DE102009014517B4 - Valve train for gas exchange valves of an internal combustion engine with a displaceable camshaft sensor wheel - Google Patents

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Abstract

Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine, mit einer Grundnockenwelle (3) und mindestens zwei drehfest und axial verschiebbar auf der Grundnockenwelle (3) angeordneten Nockenträgern (4, 5), sowie mit einer Vorrichtung (26, 27) zur Erfassung einer Winkelposition der Grundnockenwelle (3), wobei mindestens einer der Nockenträger (4, 5) ein Geberrad (26) der Vorrichtung (26, 27) trägt, das zusammen mit dem Nockenträger (4) axial verschiebbar ist, und wobei ein Geberteil (29) des Geberrads (26) des Nockenträgers (4) das Stirnende eines benachbarten der Nockenträger (4, 5) in mindestens einer Schalt- oder Verschiebestellung der beiden Nockenträger (4, 5) überlappt, und wobei das ringförmige Geberrad (26) aus einem hohlzylindrischen inneren Befestigungsteil (28), dem äußeren Geberteil (29) mit durch Lücken (30) getrennten Winkelsegmenten (31) und einem den Geberteil (29) starr mit dem Befestigungsteil (28) verbindenden, radial ausgerichteten Mittelteil (32) besteht, über den der Befestigungsteil (28) und der Geberteil (29) axial nach entgegengesetzten Seiten überstehen, wobei ein Innendurchmesser der Winkelsegmente (31) größer ist als der Außendurchmesser des gegenüberliegenden Stirnendes des benachbarten Nockenträgers (5).

Figure DE102009014517B4_0000
Valve train for gas exchange valves of an internal combustion engine, with a basic camshaft (3) and at least two non-rotatably and axially displaceable cam carriers (4, 5) arranged on the basic camshaft (3), and with a device (26, 27) for detecting an angular position of the basic camshaft (3 ), at least one of the cam carriers (4, 5) carrying a sensor wheel (26) of the device (26, 27) which can be axially displaced together with the cam carrier (4), and wherein a transmitter part (29) of the sensor wheel (26) of the cam carrier (4) overlaps the end face of an adjacent one of the cam carriers (4, 5) in at least one switching or displacement position of the two cam carriers (4, 5), and wherein the ring-shaped sensor wheel (26) consists of a hollow cylindrical inner fastening part (28), the outer transmitter part (29) with angular segments (31) separated by gaps (30) and a radially oriented central part (32) connecting the transmitter part (29) rigidly to the fastening part (28) ht, over which the fastening part (28) and the transmitter part (29) project axially on opposite sides, an inner diameter of the angle segments (31) being larger than the outer diameter of the opposite end face of the adjacent cam carrier (5).
Figure DE102009014517B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a valve train for gas exchange valves of an internal combustion engine.

Zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften von Brennkraftmaschinen sind Ventiltriebe bekannt, bei denen das Arbeitsspiel beeinflusst werden kann, um beispielsweise eine drehzahlabhängige Veränderung der Öffnungszeiten und/oder des Hubs der Gaswechselventile zu ermöglichen.To improve the thermodynamic properties of internal combustion engines, valve drives are known in which the working cycle can be influenced, for example to enable the opening times and / or the stroke of the gas exchange valves to be changed as a function of speed.

Zum Beispiel ist aus der EP 1 608 849 B1 bereits ein Ventiltrieb der eingangs genannten Art bekannt, bei dem für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine auf der Grundnockenwelle ein Nockenträger drehfest und axial verschiebbar geführt ist, der zur Betätigung von zwei Gaswechselventilen des Zylinders zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Nockenpaare mit unterschiedlichen Nockenprofilen aufweist. Durch eine axiale Verschiebung des Nockenträgers entlang der Grundnockenwelle zwischen zwei definierten Verschiebestellungen lässt sich jeweils eines der beiden Nockenprofile jedes Nockenpaars mit einer Rolle eines Rollenschlepphebels eines zugehörigen Gaswechselventils des Zylinders in Anlagekontakt bringen, um die Öffnungszeiten und/oder den Hub der Gaswechselventile zu verändern.For example, is from the EP 1 608 849 B1 Already known is a valve train of the type mentioned, in which a cam carrier is rotatably and axially displaceably guided on the basic camshaft for each cylinder of the internal combustion engine and has two axially spaced cam pairs with different cam profiles for actuating two gas exchange valves of the cylinder. By axially shifting the cam carrier along the basic camshaft between two defined shift positions, one of the two cam profiles of each cam pair can be brought into system contact with a roller rocker arm of an associated gas exchange valve of the cylinder in order to change the opening times and / or the stroke of the gas exchange valves.

Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 10 2007 054 979 A1 eine Ventiltriebvorrichtung mit zumindest einem über eine Schaltkulisse axial verschiebbaren Nockenelement, das dazu vorgesehen ist, einen verstellbaren Ventiltrieb zu realisieren, und mit einer Sensoreinheit, die dazu vorgesehen ist, eine axiale Schaltstellung des Nockenelements zu bestimmen. Dabei ist vorgesehen, dass die Sensoreinheit zumindest ein erstes zumindest teilweise an eine axiale Bewegung des Nockenelements gekoppeltes Sensorelement aufweist, mittels dem durch ein korrespondierendes Sensorelement die Schaltstellung bestimmbar ist.The publication also describes DE 10 2007 054 979 A1 a valve drive device with at least one cam element which is axially displaceable via a shifting link and which is provided for realizing an adjustable valve drive, and with a sensor unit which is provided for determining an axial switching position of the cam element. It is provided that the sensor unit has at least a first sensor element coupled at least partially to an axial movement of the cam element, by means of which the switching position can be determined by a corresponding sensor element.

Zudem zeigt die Druckschrift DE 10 2008 049 103 A1 eine Ventiltriebvorrichtung mit zumindest einem ersten Nockenelement und einem zweiten Nockenelement, die mittels einer Schaltkulisse axial verschiebbar sind und die dazu vorgesehen sind, einen schaltbaren Ventiltrieb bereitzustellen, und mit einer Sensoreinheit mit einem ersten Sensorelement, das mit dem ersten Nockenelement gekoppelt ist, und mit einem zu dem ersten Sensorelement korrespondierenden zweiten Sensorelement, das mit dem zweiten Nockenelement gekoppelt ist.The publication also shows DE 10 2008 049 103 A1 a valve train device with at least a first cam element and a second cam element, which are axially displaceable by means of a shifting gate and which are intended to provide a switchable valve train, and with a sensor unit with a first sensor element, which is coupled to the first cam element, and with a corresponding to the first sensor element, the second sensor element which is coupled to the second cam element.

Weiter ist es bekannt, zur Abstimmung der Öffnungszeiten der Gaswechselventile mit den Einspritzzeiten der Einspritzventile einer Brennkraftmaschine die Winkelposition einer die Gaswechselventile steuernden Nockenwelle zu erfassen. Die dazu verwendete Vorrichtung umfasst gewöhnlich ein drehfest mit der Nockenwelle verbundenes Geberrad sowie einen ortsfesten, dem Umfang des Geberrades gegenüberliegenden Sensor, mit dem eine am Umfang des Geberrades angeordnete Kodierung, zum Beispiel in Form von durch Lücken getrennten Zähnen oder Winkelsegmenten, erfasst werden kann.It is also known to record the angular position of a camshaft controlling the gas exchange valves in order to coordinate the opening times of the gas exchange valves with the injection times of the injection valves of an internal combustion engine. The device used for this purpose usually comprises a sensor wheel connected in a rotationally fixed manner to the camshaft and a stationary sensor opposite the circumference of the sensor wheel, with which a coding arranged on the circumference of the sensor wheel can be detected, for example in the form of teeth or angle segments separated by gaps.

In den meisten Fällen sind das Geberrad und der Sensor an einem der beiden Stirnenden der Nockenwelle angeordnet. Durch den in diesem Bereich für das Geberrad und den Sensor zusätzlich benötigten Bauraum nehmen jedoch die Baulänge der Nockenwelle und damit auch die Baulänge des Zylinderkopfs bzw. des Zylinderkurbelgehäuses der Brennkraftmaschine in unerwünschter Weise zu.In most cases, the encoder wheel and the sensor are arranged on one of the two ends of the camshaft. However, due to the additional space required for the sensor wheel and the sensor in this area, the overall length of the camshaft and thus also the overall length of the cylinder head or the cylinder crankcase of the internal combustion engine increase undesirably.

