugewandten Seite des Überlagerungsgetriebes angeordnet sein oder auch der gesamte Aktuator mit einer zugeordneten Stellwelle. Der freie Bauraum bei hydraulischen Systemen ergibt sich insbesondere infolge des Entfalls von Übertragungselementen für ein Hydraulikmedium und geeignete Steuerventile.According to a further embodiment of the invention, the feeding of the drive movement of the actuator of a camshaft drive according to the preamble of
Infolge des Entfalls der Einspeisung der Antriebsbewegung auf der der Nockenwelle abgewandten Seite des Überlagerungsgetriebes ergibt sich auf dieser Seite freier Bauraum, der gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dafür genutzt werden kann, dass auf dieser Seite eine Welle herausgeführt ist, über die ein Zusatzaggregat, insbesondere eine Vakuumpumpe, eine Benzineinspritzpumpe oder ein Zündverteiler, antreibbar ist. Hierbei kann die Welle fluchtend oder parallel zu der Längsachse der Nockenwelle und dem Nockenwellenversteller angeordnet sein. Die auf der der Nockenwelle abgewandten Seite aus dem Überlagerungsgetriebe herausgeführte Welle kann hierbei antriebsmäßig mit einem beliebigen der drei Getriebeelemente des Überlagerungsgetriebes gekoppelt sein, insbesondere mit einer Sonne, einem Steg oder einem Hohlrad für den Fall, dass das Überlagerungsgetriebe als Planetensatz ausgebildet ist.As a result of the elimination of the feed of the drive movement on the side facing away from the camshaft of the superposition gearing arises on this page free space, which can be used according to a further embodiment of the invention that on this page a shaft is led out, via which an additional unit, in particular a vacuum pump, a petrol injection pump or an ignition distributor, is drivable. In this case, the shaft can be arranged in alignment or parallel to the longitudinal axis of the camshaft and the phaser. The on the side facing away from the camshaft out of the superposition gear shaft can be drivingly coupled with any of the three transmission elements of the superposition gearing, in particular with a sun, a land or a ring gear in the event that the superposition gear is designed as a planetary gear set.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann abweichend zu einer Hintereinanderschaltung einer Nockenwelle, eines Überlagerungsgetriebes und eines elektrischen Aktuators in der vorgenannten Reihenfolge axialer Bauraum eingespart werden, wobei die Einsparung bis zu der axialen Baulänge des Aktuators einschließlich einer zugeordneten Stellwelle betragen kann. Weiterhin hat für die vorgenannte Hintereinanderschaltung von Nockenwelle, Überlagerungsgetriebe und Aktuator die Abstützung des Aktuators - neben einer ohnehin vorhandenen Wandung des Zylinderkopfs, im Bereich dessen die Nockenwelle gelagert ist und/oder eine Zuführung eines Hydraulikmediums für einen hydraulischen Nockenwellenversteller erfolgt - eine zusätzliche zylinderkopffeste Abstützwandung oder einen entsprechenden Träger erfordert, der dennoch, bspw. über eine geeignete Öffnung, die Zugänglichkeit des Antriebsrads des Nockenwellenverstellers für das Zugmittel des Steuertriebes gewährleistet hat. Eine derartige zusätzliche Wandung kann erfindungsgemäß eingespart werden, so dass der Nockenwellenversteller frei zugänglich auf der außenliegenden Seite des Zylinderkopfs angeordnet sein kann.As a result of the configuration according to the invention, in contrast to a series connection of a camshaft, an overlay gear and an electric actuator, axial space can be saved in the above-mentioned sequence, wherein the saving can be up to the axial length of the actuator including an associated control shaft. Furthermore, for the aforementioned series connection of the camshaft, superposition gear and actuator, the support of the actuator - in addition to an already existing wall of the cylinder head, in the region where the camshaft is mounted and / or a supply of hydraulic fluid for a hydraulic camshaft adjuster takes place - an additional cylinder head fixed Abstützwandung or requires a corresponding carrier, which has nevertheless ensured, for example. Via a suitable opening, the accessibility of the drive wheel of the camshaft adjuster for the traction means of the timing drive. Such an additional wall can be saved according to the invention, so that the camshaft adjuster can be arranged freely accessible on the outer side of the cylinder head.
