DE102010012471A1

DE102010012471A1 - Stellvorrichtung

Info

Publication number: DE102010012471A1
Application number: DE102010012471A
Authority: DE
Inventors: Andreas Nendel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-09-29

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Stellvorrichtung (12) für einen nockenseitig verstellbaren Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine mit hubvariabel betätigten Gaswechselventilen (7), umfassend ein Gehäuse (13) und einen oder mehrere Stellstifte (10, 11), die zwischen einer eingefahrenen Ruheposition und einer ausgefahrenen Arbeitsposition verfahrbar im Gehäuse gelagert sind und deren aus dem Gehäuse ausgefahrene, äußere Stiftenden (14) zur Verstellung der Nockenstellung dienen, wobei die Stellvorrichtung ein elektrisches Ausgangssignal zum Detektieren dng soll zumindest eine elektrisch isolierte Stromsignalleitung (36, 37) für das Ausgangssignal aufweisen, wobei die Stromsignalleitung über einen der Stellstifte verläuft, welcher vom Gehäuse elektrisch isoliert ist, und das äußere Stiftende dieses Stellstifts mit einem am Gehäuse angeordneten Anschlusskontakt (P2, P5) verbindet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für einen nockenseitig verstellbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit hubvariabel betätigten Gaswechselventilen. Die Stellvorrichtung umfasst ein Gehäuse und einen oder mehrere Stellstifte, die zwischen einer in das Gehäuse eingefahrenen Ruheposition und einer aus dem Gehäuse ausgefahrenen Arbeitsposition verfahrbar im Gehäuse gelagert sind und deren aus dem Gehäuse ausgefahrene, äußere Stiftenden zur Verstellung der Nockenstellung dienen, und stellt ein elektrisches Ausgangssignal zum Detektieren der Nockenstellung bereit.
Hintergrund der Erfindung
Unter nockenseitig verstellbaren Ventiltrieben sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Ventiltriebe zu verstehen, welche die Hubvariabilität am Gaswechselventil mittels axial verlagerbarer Nockenstücke erzeugen. Diese sind mit Nockengruppen versehen, deren unterschiedliche Nockenerhebungen – je nach axialer Nockenstellung – selektiv mit einem starren Nockenfolger in Eingriff sind. Zur axialen Verstellung des Nockenstücks ist üblicherweise eine ortsfest in der Brennkraftmaschine abgestützte Stellvorrichtung der eingangs genannten Art mit einem Stellstift (oder mehreren) vorgesehen, der sich in der ausgefahrenen Arbeitsposition in eine spiralnutförmige Axialkulisse am rotierenden Nockenstück einkoppelt und eine Verschiebung des Nockenstücks um den Axialhub der Spiralnut erzwingt. Das diesbezügliche Funktionsprinzip geht detailliert aus der EP 0 798 451 B1 hervor.
Um den Verstellvorgang des Nockenstücks von einer ersten in eine zweite Nockenstellung zu überwachen, ist es im Stand der Technik bereits vorgeschlagen, die Stellvorrichtung nicht nur als Aktuator in Form des in die Axialkulisse einkoppelnden Stellstifts sondern auch als Detektor für den Bewegungszustand des Stellstifts und, davon abgeleitet, für die Stellung des Nockenstücks auszubilden. In den als gattungsgemäß betrachteten Druckschriften DE 10 2006 035 225 A1 und DE 10 2008 024 086 A1 ist jeweils eine Stellvorrichtung offenbart, deren Wirkprinzip auf dem Zusammenspiel einer stationären Magnetspule und einem am Stellstift befestigten Permanentmagnet basiert. Die spiralnutförmige Axialkulisse weist einen radial ansteigenden Endbereich auf, der den Stellstift bei nahezu oder vollständig verschobenem Nockenstück aus der Axialkulisse auskoppelt, so dass der Permanentmagnet in dessen an der Magnetspule haftende Ausgangsstellung zurück getrieben wird. Das von der Stellvorrichtung bereitgestellte Ausgangssignal in Form einer dabei in der Magnetspule induzierten Stromspannung und der in einer Auswerteeinheit ausgewertete Verlauf der induzierten Stromspannung liefern eine Aussage über den Erfolg des Verschiebevorgangs des Nockenstücks.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stellvorrichtung der eingangs genannten Art im Hinblick darauf auszugestalten, dass die Nockenstellung bereits vor einem Verstellvorgang des Nockenstücks detektierbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach soll die Stellvorrichtung zumindest eine elektrisch isolierte Stromsignalleitung für das Ausgangssignal aufweisen, wobei die Stromsignalleitung über einen der Stellstifte verläuft, welcher vom Gehäuse elektrisch isoliert ist, und das äußere Stiftende dieses Stellstifts mit einem am Gehäuse angeordneten Anschlusskontakt verbindet.