Darüber hinaus ist es bei Ventiltrieben der eingangs genannten Art mit einer solchen bekannten Vorrichtung nicht möglich, die Winkelposition der jeweils mit den Rollenschlepphebeln der Gaswechselventile jedes Zylinders im Eingriff stehenden Nocken jedes Nockenträgers direkt zu erfassen.In addition, it is not possible with valve drives of the type mentioned at the outset with such a known device to directly record the angular position of the cams of each cam carrier which are respectively engaged with the roller rocker arms of the gas exchange valves of each cylinder.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Ventiltrieb der eingangs genannten Art die Baulänge der Grundnockenwelle und damit auch des Zylinderkopfs bzw. des Zylinderkurbelgehäuses der Brennkraftmaschine zu verkürzen und vorzugsweise auch eine direkte Erfassung der Winkelposition der jeweils mit den Rollenschlepphebeln der Gaswechselventile im Eingriff stehenden Nocken jedes Nockenträgers zu ermöglichen.Proceeding from this, the object of the invention is to shorten the overall length of the basic camshaft and thus also the cylinder head or the cylinder crankcase of the internal combustion engine in the case of a valve train of the type mentioned above, and preferably also a direct detection of the angular position of the respective with the roller rocker arms of the gas exchange valves in engagement to allow standing cams of each cam carrier.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Ventiltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Ventiltrieb verfügt über eine Grundnockenwelle und mindestens zwei drehfest und axial verschiebbar auf der Grundnockenwelle angeordnete Nockenträger sowie über eine Vorrichtung zur Erfassung einer Winkelposition der Grundnockenwelle, wobei mindestens einer der Nockenträger ein Geberrad der Vorrichtung trägt, das zusammen mit dem Nockenträger axial verschiebbar ist, und wobei ein Geberteil des Geberrads des Nockenträgers das Stirnende eines benachbarten der Nockenträger in mindestens einer Schalt- oder Verschiebestellung der beiden Nockenträger überlappt, und wobei das ringförmige Geberrad aus einem hohlzylindrischen inneren Befestigungsteil, dem äußeren Geberteil und mit durch Lücken getrennten Winkelsegmenten und einem den Geberteil starr mit dem Befestigungsteil verbindenden, radial ausgerichteten Mittelteil besteht, über den der Befestigungsteil und der Geberteil axial nach entgegengesetzten Seiten überstehen, wobei ein Innendurchmesser der Winkelsegmente größer ist als der Außendurchmesser des gegenüberliegenden Stirnendes des benachbarten Nockenträgers. Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, den vorhandenen Platz neben einem der Nockenträger zur Unterbringung eines Sensors der Erfassungsvorrichtung zu nutzen.This object is achieved with a valve train with the features of claim 1. The valve train has a basic camshaft and at least two cam carriers arranged in a rotationally fixed and axially displaceable manner on the basic camshaft and also a device for detecting an angular position of the basic camshaft, at least one of the cam carriers carrying a sensor wheel of the device which can be axially displaced together with the cam carrier, and wherein an encoder part of the encoder wheel of the cam carrier overlaps the end face of an adjacent one of the cam carriers in at least one switching or displacement position of the two cam carriers, and wherein the ring-shaped encoder wheel consists of a hollow cylindrical inner fastening part, the outer encoder part and with angular segments separated by gaps and a rigidly the encoder part with the fastening part connecting, radially aligned middle part, over which the fastening part and the encoder part protrude axially on opposite sides, an inner diameter of the angle segments larger it is considered the outside diameter of the opposite end of the adjacent cam carrier. The invention is based on the idea of using the available space next to one of the cam carriers to accommodate a sensor of the detection device.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung trägt jeder Nockenträger ein Geberrad, das von einem zugehörigen Sensor abgetastet wird und zwei Geberradspuren aufweist, die mit einer unterschiedlichen Kodierung versehen sind, um eine direkte Erfassung der Winkelposition der jeweils mit Rollenschlepphebeln der Gaswechselventile im Eingriff stehenden Nocken jedes Nockenträgers zu ermöglichen.According to a preferred embodiment of the invention, each cam carrier carries a sensor wheel which is scanned by an associated sensor and has two sensor wheel tracks which are provided with a different coding in order to directly detect the angular position of the cam of each cam carrier, which is in engagement with roller rocker arms of the gas exchange valves to enable.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

  • 1: eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht von Teilen eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs, die zwei auf einer Grundnockenwelle verschiebbare Nockenträger sowie eine Vorrichtung zur Erfassung einer Winkelposition der Grundnockenwelle zeigt;
  • 2: eine Stirnseitenansicht eines Geberrades der Vorrichtung;
  • 3: eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines Teils der Grundnockenwelle, der beiden Nockenträger und von Teilen einer modifizierten Vorrichtung zur Erfassung der Winkelposition jedes Nockenträgers und seiner mit Rollenschlepphebeln der Gaswechselventile jedes Zylinders im Eingriff stehenden Nocken in einer ersten Verschiebestellung eines Nockenträgers;
  • 4: eine Ansicht entsprechend 3, jedoch in einer zweiten Verschiebestellung des einen Nockenträgers;
  • 5 und 6: Querschnittsansichten eines Geberrades der Vorrichtung aus 3 und 4 entlang der Linie V-V in 3 bzw. entlang der Linie VI-VI in 4.
The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing. Show it:
  • 1 a partially cut-away perspective view of parts of a valve train according to the invention, showing two cam carriers that can be displaced on a basic camshaft and a device for detecting an angular position of the basic camshaft;
  • 2 : an end view of a sensor wheel of the device;
  • 3 : a partially cut-away side view of part of the basic camshaft, the two cam carriers and parts of a modified device for detecting the angular position of each cam carrier and its cams engaged with roller rocker arms of the gas exchange valves of each cylinder in a first shift position of a cam carrier;
  • 4 : a view accordingly 3 , but in a second shift position of the one cam carrier;
  • 5 and 6 : Cross-sectional views of a sensor wheel of the device 3 and 4 along the line VV in 3 or along the line VI-VI in 4 ,

Bei dem in der Zeichnung nur teilweise dargestellten Ventiltrieb 1 für Paare von Einlassventilen (nicht dargestellt) von Zylindern einer Brennkraftmaschine lassen sich der Hub und die Öffnungszeiten der beiden Einlassventile jedes Zylinders verstellen.In the valve train shown only partially in the drawing 1 for pairs of intake valves (not shown) of cylinders of an internal combustion engine, the stroke and the opening times of the two intake valves of each cylinder can be adjusted.