Der Aktuator kann beliebig ausgestaltet sein, beispielsweise als elektrisches Antriebsaggregat oder als Hydromotor, und als Antriebseinheit und/oder als Bremse wirken.The actuator can be configured as desired, for example as an electric drive unit or as a hydraulic motor, and act as a drive unit and / or as a brake.
Entsprechend einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist der Aktuator in eine Stirnwand des Zylinderkopfs integriert, wodurch sich eine besonders kompakte Ausgestaltung ergibt bei gleichzeitig guter Abstützung des Aktuators.According to a further proposal of the invention, the actuator is integrated in an end wall of the cylinder head, resulting in a particularly compact design results in at the same time good support of the actuator.
Vorzugsweise ist der Aktuator benachbart einem ersten Nockenwellenlager angeordnet, wo sich aus Voranwendungen mit hydraulischen Nockenwellenverstellern ungenutzter Bauraum ergeben kann.Preferably, the actuator is arranged adjacent to a first camshaft bearing, where unused space can result from preliminary applications with hydraulic camshaft adjusters.
Eine besonders kompakte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn die Nockenwelle durch den Aktuator hindurchgeführt ist. Damit kann radial in der Umgebung der Nockenwelle vorhandener freier Bauraum für den Aktuator eingesetzt werden. Vorzugsweise sind Bauelemente, insbesondere eine Stellwelle und ein zugeordneter Rotor des Aktuators, als Hohlkörper oder Hohlwelle ausgebildet, durch die sich die Nockenwelle oder Verbindungselemente zwischen Nockenwelle und dem der Nockenwelle zugeordneten Getriebeelement hindurchgeführt sind.A particularly compact embodiment of the invention results when the camshaft is passed through the actuator. This can be used radially in the vicinity of the camshaft existing free space for the actuator. Preferably, components, in particular an actuating shaft and an associated rotor of the actuator, designed as a hollow body or hollow shaft through which the camshaft or connecting elements between the camshaft and the camshaft associated with the transmission element are passed.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind Komponenten des Aktuators, insbesondere die zuvor erwähnte Stellwelle und ein dieser zugeordneter Rotor eines Aktuators, gegenüber der Nockenwelle gelagert. Beispielsweise kann sich ein Wälzlager radial innenliegend an der äußeren Mantelfläche der Nockenwelle abstützen sowie radial außenliegend an einer innenliegenden Mantelfläche von Rotor oder Stellwelle. U. U. ist über eine derartige Lagerung der gesamte Nockenwellenversteller abgestützt und lediglich ein Stator des Aktuators mit seinem Gehäuse beispielsweise gegenüber einem Zylinderkopf abgestützt. Eine Lagerung von Rotor und Stellwelle des Aktuators auf der Nockenwelle führt dazu, dass keine Relativbewegung in der Lagerung erzeugt wird, solange keine Verstellung des Nockenwellenverstellers erfolgt. Dies ist vorteilhaft hinsichtlich der thermischen und mechanischen Beanspruchung des Lagers.According to a further proposal of the invention, components of the actuator, in particular the aforementioned control shaft and a rotor associated therewith an actuator, mounted relative to the camshaft. For example, a rolling bearing radially on the inside of the outer surface of the camshaft support and radially outboard on an inner circumferential surface of the rotor or control shaft. UU is supported on such a bearing the entire camshaft adjuster and only one stator of the actuator with his case, for example, supported against a cylinder head. A bearing of the rotor and actuating shaft of the actuator on the camshaft causes no relative movement is generated in the bearing, as long as no adjustment of the camshaft adjuster takes place. This is advantageous in terms of the thermal and mechanical stress of the bearing.