Eine so ausgestaltete Stellvorrichtung ist zum Zusammenzuwirken mit einem nockenseitig verstellbaren Ventiltrieb geeignet, der eine Detektionsvorrichtung in einem elektrischen Stromkreis umfasst, der über das Nockenstück und die Stellvorrichtung verläuft. Dabei ist der Umfang des Nockenstücks im Bereich der Axialkulisse mit Mitteln zur Erzeugung eines sich mit der Drehposition des Nockenstücks verändernden Stromsignals im Stromkreis versehen, und die sich mit der Drehung des Nockenstücks ausbildenden Stromsignalverläufe sind in jeder der Axialpositionen des Nockenstücks voneinander verschieden. Die mit dem Anschlusskontakt der Stellvorrichtung verbundene Detektionsvorrichtung ist dazu eingerichtet, die Stromsignale auszuwerten und jedem der Stromsignalverläufe die zugehörige momentane Axialposition des Nockenstücks zuzuordnen, ohne dass eine vorherige Verstellung des Nockenstücks erforderlich ist. Die Detektionsvorrichtung kann außerhalb der Stellvorrichtung angeordnet und beispielsweise Teil des Motorsteuergeräts der Brennkraftmaschine sein. Sie kann aber auch integraler Bestandteil der Stellvorrichtung sein, so dass am Anschlusskontakt die bereits ausgewerteten Informationen über die momentane Nockenstellung anliegen.
Der Begriff Stromsignal bezieht sich nicht nur auf die Stromstärke, sondern umfasst auch damit zusammenhängende Größen wie Stromspannung oder Ohmscher Widerstand im Stromkreis.
Anders als im zitierten Stand der Technik ist es erfindungsgemäß also nicht erforderlich, eine Verschiebung des Nockenstücks durchzuführen, um lediglich dessen Axialposition zu ermitteln. Vielmehr kann diese Ermittlung und Übermittlung an das Motorsteuergerät bereits während des Starts der Brennkraftmaschine mit der ersten Umdrehung der Nockenwelle und ohne ein gegebenenfalls erforderliches Zurückverschieben des Nockenstücks in dessen ursprüngliche Axialposition erfolgen, die für den Ladungswechsel der Brennkraftmaschine in deren aktuellem Betriebspunkt vorgesehen ist. Zudem könnte ein Verschieben des Nockenstücks, das gemäß dem bekannten Stand der Technik lediglich der Ermittlung von dessen (ursprünglicher) Axialposition dient, zu einer Zerstörung des Ventiltriebs infolge miteinander kollidierender Gaswechselventile führen, wenn in der verschobenen Axialposition kein Freigang zwischen den häufig V-förmig zueinander angeordneten Einlass- und Auslassventilen besteht.
In Weiterbildung der Erfindung soll der Stellstift, über den die Strömsignalleitung verläuft, in einer dünnwandigen, im Gehäuse eingezogenen Buchse gelagert sein, deren Außenmantel mit einem elektrischen Isolator überzogen ist. Bei diesem handelt es sich zweckmäßigerweise um eine keramische Spritzschicht auf der Buchse.