Der Ventiltrieb 1 umfasst dazu eine in Lagerstühlen 2 (nur einer dargestellt) eines Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine drehbar gelagerte Grundnockenwelle 3, die von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über einen Umschlingungstrieb mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben wird, sowie eine der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl von drehfest und in axialer Richtung verschiebbar auf der Grundnockenwelle 3 montierten Nockenträgern 4, 5, die jeweils unabhängig voneinander mittels eines zugehörigen Schneckentriebs 6 (1) zwischen zwei definierten axialen Schalt- oder Verschiebestellungen verschiebbar sind.The valve train 1 includes one in storage chairs 2 (only one shown) of a cylinder head of the internal combustion engine rotatably mounted basic camshaft 3 , which is driven by a crankshaft of the internal combustion engine via a belt drive at half the speed of the crankshaft, and a number corresponding to the number of cylinders of the internal combustion engine and rotatable on the basic camshaft in the axial direction 3 mounted cam carriers 4 . 5 , each independently of one another by means of an associated worm drive 6 ( 1 ) can be moved between two defined axial switching or displacement positions.

Die Nockenträger 5 weisen an ihrem äußeren Umfang zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Nockenpaare mit jeweils zwei Nocken 7, 8 auf, die unterschiedliche Nockenprofile besitzen. Wie in 3 und 4 für den Nockenträger 5 dargestellt, wirkt jedes der beiden Nockenpaare eines Nockenträgers 4, 5 mit einer Rolle 9 eines schwenkbar gelagerten Rollenschlepphebels 10 des jeweils zugehörigen Einlassventils zusammen. Die Rollen 9 der beiden Rollenschlepphebel 10 können dabei durch eine axiale Verschiebung des Nockenträgers 5 nach Bedarf mit einem der beiden Nocken 7, 8 des jeweils benachbarten Nockenpaars in Anlagekontakt gebracht werden. Anschließend bewegen sie sich während jeder Umdrehung der Grundnockenwelle 3 einmal über das Nockenprofil dieses Nockens 7 bzw. 8 hinweg, wobei der Rollenschlepphebel 10 unter Öffnen des Ventils verschwenkt wird. Durch die unterschiedliche Höhe, Form und/oder Position der Nockenprofile der beiden Nocken 7, 8 können der Hub und/oder die Öffnungszeit jedes Ventils in Abhängigkeit von der jeweiligen Schalt- oder Verschiebestellung des Nockenträgers 4, 5 aber unabhängig vom Hub und der Öffnungszeit der Ventile der anderen Zylinder zum Beispiel drehzahlabhängig verändert werden.The cam carrier 5 have on their outer circumference two axially spaced cam pairs, each with two cams 7 . 8th that have different cam profiles. As in 3 and 4 for the cam carrier 5 shown, each of the two pairs of cams acts on a cam carrier 4 . 5 with a role 9 of a pivoted roller rocker arm 10 of the associated intake valve together. The roles 9 the two roller rocker arms 10 can by an axial displacement of the cam carrier 5 with one of the two cams as required 7 . 8th of the adjacent pair of cams are brought into system contact. Then they move during each revolution of the basic camshaft 3 once over the cam profile of this cam 7 respectively. 8th away, the roller rocker arm 10 is pivoted while opening the valve. Due to the different height, shape and / or position of the cam profiles of the two cams 7 . 8th can the stroke and / or the opening time of each valve depending on the respective switching or displacement position of the cam carrier 4 . 5 but regardless of the stroke and the opening time of the valves of the other cylinders, for example, depending on the speed.

Der zur Verschiebung eines jeweiligen Nockenträgers 4, 5 dienende Schneckentrieb 6 umfasst einen ortsfest im Zylinderkopf montierten Aktuator 11, der betätigt werden kann, um einen Mitnehmerstift 12 während einer Umdrehung des Nockenträgers 4, 5 auszufahren und in eine gegenüberliegende schraubenförmige Nut 13 am benachbarten Stirnende des Nockenträgers 4, 5 einzuspuren. Die Verschiebung des Nockenträgers 4, 5 erfolgt immer dann, wenn Grundkreisabschnitte 14 der Nocken 7, 8 beider Nockenpaare gegen die Rollen 9 der Rollenschlepphebel 10 anliegen.The one for moving a respective cam carrier 4 . 5 serving worm gear 6 includes an actuator mounted in the cylinder head 11 that can be operated to a driver pin 12 during one revolution of the cam carrier 4 . 5 extend and into an opposite helical groove 13 at the adjacent end of the cam carrier 4 . 5 einzuspuren. The displacement of the cam carrier 4 . 5 always occurs when basic circle sections 14 the cam 7 . 8th both pairs of cams against the rollers 9 the roller rocker arm 10 issue.