Für eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist sowohl der Rotor des Aktuators als auch der Stator des Aktuators gegenüber einer stirnseitigen Zylinderkopfwandung abgestützt. Dies kann dazu führen, dass der Aktuator vollständig abgedichtet ausgebildet sein kann, so dass kein Schmiermittel aus der Brennkraftmaschine in den Aktuator eintreten kann. In diesem Fall kann eine Dauerschmierung der in dem Aktuator vorhandenen Lager eingesetzt sein. Der Rotor kann weiterhin über ein Wälzlager gegenüber dem Stator abgestützt sein, der wiederum an der stirnseitigen Zylinderkopfwandung abgestützt ist. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass Lagerungenauigkeiten oder Fertigungstoleranzen, beispielsweise zwischen Zylinderkopf und Nockenwelle oder weiteren Bauelementen, die Funktion des Aktuators nicht beeinträchtigen können. Andererseits kann in einem derartigen Fall der Einsatz von Lagern mit einem vergrößerten Durchmesser erforderlich sein, wodurch sich die Anzahl von Wälzkörpern und die Masse der rotierenden Teile erhöhen können und sich ein vergrößerter Reibradius der Lager ergibt.For a further embodiment of the camshaft adjuster according to the invention, both the rotor of the actuator and the stator of the actuator are supported relative to a front-side cylinder head wall. This can lead to the actuator being designed to be completely sealed, so that no lubricant from the internal combustion engine can enter the actuator. In this case, a permanent lubrication of existing in the actuator bearing can be used. The rotor can furthermore be supported via a roller bearing with respect to the stator, which in turn is supported on the front-side cylinder head wall. Such a configuration has the advantage that bearing inaccuracies or manufacturing tolerances, for example between the cylinder head and camshaft or other components, can not affect the function of the actuator. On the other hand, in such a case, the use of bearings with an increased diameter may be required, which may increase the number of rolling elements and the mass of the rotating parts and results in an increased friction radius of the bearings.
Entsprechend einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers ist eine Längsachse des Aktuators, insbesondere die Längsachse der Abtriebswelle des Aktuators, parallel zur Nockenwelle orientiert. Hierdurch kann der für den Aktuator erforderliche Einbauraum noch weiter weg von der Nockenwelle verlagert werden. Ebenfalls möglich ist es, zwischen Aktuator und das Getriebeelement des Überlagerungsgetriebes eine Getriebestufe zwischenzuschalten, beispielsweise eine Stirnradstufe, über die die Drehzahlverhältnisse und die in dem Aktuator erzeugten Momente geeignet übersetzt werden können.According to a development of the camshaft adjuster according to the invention, a longitudinal axis of the actuator, in particular the longitudinal axis of the output shaft of the actuator, is oriented parallel to the camshaft. As a result, the installation space required for the actuator can be displaced further away from the camshaft. It is also possible to interpose between the actuator and the transmission element of the superposition gearing a gear stage, for example, a spur gear, via which the speed ratios and the torque generated in the actuator can be translated appropriately.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft, ohne dass diese zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary, without them necessarily having to be achieved by embodiments according to the invention. Further features are the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to each other and their relative arrangement and operative connection - refer. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.
Figurenlistelist of figures
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Nockenwellenverstellers gemäß dem Stand der Technik, bei dem ein elektrischer Aktuator auf der der Nockenwelle abgewandten Seite eines Überlagerungsgetriebes angeordnet ist; -
2 eine beispielhafte Ausgestaltung eines Nockenwellenverstellers mit einem Taumelscheibengetriebe gemäß dem Stand der Technik; -
3 eine erste Ausführungsform eines Nockenwellenverstellers, bei dem eine Stellwelle und ein elektrischer Aktuator auf der der Nockenwelle zugewandten Seite des Überlagerungsgetriebes angeordnet sind; -
4 eine weitere Ausgestaltung eines Nockenwellenverstellers mit auf der der Nockenwelle zugewandten Seite des Überlagerungsgetriebes angeordnetem elektrischem Aktuator, welcher sich über ein Lager gegenüber der Nockenwelle abstützt; -
5 eine weitere Ausgestaltung eines Nockenwellenverstellers, bei dem ein Rotor eines elektrischen Aktuators gegenüber einem in einem Zylinderkopf abgestützten Stator gelagert ist; -
6 eine weitere Ausgestaltung eines Nockenwellenverstellers, bei dem ein elektrischer Aktuator exzentrisch zu einer Längsachse der Nockenwelle angeordnet ist und eine zwischen Aktuator und Überlagerungsgetriebe zwischengeschaltete Getriebestufe in den Zylinderkopf integriert ist; -