In Konkretisierung der Erfindung soll die Stellvorrichtung folgendes umfassen:

• den Stellstiften jeweils zugeordnete Federmittel, die die Stellstifte in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagen,
• den Stellstiften jeweils zugeordnete Sperrstifte, die die Stellstifte mittels Rastierungen in der Ruheposition halten und in Verfahrrichtung der Stellstifte relativ zu diesen verlagerbar sind,
• den Sperrstiften jeweils zugeordnete weitere Federmittel, die die Sperrstifte in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagen,
• und den Sperrstiften jeweils zugeordnete Magnetspulen, die zum Lösen der Rastierungen die Sperrstifte mittels elektromagnetischer Kraftbeaufschlagung in die Einfahrrichtung verlagern.

Dabei verläuft die Stromsignalleitung über den Spulenkern einer der Magnetspulen, welcher Spulenkern vom Jochblech der einen Magnetspule elektrisch isoliert ist. Vorzugsweise ist der Spulenkern dieser Magnetspule im Bereich des Jochblechs mit einem elektrischen Isolator überzogen, und zweckmäßigerweise handelt es sich auch bei diesem Isolator um eine keramische Spritzschicht auf dem Spulenkern. Alternative Isolatoren können aus der Vielzahl bekannter Isolationsmaterialen (z. B. isolierende Lacke) und -anordnungen (z. B. Beschichtungen oder Einzelteile) ausgewählt werden. Auch ist es denkbar, auf die elektrisch isolierenden Überzüge oder separaten Isolatorbauteile zu verzichten und beispielsweise das Gehäuse im Lagerbereich der Stellstifte in Kunststoff auszuführen.
Außerdem ist es vorgesehen, dass die Stellvorrichtung zumindest zwei in einem gemeinsamen Gehäuse gelagerte Stellstifte und über zumindest zwei der Stellstifte verlaufende Stromsignalleitungen umfasst. Bei dieser nachfolgend als parallele Signalauswertung bezeichneten Anordnung werden die Stromsignale mehrerer Stromkreise gleichzeitig ausgewertet und die entsprechende Axialstellung des Nockenstücks zugeordnet.
Alternativ kann die Stellvorrichtung auch so ausgestaltet sein, dass sie zwar eine Mehrzahl an Stellstiften, jedoch lediglich eine Stromsignalleitung umfasst. Bei dieser als serielle Signalauswertung bezeichneten Anordnung werden die aufeinander folgenden Stromsignale des einzigen Stromkreises am Nockenstück ausgewertet und die entsprechende Axialposition des Nockenstücks zugeordnet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Dabei bezieht sich die erste Ziffer der jeweiligen Bezugszahl auf die entsprechende Figur, oder es sind gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung im Längsschnitt;
1a die Einzelheit X aus 1;
1b die Einzelheit Y aus 1;
1c die Stellvorrichtung gemäß 1 mit schematisch eingezeichneter Stromsignalleitung;
1d die Steckerbelegung der Stellvorrichtung gemäß 1;
1e die Stellvorrichtung gemäß 1 in perspektivischer Darstellung;
2 einen dreistufig hubvariablen Ventiltrieb in Verbindung mit dem Schaltplan einer Detektionsvorrichtung mit paralleler Signalauswertung;
2a den Schnitt I-I gemäß 2;
2b den Schnitt II-II gemäß 2;
3 einen bekannten Ventiltrieb mit einer Doppel-Stellvorrichtung und einer Axialkulisse mit zwei sich kreuzenden Verschiebebahnen und