Um die röhrenförmigen Nockenträger 4, 5 drehfest und axial verschiebbar auf der Grundnockenwelle 3 zu führen, ist diese letztere innerhalb von jedem Nockenträger 4, 5 an ihrem äußeren Umfang abschnittsweise mit einer Außenverzahnung 15 versehen, die mit einer komplementären Innenverzahnung 16 am inneren Umfang des zugehörigen Nockenträgers 4, 5 kämmt. Wie am besten in 1 dargestellt, sind zwischen benachbarten, mit einer Außenverzahnung 15 versehenen Abschnitten jeweils Abschnitte 17 mit einer zylindrischen Umfangsfläche vorgesehen, über welche die Außenverzahnung 15 übersteht.Around the tubular cam carrier 4 . 5 non-rotatable and axially displaceable on the basic camshaft 3 To guide the latter is within each cam carrier 4 . 5 on its outer circumference in sections with external teeth 15 provided with a complementary internal toothing 16 on the inner circumference of the associated cam carrier 4 . 5 combs. As best in 1 are shown, between adjacent, with an external toothing 15 provided sections 17 provided with a cylindrical peripheral surface over which the external toothing 15 survives.

Jeder Nockenträger 4, 5 weist zwischen seinen beiden Paaren von Nocken 7, 8 einen zylindrischen Mittelabschnitt 18 auf, der in einem Gleitlager 19 des zugehörigen Lagerstuhls 2 gelagert ist, wie am besten in 1 dargestellt. Das Gleitlager 19 weist zwei entgegengesetzte Stirnflächen 20, 21 auf, die in den beiden Schalt- oder Verschiebestellungen des zugehörigen Nockenträgers 4, 5 jeweils als Anschlag für eine gegenüberliegende Stirnfläche 22, 23 des an den Abschnitt 18 angrenzenden Nockens 8 bzw. 7 jedes Nockenpaars dienen, um eine definierte axiale Position des Nockenträgers 4, 5 einzustellen. Any cam carrier 4 . 5 points between its two pairs of cams 7 . 8th a cylindrical middle section 18 on that in a plain bearing 19 of the associated camp chair 2 is stored as best in 1 shown. The plain bearing 19 has two opposite faces 20 . 21 on in the two switch or shift positions of the associated cam carrier 4 . 5 each as a stop for an opposite end face 22 . 23 of the section 18 adjacent cam 8th respectively. 7 each pair of cams serve to a defined axial position of the cam carrier 4 . 5 adjust.

Um die Nockenträger 4, 5 in ihren jeweiligen Schalt- oder Verschiebestellungen gegen die entsprechende Stirnfläche 20 oder 21 des Gleitlagers 19 anliegend festzuhalten, ist an einem der beiden Stirnenden jedes Nockenträgers 4, 5 eine Arretiervorrichtung vorgesehen. Diese Arretiervorrichtung umfasst eine radiale Sacklochbohrung in der Grundnockenwelle 3, in der eine Arretierkugel 24 (1) radial beweglich geführt ist. Zwischen die Arretierkugel 24 und einem Boden der Sacklochbohrung ist eine Schraubendruckfeder (nicht sichtbar) eingesetzt, welche die Arretierkugel 24 radial nach außen gegen eine schräge Nutflanke von einer von zwei Rastnuten 25 (3 und 4) presst, die in einem gegenüberliegenden inneren Umfangsabschnitt des Nockenträgers 4, 5 ausgespart sind. Dadurch werden die Nockenträger 4, 5 gegen eine der Anschlagflächen 20, 21 der Gleitlager 19 gedrückt, wie dies in der eingangs genannten EP 1 608 849 B1 ausführlich beschrieben ist und daher hier nicht wiederholt werden soll.To the cam carrier 4 . 5 in their respective switching or displacement positions against the corresponding end face 20 or 21 of the plain bearing 19 Hold tightly against one of the two ends of each cam carrier 4 . 5 a locking device is provided. This locking device comprises a radial blind hole in the basic camshaft 3 in which a locking ball 24 ( 1 ) is guided in a radially movable manner. Between the locking ball 24 and a bottom of the blind hole is a helical compression spring (not visible), which the locking ball 24 radially outwards against an oblique groove flank of one of two locking grooves 25 ( 3 and 4 ) which presses in an opposite inner peripheral portion of the cam carrier 4 . 5 are spared. This will make the cam carrier 4 . 5 against one of the stop surfaces 20 . 21 the plain bearing 19 depressed as this in the above EP 1 608 849 B1 is described in detail and therefore should not be repeated here.

Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zur Arretiervorrichtung entgegengesetzte Stirnende von einem Nockenträger 4 der mehreren Nockenträger 4, 5 mit einem Geberrad 26 einer Vorrichtung zur Erfassung der Winkelposition der Grundnockenwelle 3 versehen. Das Geberrad 26 wirkt mit einem ortsfest im Zylinderkopf montierten Positionssensor 27 zusammen.At the in 1 and 2 The illustrated embodiment is the opposite end of the locking device from a cam carrier 4 of the several cam carriers 4 . 5 with an encoder wheel 26 a device for detecting the angular position of the basic camshaft 3 Mistake. The encoder wheel 26 works with a position sensor fixed in the cylinder head 27 together.