7 einen Nockenwellentrieb gemäß dem Stand der Technik, bei dem ein Sensor in dem dem Nockenwellenversteller abgewandten Endbereich der Nockenwelle angeordnet ist; -
8 einen Nockenwellentrieb, bei dem ein Hall-Sensor in einen Aktuator integriert ist; -
9 einen Nockenwellentrieb mit in einen Aktuator integriertem Hall-Sensor, bei dem sich ein Sender unmittelbar in einer radialen Ausnehmung der Nockenwelle abstützt; -
10 einen Nockenwellentrieb, bei dem ein Bauelement drehfest über eine Passschraube stirnseitig mit der Nockenwelle verbunden ist und ein Sensor oder Empfänger des Sensors in einer radialen Ausnehmung dieses Bauelements angeordnet ist; -
11 einen in einem Aktuator angeordneten Sensor, der axialsensitiv ausgebildet ist; -
12 eine Integration eines Magnetsegmentes in eine Ausnehmung einer Nockenwelle; -
13 eine Integration eines Magnetringes in eine umlaufende Ausnehmung einer Nockenwelle; -
14 eine Applikation eines Magnetsegmentes im Bereich der Mantelfläche einer Nockenwelle sowie einer Stirnfläche der Nockenwelle; -
15 eine Applikation von Magnetringen sowohl im Bereich der Mantelfläche der Nockenwelle als auch im Bereich der Stirnfläche der Nockenwelle; -
16 eine Nockenwelle im Längsschnitt mit Ausnehmungen im Bereich der Mantelfläche; -
17 dieNockenwelle gemäß 16 in einem Querschnitt; -
18 eine Nockenwelle im Längsschnitt mit einem stirnseitig aufgesetzten Ring, der radiale Ausnehmungen aufweist und -
19 die Nockenwelle gemäß18 in einem Querschnitt.
-
1 a schematic representation of a camshaft adjuster according to the prior art, in which an electric actuator on the side facing away from the camshaft of a superposition gear is arranged; -
2 an exemplary embodiment of a camshaft adjuster with a swash plate transmission according to the prior art; -
3 a first embodiment of a camshaft adjuster, wherein an actuating shaft and an electric actuator are arranged on the camshaft side facing the superposition gear; -
4 a further embodiment of a camshaft adjuster with arranged on the side facing the camshaft of the superposition gear arranged electric actuator, which is supported via a bearing relative to the camshaft; -
5 a further embodiment of a camshaft adjuster, in which a rotor of an electric actuator is mounted relative to a supported in a cylinder head stator; -
6 a further embodiment of a camshaft adjuster, wherein an electric actuator is arranged eccentrically to a longitudinal axis of the camshaft and an intermediate between the actuator and superposition gearbox gear is integrated into the cylinder head; -
7 a camshaft drive according to the prior art, in which a sensor is arranged in the camshaft adjuster facing away from the end of the camshaft; -
8th a camshaft drive in which a Hall sensor is integrated in an actuator; -
9 a camshaft drive with an integrated Hall sensor in an actuator, in which a transmitter is supported directly in a radial recess of the camshaft; -
10 a camshaft drive in which a component is non-rotatably connected via a dowel end face with the camshaft and a sensor or receiver of the sensor is arranged in a radial recess of this component; -
11 an arranged in an actuator sensor which is formed axially sensitive; -
12 an integration of a magnetic segment in a recess of a camshaft; -
13 an integration of a magnetic ring in a circumferential recess of a camshaft; -
14 an application of a magnetic segment in the region of the lateral surface of a camshaft and an end face of the camshaft; -
15 an application of magnetic rings both in the region of the lateral surface of the camshaft and in the region of the end face of the camshaft; -
16 a camshaft in longitudinal section with recesses in the region of the lateral surface; -
17 the camshaft according to16 in a cross section; -
18 a camshaft in longitudinal section with a frontally mounted ring having radial recesses and -
19 the camshaft according to18 in a cross section.
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
In den Figuren sind Bauelemente, die sich hinsichtlich ihrer Gestaltung und/oder Funktion entsprechen, teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, components that correspond in terms of their design and / or function, partially provided with the same reference numerals.
Die Stellwelle
Für das in
- - die
Kontaktflächen zwischen Antriebskegelrad 20 und Taumelscheibe15 , - - die
Kontaktfläche zwischen Taumelscheibe 15 und Abtriebskegelrad18 , - - die
Lagerung 19 , - -
Lagerelement 14 und/oder - - Lagerelement
17
- - The contact surfaces between the
drive bevel gear 20 andswash plate 15 . - - The contact surface between the
swash plate 15 and driven bevel gear18 . - -
warehousing 19 . - - bearing
element 14 and or - - bearing element
17
Das in
- - ein Sonnenrad,
- - gegenüber einem Steg gelagerte Planeten sowie
- - ein Hohlrad.