4 einen bekannten Ventiltrieb mit zwei Einfach-Stellvorrichtungen und zwei Axialkulissen mit jeweils einer Verschiebebahn.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung sei ausgehend von 4 erläutert, in der das mechanische Funktionsprinzip eines bekannten hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine mit verschiebbaren Nockenstücken dargestellt ist. Der Ventiltrieb 401 umfasst eine Nockenwelle 402 mit einer außenlängsverzahnten Trägerwelle 403 und mittels einer entsprechenden Innenlängsverzahnung darauf drehfest und jeweils zwischen zwei Axialpositionen längsverschiebbar angeordneten Nockenstücken 404, von denen nur eines dargestellt ist. Das in einer Nockenwellenlagerstelle 405 der Brennkraftmaschine mittig gelagerte Nockenstück 404 weist zwei Nockengruppen unmittelbar benachbarter Nocken 406a und 406b mit unterschiedlichen Erhebungen auf, die zur betriebspunktabhängigen Betätigung von Gaswechselventilen 7 mittels Schlepphebeln 8 dienen. Die zur selektiven Aktivierung des jeweiligen Nockens 406a oder 406b erforderliche Verschiebung des Nockenstücks 404 auf der Trägerwelle 403 erfolgt über zwei an den Enden des Nockenstücks 404 verlaufende Axialkulissen 409 in Form spiralnutförmiger Verschiebebahnen 409a und 409b, die sich entsprechend der Verschieberichtung in ihrer Orientierung unterscheiden und in die, je nach momentaner Axialposition des Nockenstücks 404, jeweils das äußere Stiftende von Stellstiften 410, 411 ortsfest in der Brennkraftmaschine aufgenommener elektromagnetischer Stellvorrichtungen 412 radial einkoppelbar ist, um das Nockenstück 404 zu verschieben.
Die Verschiebebahnen 409a, 409b erstrecken sich nicht nur in axialer sondern auch in radialer Richtung derart, dass die Stellstifte 410, 411 gegen Ende des Verschiebevorgangs durch radial ansteigende Auswurframpen aus den Verschiebebahnen 409a, 409b ausgekoppelt und in deren eingriffslose Ruheposition in den Stellvorrichtungen 412 gebracht werden.
Bei dem ebenfalls bekannten Ventiltrieb 301 gemäß 3 weist das Nockenstück 304 zwei Nockengruppen mit jeweils drei unmittelbar benachbarten Nocken 306a, 306b und 306c auf. Zur Verschiebung des Nockenstücks 304 zwischen dessen drei Axialpositionen ist lediglich eine Axialkulisse 309 mit zwei sich kreuzenden Verschiebebahnen 309a und 309b und lediglich eine Stellvorrichtung 312 mit zwei Stellstiften 310 und 311 vorgesehen, deren äußere Stiftenden je nach Verschieberichtung des Nockenstücks 304 abwechselnd oder jeweils aufeinanderfolgend in die Axialkulisse 309 einkoppeln. Die Schlepphebel gemäß 4 sind hier durch deren Nockenrollen 8 symbolisiert.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 112 ist in 1 offenbart. Die Stellvorrichtung 112 umfasst zwei in einem gemeinsamen Gehäuse 13 aufgenommene und um eine Nockenbreite beabstandet gelagerte Stellstifte 110, 111 und ist dazu vorgesehen, ein Nockenstück mit einer zwei sich kreuzende Verschiebebahnen aufweisenden Axialkulisse gemäß 3 zu verschieben. Zur Verstellung des Nockenstücks verfahren die Stellstifte 110, 111 zwischen einer in das Gehäuse 13 eingefahrenen Ruheposition (wie dargestellt) und einer aus dem Gehäuse 13 ausgefahrenen Arbeitsposition hin und her, wobei die aus dem Gehäuse 13 ausgefahrenen und in die Axialkulisse eingekoppelten äußeren Stiftenden 114 die sich daran abstützende Axialkulisse um eine Nockenbreite verschieben. Die inneren Stiftenden 15 sind als Federauflage für Federmittel in Form von Schraubendruckfedern 116 ausgebildet, die die Stellstifte 110, 111 in deren Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagen.