Bei dem Sensor 27 kann es sich zum Beispiel um einen induktiven Sensor handeln, der ein aus ferromagnetischem Material bestehendes Geberrad 26 abtastet. Alternativ dazu kann jedoch auch ein Hall-Sensor verwendet werden, der mit einem als Blendenrad ausgebildeten Geberrad 26 zusammenwirkt.With the sensor 27 For example, it can be an inductive sensor that is a sensor wheel made of ferromagnetic material 26 scans. Alternatively, however, a Hall sensor can also be used, which has a sensor wheel designed as an aperture wheel 26 interacts.

Wie in 1 und 2 dargestellt, besteht das ringförmige Geberrad 26 aus einem allgemein hohlzylindrischen inneren Befestigungsteil 28, einem äußeren Geberteil 29 mit insgesamt vier, durch Lücken 30 getrennten Winkelsegmenten 31, sowie einem den Geberteil 29 starr mit dem Befestigungsteil 28 verbindenden, radial ausgerichteten Mittelteil 32, über den der Befestigungsteil 28 und der Geberteil 29 axial nach entgegengesetzten Seiten überstehen, so dass das Geberrad 26 im Bereich der Winkelsegmente 31 einen allgemein Z-förmigen Querschnitt besitzt (vgl. 1).As in 1 and 2 shown, there is the ring-shaped encoder wheel 26 from a generally hollow cylindrical inner fastening part 28 , an outer encoder part 29 with a total of four, through gaps 30 separate angular segments 31 , as well as the encoder part 29 rigid with the fastener 28 connecting, radially aligned middle part 32 over which the fastening part 28 and the donor part 29 protrude axially to opposite sides so that the encoder wheel 26 in the area of the angular segments 31 has a generally Z-shaped cross section (cf. 1 ).

Um das Geberrad 26 drehfest mit dem Nockenträger 4 zu verbinden, ist der Befestigungsteil 28 zum Beispiel mit Presspassung starr in das benachbarte hohlzylindrische Stirnende des Nockenträgers 4 eingesetzt, dessen Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser der Außenverzahnung 15 ist.To the encoder wheel 26 non-rotatable with the cam carrier 4 to connect is the fastening part 28 for example with a press fit rigidly into the adjacent hollow cylindrical front end of the cam carrier 4 used, whose inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the external toothing 15 is.

Der Innendurchmesser der Winkelsegmente 31 des Geberteils 29 ist größer als der Außendurchmesser des gegenüberliegenden Stirnendes des benachbarten Nockenträgers 5, so dass der Geberteil 29 das Stirnende des benachbarten Nockenträgers 5 ein Stück weit überlappen kann, wenn sich die beiden benachbarten Nockenträger 4, 5 in derjenigen Schalt- oder Verschiebestellung befinden, in der ihr gegenseitiger Abstand am kleinsten ist.The inside diameter of the angle segments 31 of the encoder part 29 is larger than the outer diameter of the opposite end of the adjacent cam carrier 5 so the encoder part 29 the front end of the neighboring cam carrier 5 can overlap a bit if the two adjacent cam carriers are 4 . 5 are in the switching or displacement position in which their mutual distance is the smallest.

Der Außendurchmesser der Winkelsegmente 31 des Geberteils 29 ist so gewählt, dass sich ein inneres Stirnende des Sensors 27 durch einen Luftspalt getrennt in einem geringen radialen Abstand an der zylindrischen äußeren Umfangsfläche des Geberteils 29 bzw. der Winkelsegmente 31 entlang bewegt, so dass der Sensor 27 die scharfen Übergänge zwischen den Winkelsegmenten 31 und den dazwischen angeordneten Lücken 30 erfassen kann, durch deren Winkelabstände zum Beispiel Ventilöffnungs- und Ventilschließzeiten von einem der Nocken 7, 8 jedes Nockenpaars kodiert sind.The outside diameter of the angle segments 31 of the encoder part 29 is selected so that there is an inner end of the sensor 27 separated by an air gap at a small radial distance on the cylindrical outer peripheral surface of the transmitter part 29 or the angle segments 31 moves along so the sensor 27 the sharp transitions between the angular segments 31 and the gaps in between 30 can record, for example, valve opening and valve closing times of one of the cams by their angular distances 7 . 8th each pair of cams are encoded.

Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Übergänge zwischen den Winkelsegmenten 31 und den Lücken 30 des Geberteils 29 über dessen gesamte axiale Länge konstante Winkelabstände auf, so dass der Sensor 27 ungeachtet einer eventuellen axialen Verschiebung des Nockenträgers 4 und des mit diesem fest verbundenen Geberrades 26 diese Übergänge stets in derselben Winkelposition erfasst.At the in 1 and 2 illustrated embodiment have the transitions between the angle segments 31 and the gaps 30 of the encoder part 29 Constant angular distances over its entire axial length so that the sensor 27 regardless of any axial displacement of the cam carrier 4 and the encoder wheel firmly connected to it 26 these transitions are always recorded in the same angular position.

Durch die Montage des Geberrades 26 an einem der Nockenträger 4, 5 wird ein Geberrad am Stirnende der Grundnockenwelle 3 entbehrlich, wodurch der für ein solches Geberrad und den Sensor 27 benötigte Bauraum in diesem Bereich eingespart und dadurch die notwendige Baulänge der Grundnockenwelle 3 verkürzt werden kann.By mounting the encoder wheel 26 on one of the cam carriers 4 . 5 becomes a sender wheel at the front end of the basic camshaft 3 dispensable, which means that for such a sensor wheel and the sensor 27 Required installation space in this area is saved, thereby reducing the required overall length of the basic camshaft 3 can be shortened.

