Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a camshaft adjusting device for an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
Eine solche Nockenwellenverstellvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der DE 10 2014 013 691 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Nockenwellenverstellvorrichtung umfasst ein als Planetengetriebe ausgebildetes Stellgetriebe, welches ein um eine Drehachse drehbares Hohlrad zur Anbindung an eine Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine, einen um die Drehachse drehbaren Planetenträger zur Anbindung an eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine, ein um die Drehachse drehbares Sonnenrad, mittels welchem eine Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Abtriebswelle verstellbar ist, und wenigstens ein drehbar an dem Planetenträger gelagertes Planetenrad aufweist, das mit dem Sonnenrad und mit dem Hohlrad kämmt. Unter der Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Abtriebswelle ist insbesondere zu verstehen, dass durch das Verstellen der Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Abtriebswelle eine Relativdrehung der Nockenwelle relativ zur Abtriebswelle bewirkt wird, um dadurch beispielsweise Steuerzeiten von mittels der Nockenwelle betätigbaren Gaswechselventilen einzustellen beziehungsweise zu verstellen.Such a camshaft adjusting device for an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor vehicle, for example, is already the DE 10 2014 013 691 A1 to be known as known. The camshaft adjusting device comprises a control gear designed as a planetary gear, which rotatable about a rotational axis ring gear for connection to a camshaft of the internal combustion engine, a rotatable about the rotation planet carrier for connection to an example designed as a crankshaft output shaft of the internal combustion engine, a rotatable about the axis of rotation sun gear means which a phase angle of the camshaft is adjustable relative to the output shaft, and at least one rotatably mounted on the planet carrier planetary gear, which meshes with the sun gear and with the ring gear. By adjusting the phase position of the camshaft relative to the output shaft is to be understood in particular that is caused by the adjustment of the phase angle of the camshaft relative to the output shaft, a relative rotation of the camshaft relative to the output shaft, thereby adjusting or adjusting, for example, timing of actuatable by means of the camshaft gas exchange valves ,
Außerdem ist eine Bremseinrichtung vorgesehen, welche eine drehfest mit dem Sonnenrad verbundene Bremstrommel aufweist, mittels welcher das Sonnenrad bezüglich dessen Drehung um die Drehachse abbremsbar ist. Durch dieses Abbremsen des Sonnenrads bezüglich dessen Drehung um die Drehachse kann die Phasenlage verstellt werden.In addition, a braking device is provided, which has a brake drum rotatably connected to the sun gear, by means of which the sun gear with respect to its rotation about the axis of rotation can be braked. By this deceleration of the sun gear with respect to its rotation about the axis of rotation, the phase position can be adjusted.
Außerdem offenbart die DE 10 2012 023 325 A1 ein Nockenwellenverstellvorrichtung zur Verstellung einer Phasenlage einer Nockenwelle.In addition, the disclosed DE 10 2012 023 325 A1 a camshaft adjusting device for adjusting a phase angle of a camshaft.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Nockenwellenverstellvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Verstellung der Phasenlage und eine besonders kompakte Bauweise der Nockenwellenverstellvorrichtung realisierbar sind.Object of the present invention is to develop a camshaft adjusting device of the type mentioned in such a way that a particularly advantageous adjustment of the phase position and a particularly compact design of the camshaft adjusting device can be realized.