Das Gehäuse 13 ist aus einem Gehäuseoberteil 17 und einem darin befestigten Gehäuseunterteil 18 zusammengesetzt. Bei dem Gehäuseoberteil 17 handelt es sich um ein Blechumformteil, während das Gehäuseunterteil 18 spanend aus Stahlwerkstoff hergestellt ist. Wie es auch aus der perspektivischen Ansicht der Stellvorrichtung 112 in 1e hervorgeht, ist das Gehäuseoberteil 17 mit einem Befestigungsflansch 19 und einem Dichtring 20 zur abgedichteten Befestigung der Stellvorrichtung 112 im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine versehen. Zur längsbeweglichen Lagerung der Stellstifte 110, 111 dienen im Gehäuseunterteil 18 eingezogene Buchsen 21 aus dünnwandigem Stahl, deren Außenmantelflächen zwecks elektrischer Isolation der aus gehärtetem Stahl bestehenden Stellstifte 110, 111 gegenüber dem Gehäuseunterteil 18 mit einer keramischen Spritzschicht 22 versehen sind. Dies ist in 1b mit der Einzelheit Y verdeutlicht.
Im gehäuseinneren Endabschnitt der Buchsen 21 sind Aluminiumführungen 23 mit mehreren umfangsverteilten Überströmkanälen 24 befestigt. Die Aluminiumführungen 23 dienen zur Längsführung und als Axialanschlag von Sperrstiften 25, die die hohlzylindrischen Stellstifte 110, 111 mittels Rastierungen in der Ruheposition halten und in Verfahrrichtung der Stellstifte 110, 111 relativ zu diesen verlagerbar sind. Die Sperrstifte 25 weisen jeweils einen kreiskegelstumpfförmigen ersten Endabschnitt auf, der als erste Stützfläche 26 für drei als Kugeln ausgebildete Rastkörper 127 dient. Die Kugeln 127 sind in gleichmäßig über den Umfang der Stellstifte 110, 111 verteilten Querbohrungen beweglich angeordnet und stützen sich an einer kreiskonusförmigen zweiten Stützfläche 28 der Buchse 21 ab.
Der zweite Endabschnitt jedes Sperrstifts 25 ist mit einer hohlzylindrischen Ausnehmung versehen, in die ein Druckstück 29 aus Aluminium und ein ebenfalls als Schraubendruckfeder 30 ausgebildetes weiteres Federmittel, das den Sperrstift 25 in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt, längsbeweglich eingesetzt sind.
Die Druckstücke 29 stützen sich an den Spulenkernen 31 von zwei den Sperrstiften 25 zugeordneten und im Gehäuseoberteil 17 kunststoffumspritzt aufgenommenen Magnetspulen 32 ab, die zum Lösen der Rastierungen selektiv bestromt werden und jeweils den zugehörigen, am zweiten Endabschnitt im Durchmesser erweiterten Sperrstift 25 elektromagnetisch kraftbeaufschlagen und entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder 30 in die Einfahrrichtung verlagern.
Das Lösen der Rastierung bewirkt, dass die Kugeln 127 nicht mehr in ihrer verrasteten Position von der ersten Stützfläche 26 am Sperrstift 25 abgestützt werden, sondern sich in radial einwärtiger Richtung verlagern können, während der durch die Schraubendruckfeder 116 kraftbeaufschlagte Stellstift 110 oder 111 gemeinsam mit den Kugeln 127 in dessen Arbeitsposition ausfährt. Die Bestromung der Magnetspule 32 wird zu diesem Zeitpunkt abgeschaltet, so dass sich der Sperrstift 25 bis zum Anschlag an der Aluminiumführung 23 ebenfalls in die Ausfahrrichtung verlagert.