Bei dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder der Nockenträger 4, 5 an seinem zur Arretiervorrichtung entgegengesetzten Stirnende mit einem Geberrad 26 (nur eines dargestellt) ausgestattet. Jedes Geberrad 26 wirkt dort mit einem zugehörigen, gegenüber vom jeweiligen Geberrad 26 im Zylinderkopf montierten Sensor 27 zusammen.At the in 3 and 4 The illustrated embodiment is each of the cam carriers 4 . 5 at its end opposite to the locking device with a sensor wheel 26 (only one shown). Every encoder wheel 26 acts there with an associated one, opposite the respective encoder wheel 26 sensor mounted in the cylinder head 27 together.

Als weiterer Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in 1 und 2 ist das Geberrad 26 zudem zweispurig ausgebildet. Dazu weist der äußere Geberteil 29 zwei in axialer Richtung der Grundnockenwelle 3 nebeneinander angeordnete Spuren 33, 34 auf, von denen in jeder der beiden Verschiebestellungen des Nockenträgers 4, 5 eine dem Sensor 27 gegenüberliegt, wie in den 3 und 4 am Beispiel des Nockenträgers 4 dargestellt. Der Mittenabstand der beiden Spuren 33, 34 entspricht dabei dem Mittenabstand der beiden Nocken 7, 8 jedes Nockenpaars bzw. dem Maß der axialen Verschiebung des Nockenträgers 4, 5 zwischen seinen beiden Schalt- oder Verschiebestellungen.As a further difference from the exemplary embodiment in 1 and 2 is the encoder wheel 26 also formed two-lane. The outer encoder part points to this 29 two in the axial direction of the basic camshaft 3 tracks arranged side by side 33 . 34 on, of which in each of the two displacement positions of the cam carrier 4 . 5 one to the sensor 27 opposite, as in the 3 and 4 using the example of the cam carrier 4 shown. The center distance of the two tracks 33 . 34 corresponds to the center distance of the two cams 7 . 8th each pair of cams or the amount of axial displacement of the cam carrier 4 . 5 between its two switching or shift positions.

Wie am besten durch Vergleich der Querschnittsansichten des Geberrades in 5 und 6 erkennbar ist, weisen die Winkelsegmente 31 der beiden Spuren unterschiedliche Umfangslängen auf bzw. sind in Umfangsrichtung durch unterschiedlich lange Lücken 30 voneinander getrennt. Die unterschiedliche Kodierung der beiden Spuren 33, 34 gestattet es, durch Auswertung des Sensorsignals neben der Winkelposition der Grundnockenwelle 3 auch die Schalt- oder Verschiebestellung des jeweiligen Nockenträgers 4, 5 zu erfassen bzw. ermitteln.How best by comparing the cross-sectional views of the encoder wheel in 5 and 6 is recognizable, the angular segments have 31 of the two tracks have different circumferential lengths or are in the circumferential direction by gaps of different lengths 30 separated from each other. The different coding of the two tracks 33 . 34 allows evaluation of the sensor signal in addition to the angular position of the basic camshaft 3 also the switching or shift position of the respective cam carrier 4 . 5 to record or determine.

Aufgrund der festen Verbindung zwischen jedem Geberrad 26 und dem zugehörigen Nockenträger 4, 5 lässt sich aus dem Geberradsignal außerdem die Winkelposition des Nockenträgers 4, 5 und damit zum Beispiel der Zeitpunkt des Beginns des Öffnens eines Einlassventils mit größerer Genauigkeit berechnen.Because of the fixed connection between each encoder wheel 26 and the associated cam carrier 4 . 5 the angular position of the cam carrier can also be determined from the encoder wheel signal 4 . 5 and thus calculate, for example, the time at which an intake valve starts to open with greater accuracy.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Ventiltriebvalve train
22
Lagerstuhlbearing block
33
Grundnockenwellebase camshaft
44
Nockenträgercam support
55
Nockenträgercam support
66
Schneckentriebworm drive
77
Nockencam
88th
Nockencam
99
Rollerole
1010
RollenschlepphebelRoller cam
1111
Aktuatoractuator
1212
MitnehmerstiftCarrier pin
1313
schraubenförmige Nuthelical groove
1414
GrundkreisabschnittBase circle portion
1515
Außenverzahnung GrundnockenwelleExternal toothing of the basic camshaft
1616
Innenverzahnung NockenträgerInternal toothing cam carrier
1717
zylindrische Abschnitte Grundnockenwellecylindrical sections of basic camshaft
1818
zylindrische Mittelabschnitte Nockenträgercylindrical center sections cam carrier
1919
Gleitlagerbearings
2020
Stirnfläche GleitlagerFace of the plain bearing
2121
Stirnfläche GleitlagerFace of the plain bearing
2222
Stirnfläche NockenCam face
2323
Stirnfläche NockenCam face
2424
Arretierkugeldetent
2525
Rastnutenlocking grooves
2626
Geberradsensor wheel
2727
Positionssensor, SensorPosition sensor, sensor
2828
Befestigungsteil GeberradFastening part of encoder wheel
2929
Geberteil GeberradEncoder part of encoder wheel
3030
Lücken GeberteilGaps in the encoder part
3131
Winkelsegmente GeberteilAngle segments encoder part
3232
Mittelteil GeberradMiddle part of the encoder wheel
3333
Spurtrack
3434
Spurtrack