- - a sun wheel,
- - Placed against a bridge planets and
- - A ring gear.
Beispielsweise ist
- -
der Aktuator 7 über dieStellwelle 4 mit dem Steg, - - das Hohlrad
mit dem Antriebsrad 3 - - und das Sonnenrad
mit der Nockenwelle 6
- - the
actuator 7 over thecontrol shaft 4 with the jetty, - - The ring gear with the
drive wheel 3 - - And the sun gear with the
camshaft 6
In alternativer Ausgestaltung handelt es sich bei den die Überlagerung herbeiführenden Getriebeelementen beispielsweise um ein axial bewegtes Stellelement, welches von dem Aktuator beaufschlagt wird und jeweils mit einem Antriebsrad-festen Gewinde und einem Nockenwellen-festen Gewinde zusammenwirkt, vgl. bspw.
Für das in
Für das in
Bei der dargelegten Lagerung des Rotors
Um die Montage so einfach wie möglich zu gestalten, wird vorzugsweise das Überlagerungsgetriebe
Abweichend zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform gemäß
Für eine antriebsfeste Verbindung von Bauelementen des erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellers
Bei erfindungsgemäßen Lösungen sind die Aktuatoren
- - Labyrinth-Dichtungen,
- - spiralförmige Oberflächentopologien oder -elemente, die das Öl von der Innenseite des
Aktuators 7 weg befördern, - - mitdrehende, schleudernde Bleche, die das Schmiermittel mittels Fliehkraft von funktionskritischen Stellen weg schleudern,
- - eine komplette Abdichtung des Aktuators, z. B. in Form einer Umspritzung, wobei in diesem Fall die mechanische Brems- oder Antriebsleistung des
Aktuators 7 mittels einer Magnetkupplung auf der Stellwelle4 übertragen werden kann, - - eine partielle Abdichtung funktionssensitiver Bauteile wie Sensorik, Permanentmagnete, Wicklung.
- - labyrinth seals,
- - Helical surface topologies or elements containing the oil from the inside of the
actuator 7 carry away, - - Mitdrehende, hurdles sheets that spin off the lubricant by means of centrifugal force of critical sites,
- - a complete seal of the actuator, z. B. in the form of an encapsulation, in which case the mechanical braking or drive power of the
actuator 7 by means of a magnetic coupling on thecontrol shaft 4 can be transferred - - A partial sealing of function-sensitive components such as sensors, permanent magnets, winding.
Das Eindringen von Schmiermittel in den Aktuator kann nachteilig sein, wenn sich im Schmiermittel Eisenpartikel, beispielsweise infolge von Abrieb, befinden. Diese werden von einem Magnetfeld des Aktuators
Während für die Ausführungsformen gemäß
Für das in
Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten für eine Anordnung und Kopplung des Nockenwellenverstellers mit seinen Getriebeelementen, des Aktuators oder elektrischen Stellaggregates und der Nockenwelle sowie u. U. eine Zwischenschaltung von weiteren Getriebestufen ist dem eingangs genannten, nicht vorveröffentlichten Stand der Technik der Anmelderin zu entnehmen.Further design options for an arrangement and coupling of the camshaft adjuster with its transmission elements, the actuator or electric actuator and the camshaft and u. U. an interposition of other gear stages is the above-mentioned, not previously published prior art of the Applicant.