Die nach dem Verschieben des Nockenstücks erforderliche Rückstellung des Stellstifts 110 oder 111 in dessen eingefahrene Ruheposition erfolgt bekanntlich durch die Verschiebebahnen der Axialkulisse, welche eine sich radial erhebende und den Stellstift 110 oder 111 zurück treibende Auswurframpe aufweisen. Kurz vor Erreichen der Ruheposition schlagen die Kugeln 127 auf dem ersten Endabschnitt des Sperrstifts 25 auf und heben diesen in Richtung der Magnetspule 32 an. Schließlich werden die nun in radial auswärtiger Richtung freigegebenen Kugeln 127 zurück in deren Rastposition an die zweite Stützfläche 28 verlagert. Wie später noch erläutert, ist es von Bedeutung, dass die Stellstifte 110, 111 auch in deren eingefahrener Ruheposition und bei gesperrter Rastierung weiter in Einfahrrichtung verlagerbar sind. Dieser zusätzliche Einfahrweg erfolgt seitens der Stellstifte 110, 111 entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder 116 und seitens der Sperrstifte entgegen der Kraft der Schraubendruckfeder 30.
Zur Stromversorgung der Magnetspulen 32 dient ein 6-poliger elektrischer Stecker 33 aus Kunststoff, dessen Steckerbelegung aus 1d hervorgeht. Bei den Steckerpins P2 und P5 handelt es sich um Anschlusskontakte, die jeweils mit den Spulenkernen 31 elektrisch verbunden sind. Die den Sperrstiften 25 abgewandten Seiten der Spulenkerne 31 sind mittels eines elektrischen Isolators im Jochblech 34 der Magnetspulen 32 eingefasst. Wie es aus der Einzelheit X gemäß 1a hervorgeht, handelt es sich bei dem Isolator ebenfalls um eine keramische Spritzschicht 35, die die Spulenkerne 31 an einer vom Jochblech 34 eingefassten Durchmesserstufe überzieht.
Wie es in 1c schematisch illustriert ist, werden durch die vorgenannten Isolationsmaßnahmen zwei elektrisch isolierte Stromsignalleitungen in Form von gestrichelt dargestellten Strompfaden 136 und 137 geschaffen, die jeweils über den Stellstift 110, 111 verlaufen und deren äußere Stiftenden 114 via Kugeln 127, Sperrstift 25, Druckstück 29 und Spulenkern 31 und/oder via Buchse 21, Aluminiumführung 23, Sperrstift 25, Druckstück 29 und Spulenkern 31 mit den Anschlusskontakten P2 bzw. P5 verbinden.
Die Funktion der Stromsignalleitungen wird nachfolgend anhand der 2 erläutert. Der Ventiltrieb 201 umfasst eine Detektionsvorrichtung, die es gestattet, bereits vor einem Verschiebevorgang des Nockenstücks 204, beispielsweise unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine, dessen momentane Nockenstellung zu ermitteln. Die Detektionsvorrichtung ist durch die Stellvorrichtung 212 mit den Stellstiften 210 und 211 und eine auswertende Logikeinheit 38 als Teil des Motorsteuergeräts gebildet und ist in zwei elektrischen Stromkreisen 39 und 40 verschaltet, die ausgehend von einer Spannungsquelle (nicht dargestellt, Masse eines Akkumulators der Brennkraftmaschine) über die Nockenwellenlagerstelle 205, die Trägerwelle 203, das Nockenstück 204, die in der Stellvorrichtung 212 gebildeten Stromsignalleitungen 236 und 237 und die Logikeinheit 38 zurück zur Spannungsquelle (Phase des Akkumulators) verläuft.