Claims (9)

Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine, mit einer Grundnockenwelle (3) und mindestens zwei drehfest und axial verschiebbar auf der Grundnockenwelle (3) angeordneten Nockenträgern (4, 5), sowie mit einer Vorrichtung (26, 27) zur Erfassung einer Winkelposition der Grundnockenwelle (3), wobei mindestens einer der Nockenträger (4, 5) ein Geberrad (26) der Vorrichtung (26, 27) trägt, das zusammen mit dem Nockenträger (4) axial verschiebbar ist, und wobei ein Geberteil (29) des Geberrads (26) des Nockenträgers (4) das Stirnende eines benachbarten der Nockenträger (4, 5) in mindestens einer Schalt- oder Verschiebestellung der beiden Nockenträger (4, 5) überlappt, und wobei das ringförmige Geberrad (26) aus einem hohlzylindrischen inneren Befestigungsteil (28), dem äußeren Geberteil (29) mit durch Lücken (30) getrennten Winkelsegmenten (31) und einem den Geberteil (29) starr mit dem Befestigungsteil (28) verbindenden, radial ausgerichteten Mittelteil (32) besteht, über den der Befestigungsteil (28) und der Geberteil (29) axial nach entgegengesetzten Seiten überstehen, wobei ein Innendurchmesser der Winkelsegmente (31) größer ist als der Außendurchmesser des gegenüberliegenden Stirnendes des benachbarten Nockenträgers (5).Valve train for gas exchange valves of an internal combustion engine, with a basic camshaft (3) and at least two non-rotatably and axially displaceable cam carriers (4, 5) arranged on the basic camshaft (3), and with a device (26, 27) for detecting an angular position of the basic camshaft (3 ), at least one of the cam carriers (4, 5) carrying a sensor wheel (26) of the device (26, 27), which can be axially displaced together with the cam carrier (4), and wherein a sensor part (29) of the sensor wheel (26) the cam carrier (4) overlaps the end face of an adjacent one of the cam carriers (4, 5) in at least one switching or displacement position of the two cam carriers (4, 5), and wherein the ring-shaped sensor wheel (26) consists of a hollow cylindrical inner fastening part (28), the outer transmitter part (29) with angle segments (31) separated by gaps (30) and a radially oriented central part (32) connecting the transmitter part (29) rigidly to the fastening part (28) ht, over which the fastening part (28) and the transmitter part (29) project axially on opposite sides, an inner diameter of the angle segments (31) being larger than the outer diameter of the opposite end face of the adjacent cam carrier (5). Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad (26) an seinem äußeren Umfang mit einer Kodierung (31, 30) versehen ist. Valve train after Claim 1 , characterized in that the encoder wheel (26) is provided on its outer circumference with a coding (31, 30). Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad (26) drehfest mit dem Nockenträger (4, 5) verbunden ist.Valve train after Claim 1 or 2 , characterized in that the encoder wheel (26) is non-rotatably connected to the cam carrier (4, 5). Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad (26) an einem Stirnende des Nockenträgers (4, 5) angeordnet ist.Valve drive according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter wheel (26) is arranged at an end face of the cam carrier (4, 5). Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erfassung der Winkelposition der Grundnockenwelle (3) mindestens einen das Geberrad (26) abtastenden Sensor (27) umfasst.Valve drive according to one of the preceding claims, characterized in that the device for detecting the angular position of the basic camshaft (3) comprises at least one sensor (27) scanning the sensor wheel (26). Ventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (27) ortsfest in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine montiert ist.Valve train after Claim 5 , characterized in that the sensor (27) is mounted stationary in a cylinder head of the internal combustion engine. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Nockenträger (4, 5) ein Geberrad (26) der Vorrichtung (26, 27) trägt, das zusammen mit dem Nockenträger (4, 5) axial verschiebbar ist.Valve drive according to one of the preceding claims, characterized in that each of the cam carriers (4, 5) carries a sensor wheel (26) of the device (26, 27) which, together with the cam carrier (4, 5), is axially displaceable. Ventiltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Geberrad (28) mittels eines separaten Sensors (27) abtastbar ist.Valve train after Claim 7 , characterized in that each transmitter wheel (28) can be scanned by means of a separate sensor (27). Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad (26) zwei Geberradspuren (33, 34) aufweist, die mit einer unterschiedlichen Kodierung (30, 31) versehen sind.Valve drive according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor wheel (26) has two sensor wheel tracks (33, 34) which are provided with a different coding (30, 31).
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