Der ermittelte Drehwinkel wird u. U. permanent mit den entsprechenden Sollwerten, die in einem Kennfeld des Steuergerätes
Nachteile bekannter Ausgestaltungsformen für eine Anordnung eines Sensors sind, dass der Sensorkopf öldicht ausgeführt sein muss, sowie der aus dem Sensorkopf herausschauende Teil und die Steckverbindung spritzwasserfest ausgestaltet sein müssen. Steckverbindungen müssen robust und verliersicher ausgeführt sein. Der Sensor wird meist durch eine abzudichtende Öffnung in einer Zylinderkopf-Haube gesteckt und dort mit einer Schraube befestigt. Aufgrund von Einbautoleranzen (umspritztes Kunststoffgehäuse, Dichtung zwischen Zylinderkopf-Haube und Zylinderkopf) ergeben sich Unterschiede im Abstand zum nockenwellenfesten Geberrad und somit in der Signalqualität, die von einem Steuergerät verarbeitet werden muss. Für die Signalverarbeitung ist weiterhin eine zusätzliche Leitung erforderlich.Disadvantages of known embodiments for an arrangement of a sensor are that the sensor head must be made oil-tight, as well as the protruding out of the sensor head part and the connector must be designed splash-proof. Plug connections must be robust and captive. The sensor is usually inserted through a sealed opening in a cylinder head cover and fastened there with a screw. Due to installation tolerances (encapsulated plastic housing, seal between the cylinder head cover and cylinder head) differences in the distance to the camshaft fixed encoder wheel and thus in the signal quality, which must be processed by a control unit. For signal processing, an additional line is still required.
Für das in
Für das in
Weiterhin kann gemäß
Für die in
Entsprechend
Alternativ ist in einen stirnseitigen Bund
Das elektrische Stellaggregat oder ein Aktuator
Für die in den
- - weichmagnetische Elemente in Form von Ringen oder Segmenten
- - in die Nockenwelle eingearbeitete Lücken oder Segmente ode mit der Nockenwelle drehfest verbundene Segmentringe, bspw. für induktive Sensoren,
- - soft magnetic elements in the form of rings or segments
- - In the camshaft incorporated gaps or segments ode with the camshaft rotatably connected segment rings, eg. For inductive sensors,
Erfindungsgemäß ist der Sensor
Ebenfalls möglich ist, dass der Sensor in separat ausgeführter Form lediglich an einem Gehäuse des Aktuators in einem Vormontageprozess befestigt wird. Bei Anordnung innerhalb des Aktuators kann der Sensor mit anderen Bauteilen, beispielsweise einer Wicklung des Stators oder einem bereits vorhandenen Sensormodul, gemeinsam mit Kunststoff umspritzt sein. Auf diese Weise ist eine Integration von einem oder von mehreren Sensoren möglich.It is also possible that the sensor is mounted in separately executed form only on a housing of the actuator in a pre-assembly process. In the case of an arrangement within the actuator, the sensor can be injection-molded together with other components, for example a winding of the stator or an already existing sensor module, together with plastic. In this way, integration of one or more sensors is possible.
Weiterhin ist möglich, dass bereits für eine Kommutierung genutzte Sensoren eines elektrischen Aktuators
Als Sensor kann ein beliebiger Sensor Einsatz finden, der beispielsweise nach einem elektrischen, optischen oder mechanischen Prinzip arbeitet, beispielsweise ein Induktions-Sensor ein Hall-Sensor oder ein auf einem Redundanzprinzip beruhender Sensor. Der Sensor
Eine Signalleitung für den Sensor
Die Erfindung betrifft die Integration eines Sensors zur Erfassung der Phasenlage einer Nockenwelle. Hierzu können bereits einzelne Komponenten eines Sensors in den Aktuator oder in das Steuergerät des Aktuators integriert werden. Möglich ist auch eine Integration eines Signalprozessors eines Sensors in das Steuergerät des Aktuators oder auf die Platine des Aktuators, so dass in einem separat ausgeführten Sensorkopf nur bspw. eine Hall-Sonde und ein Dauermagnet verbleiben. Vorteile für diese Ausführungsform wären ein geringer Bauraumbedarf des Sensors sowie geringere Anforderungen an den Signalprozessor, insbesondere hinsichtlich der