Die schematisch dargestellte Axialkulisse 209 entspricht der in 3 dargestellten Axialkulisse 309 mit den zwei sich kreuzenden Verschiebebahnen 309a und 309b. In der dargestellten momentanen Nockenstellung betätigt der mittlere Nocken 206b die Nockenrolle 8 des Schlepphebels, und dementsprechend verläuft in jeweils eingefahrener Ruheposition der Stellstift 210 über dem linken Abschnitt der Axialkulisse 209, während der Stellstift 211 über dem rechten Abschnitt der Axialkulisse 209 verläuft. Wie es aus den Schnittdarstellungen durch den linken und rechten Abschnitt der Axialkulisse 209 in den 2a und 2b deutlich wird, ist der Umfang des Nockenstücks 204 im Bereich der Axialkulisse 209 mit lokalen (und deutlich übertrieben dargestellten) Erhebungen 41, 42 und 43 versehen. Diese erzeugen jeweils ein sich mit der Drehposition des Nockenstücks 204 veränderndes Spannungssignal in den Stromsignalleitungen 236 und 237, indem nur die Erhebungen 41, 42, 43 die äußeren Stiftenden 214 der Stellstifte 210 bzw. 211 kontaktieren und so die Stromkreise 39 und 40 temporär schließen, während die Stellstifte 210, 211 auf dem Umfangsbereich außerhalb der Erhebungen 41, 42, 43 um einen die Stromkreise 39, 40 unterbrechenden Luftspalt 44 vom Nockenstück 204 beabstandet verlaufen. Die beim Überfahren der Erhebungen 41, 42, 43 erforderliche und zuvor erläuterte Nachgiebigkeit der Stellstifte 210, 211 in deren Einfahrrichtung ist durch die schematisch dargestellten Federn 216 und Rastkörper 227 symbolisiert.
Die sich verändernden Spannungssignale liegen an den Steckerpins P2 und P5 als Ausgangssignale an und werden in paralleler Signalfolge der Logikeinheit 38 zugeführt, die die Signale mittels der symbolhaft dargestellten Logikverknüpfungen auswertet und die momentane Nockenstellung des Nockenstücks 204 zuordnet. Dies erfolgt nach folgendem Schema, wobei Signal A aus der Erhebung 41 und Signal B aus den beiden Erhebungen 42 und 43 resultiert. Der Zustand, dass die Logikeinheit 38 kein Stromsignal beispielsweise infolge einer Unterbrechung in den Stromkreisen 39, 40 erhält, wird als Fehler interpretiert.

Signal P2 Signal P5 Nockenerhebung Nr.

kein Signal kein Signal Systemfehler- oder defekt

kein Signal Signal A 206a

Signal A Signal B 206b

Signal B kein Signal 206c
Nicht dargestellt sind die rechte Nockenstellung, in welcher der linke Nocken 206a die Nockenrolle 8 betätigt, und die linke Nockenstellung, in welcher der rechte Nocken 206c die Nockenrolle 8 betätigt.
In der rechten Nockenstellung ist der Stellstift 210 permanent außer Eingriff mit der Axialkulisse 209 und entsprechend der Stromkreis 39 permanent geöffnet, so dass am Anschlusskontakt P2 kein Ausgangssignal anliegt. Der Stellstift 211 hingegen greift die Erhebung 41 ab, so dass am Anschlusskontakt P5 das Ausgangssignal A anliegt. Diesem Zustand wird gemäß dem vorstehenden Schema die momentan wirksame Nockenerhebung 206a zugeordnet.
In der linken Nockenstellung ist der Stellstift 210 permanent außer Eingriff mit der Axialkulisse 209 und entsprechend der Stromkreis 40 permanent geöffnet, so dass am Anschlusskontakt P5 kein Ausgangssignal anliegt. Der Stellstift 210 hingegen greift die Erhebungen 42 und 43 ab, so dass am Anschlusskontakt P2 das Ausgangssignal B anliegt. Diesem Zustand wird gemäß dem vorstehenden Schema die momentan wirksame Nockenerhebung 206c zugeordnet.
Bezugszeichenliste

1: Ventiltrieb
2: Nockenwelle
3: Trägerwelle
4: Nockenstück
5: Nockenwellenlagerstelle
6: Nocken
7: Gaswechselventil
8: Schlepphebel/Nockenrolle
9: Axialkulisse/Verschiebebahn
10: Stellstift
11: Stellstift
12: Stellvorrichtung
13: Gehäuse
14: äußeres Stiftende des Stellstifts
15: inneres Stiftende des Stellstifts
16: Federmittel/Schraubendruckfeder
17: Gehäuseoberteil
18: Gehäuseunterteil
19: Befestigungsflansch
20: Dichtring
21: Buchse
22: keramische Spritzschicht/elektrischer Isolator
23: Aluminiumführung
24: Überströmkanal
25: Sperrstift
26: erste Stützfläche
27: Kugel/Rastkörper
28: zweite Stützfläche
29: Druckstück
30: Schraubendruckfeder/weiteres Federmittel
31: Spulenkern
32: Magnetspule
33: Stecker
34: Jochblech
35: keramische Spritzschicht/elektrischer Isolator
36: Stromsignalleitung
37: Stromsignalleitung
38: Logikeinheit
39: Stromkreis
40: Stromkreis
41: Erhebung
42: Erhebung
43: Erhebung
44: Luftspalt
P1 bis P5: Steckerpin/Anschlusskontakt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0798451 B1 [0002]
DE 102006035225 A1 [0003]
DE 102008024086 A1 [0003]

Claims

Stellvorrichtung (12) für einen nockenseitig verstellbaren Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine mit hubvariabel betätigten Gaswechselventilen (7), umfassend ein Gehäuse (13) und einen oder mehrere Stellstifte (10, 11), die zwischen einer in das Gehäuse (13) eingefahrenen Ruheposition und einer aus dem Gehäuse (13) ausgefahrenen Arbeitsposition verfahrbar im Gehäuse (13) gelagert sind und deren aus dem Gehäuse (13) ausgefahrene, äußere Stiftenden (14) zur Verstellung der Nockenstellung dienen, wobei die Stellvorrichtung (12) ein elektrisches Ausgangssignal zum Detektieren der Nockenstellung bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (12) zumindest eine elektrisch isolierte Stromsignalleitung (36, 37) für das Ausgangssignal aufweist, wobei die Stromsignalleitung (36, 37) über einen der Stellstifte (10, 11) verläuft, welcher vom Gehäuse (13) elektrisch isoliert ist, und das äußere Stiftende (14) dieses Stellstifts (10, 11) mit einem am Gehäuse (13) angeordneten Anschlusskontakt (P2, P5) verbindet.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Stellstift (10, 11) in einer dünnwandigen, im Gehäuse (13) eingezogenen Buchse (21) gelagert ist, deren Außenmantel mit einem elektrischen Isolator (22) überzogen ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Isolator (22) eine keramische Spritzschicht auf der Buchse (21) ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiterhin umfasst: • den Stellstiften (10, 11) jeweils zugeordnete Federmittel (16), die die Stellstifte (10, 11) in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagen, • den Stellstiften (10, 11) jeweils zugeordnete Sperrstifte (25), die die Stellstifte (10, 11) mittels Rastierungen (27) in der Ruheposition halten und in Verfahrrichtung der Stellstifte (10, 11) relativ zu diesen verlagerbar sind, • den Sperrstiften (25) jeweils zugeordnete weitere Federmittel (30), die die Sperrstifte (25) in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagen, • den Sperrstiften (25) jeweils zugeordnete Magnetspulen (32), die zum Lösen der Rastierungen (27) die Sperrstifte (25) mittels elektromagnetischer Kraftbeaufschlagung in die Einfahrrichtung verlagern, wobei die Stromsignalleitung (36, 37) über den Spulenkern (31) einer der Magnetspulen (32) verläuft, welcher Spulenkern (31) vom Jochblech (34) der einen Magnetspule (32) elektrisch isoliert ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (31) der einen Magnetspule (32) im Bereich des Jochblechs (34) mit einem elektrischen Isolator (35) überzogen ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Isolator (35) eine keramische Spritzschicht auf dem Spulenkern (31) ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (12) zumindest zwei in einem gemeinsamen Gehäuse (13) gelagerte Stellstifte (10, 11) und über zumindest zwei der Stellstifte (10, 11) verlaufende Stromsignalleitungen (36, 36) umfasst.