Temperaturbelastung. Ein derartiger Signalprozessor kann z.B. eine Signalwandlung analog/digital übernehmen und/oder hat verschiedene Schutzmechanismen gegenüber Überhitzen, Überspannung, Überstrom oder Unterspannung.The invention relates to the integration of a sensor for detecting the phase position of a camshaft. For this purpose, individual components of a sensor can already be integrated in the actuator or in the control unit of the actuator. Also possible is an integration of a signal processor of a sensor in the control unit of the actuator or on the circuit board of the actuator, so that in a separately executed sensor head only, for example, a Hall probe and a permanent magnet remain. Advantages for this embodiment would be a small space requirement of the sensor as well as lower demands on the signal processor, in particular with regard to the temperature load. Such a signal processor may e.g. adopt a signal conversion analog / digital and / or has various protection mechanisms against overheating, overvoltage, overcurrent or undervoltage.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- NockenwellenverstellerPhaser
- 22
- ÜberlagerungsgetriebeSuperposition gear
- 33
- Antriebsraddrive wheel
- 44
- Stellwelleactuating shaft
- 55
- Abtriebswelleoutput shaft
- 66
- Nockenwellecamshaft
- 77
- Aktuatoractuator
- 88th
- Zylinderkopfcylinder head
- 99
- Gehäusecasing
- 1010
- Dichtelementsealing element
- 1111
- Dichtelementsealing element
- 1212
- Kupplungclutch
- 1313
- Exzenterwelleeccentric shaft
- 1414
- Lagerelementbearing element
- 1515
- Taumelscheibeswash plate
- 1616
- Hohlwellehollow shaft
- 1717
- Lagerelementbearing element
- 1818
- Abtriebskegelradoutput bevel gear
- 1919
- Lagerungstorage
- 2020
- Antriebskegelradpinion gear
- 2121
- Längsachselongitudinal axis
- 2222
- Zentralschraubecentral screw
- 2323
- Schmierstellesmudge
- 2424
- Schmierstellesmudge
- 2525
- Zuführausnehmungfeed recess
- 2626
- Strömungskanalflow channel
- 2727
- Strömungskanalflow channel
- 2828
- Mantelflächelateral surface
- 2929
- Mantelflächelateral surface
- 3030
- Bohrungdrilling
- 3131
- Wandungwall
- 3232
- Ausnehmungrecess
- 3333
- Gehäusewandunghousing
- 3434
- Lagerungstorage
- 3535
- Scheibedisc
- 3636
- Scheibedisc
- 3737
- Rotorrotor
- 3838
- Statorstator
- 3939
- Spielgame
- 4040
- Lagerwarehouse
- 4141
- Lagerwarehouse
- 4242
- Scheibedisc
- 4343
- Scheibedisc
- 4444
- Dichtelementsealing element
- 4545
- Dichtelementsealing element
- 4646
- Absatzparagraph
- 4747
- Absatzparagraph
- 4848
- Abtriebswelleoutput shaft
- 4949
- Getriebestufegear stage
- 5050
- Längsachselongitudinal axis
- 5151
- Längsachselongitudinal axis
- 5252
- Stirnradspur gear
- 5353
- Stirnradspur gear
- 5454
- Ausnehmungrecess
- 5555
- Ausnehmungrecess
- 5656
- Kurbelwellecrankshaft
- 5757
- Zugmitteltraction means
- 5858
- Nockenwellentriebcamshaft drive
- 5959
- DrehwinkelsensorRotation angle sensor
- 6060
- DrehwinkelsensorRotation angle sensor
- 6161
- Steuergerätcontrol unit
- 6262
- Steuergerätcontrol unit
- 6363
- VerstellerkennfeldVerstellerkennfeld
- 6464
- CAN-BussystemCAN bus system
- 6565
- Klemmeclamp
- 6666
- Klemmeclamp
- 6767
- Klemmeclamp
- 6868
- Klemmeclamp
- 6969
- Getriebeelementgear element
- 7070
- Sensorsensor
- 7171
- Gehäusecasing
- 7272
- Gehäusecasing
- 7373
- Magnetsegmentmagnetic segment
- 7474
- radiale Ausnehmungradial recess
- 7575
- Empfängerreceiver
- 7676
- Gehäuse, TrägerHousing, carrier
- 7777
- WälzlagerRolling
- 7878
- Magnetringmagnetic ring
- 7979
- axiale Erstreckungaxial extent
- 8080
- Abstanddistance
- 8181
- Ringnutring groove
- 8282
- Ausnehmungrecess
- 8383
- Ausnehmungrecess
- 8484
- Ausnehmungrecess
- 8585
- Ausnehmungrecess
- 8686
- BundFederation
- 8787
- Ringring
Claims (23)
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PCT/EP2007/052807 WO2007115924A1 (en) | 2006-04-08 | 2007-03-23 | Camshaft drive for an internal combustion engine |
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DE102006016650B4 true DE102006016650B4 (en) | 2019-05-16 |
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