Diese Aufgabe wird durch eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a camshaft adjusting device having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um eine Nockenwellenverstellvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Verstellung der Phasenlage sowie eine besonders kompakte Bauweise der Nockenwellenverstellvorrichtung realisiert werden können, ist erfindungsgemäß eine Sonnenwelle vorgesehen, welche ein drehfest mit dem Sonnenrad verbundenes erstes Wellenteil mit einem ersten Konus umfasst. Die Sonnenwelle umfasst ferner ein zweites Wellenteil, welches einen mit dem ersten Konus korrespondierenden zweiten Konus und einen dritten Konus aufweist. Das zweite Wellenteil ist entlang der Drehachse relativ zu dem ersten Wellenteil translatorisch zwischen wenigstens einer ersten Koppelstellung und wenigstens einer ersten Freigabestellung bewegbar. Die erste Koppelstellung und die erste Freigabestellung sind somit erste Stellungen, die das erste Wellenteil relativ zum zweiten Wellenteil beziehungsweise umgekehrt einnimmt beziehungsweise einnehmen kann. In der ersten Koppelstellung sind die Wellenteile über den ersten Konus und über den zweiten Konus drehfest miteinander verbunden, da beispielsweise der erste Konus und der zweite Konus in der ersten Koppelstellung reib- beziehungsweise kraftschlüssig zusammenwirken. In der ersten Koppelstellung befindet sich der erste Konus beispielsweise in Stützanlage mit dem zweiten Konus beziehungsweise umgekehrt, sodass der erste Konus den zweiten Konus berührt beziehungsweise umgekehrt. In der ersten Freigabestellung sind die Wellenteile voneinander entkoppelt und dadurch um die Drehachse relativ zueinander drehbar. Hierdurch ist insbesondere das zweite Wellenteil um die Drehachse relativ zu dem Sonnenrad drehbar. In der ersten Freigabestellung sind der erste Konus und der zweite Konus beispielsweise vollständig voneinander beabstandet, sodass sich in der ersten Freigabestellung der erste Konus und der zweite Konus nicht gegenseitig berühren.In order to develop a camshaft adjusting device specified in the preamble of claim 1 such that a particularly advantageous adjustment of the phase position and a particularly compact design of the camshaft adjusting can be realized according to the invention a sun shaft is provided, which rotatably connected to the sun gear first shaft part with a first Includes cone. The sun shaft further includes a second shaft portion having a second cone corresponding to the first cone and a third cone. The second shaft part is translatable relative to the first shaft part along at least one first coupling position and at least one first release position along the axis of rotation. The first coupling position and the first release position are thus first positions, which occupies the first shaft part relative to the second shaft part or vice versa or can take. In the first coupling position, the shaft parts are rotatably connected to one another via the first cone and via the second cone, since, for example, the first cone and the second cone interact frictionally or non-positively in the first coupling position. In the first coupling position, the first cone is for example in support system with the second cone or vice versa, so that the first cone touches the second cone or vice versa. In the first release position, the shaft parts are decoupled from each other and thereby rotatable relative to each other about the axis of rotation. As a result, in particular, the second shaft part is rotatable about the axis of rotation relative to the sun gear. For example, in the first release position, the first cone and the second cone are completely spaced apart such that in the first release position, the first cone and the second cone do not contact each other.
Des Weiteren ist erfindungsgemäß eine drehfest mit dem Hohlrad verbundene und auch als Hohlradscheibe bezeichnete Scheibe vorgesehen, die einen mit dem dritten Konus korrespondierenden vierten Konus aufweist. Dabei ist das zweite Wellenteil entlang der Drehachse relativ zu der Scheibe translatorisch zwischen wenigstens einer zweiten Koppelstellung und wenigstens einer zweiten Freigabestellung bewegbar. Die zweite Koppelstellung und die zweite Freigabestellung sind somit zweite Stellungen, die das zweite Wellenteil relativ zu der Scheibe einnimmt beziehungsweise einnehmen kann. In der zweiten Koppelstellung ist die Scheibe mit dem zweiten Wellenteil über den dritten Konus und über den vierten Konus drehfest verbunden, wobei sich beispielsweise in der zweiten Koppelstellung der dritte Konus und der vierte Konus in gegenseitiger Stützanlage befinden beziehungsweise sich gegenseitig berühren. In der zweiten Koppelstellung wirkt der dritte Konus beispielsweise kraft- beziehungsweise reibschlüssig mit dem vierten Konus zusammen beziehungsweise umgekehrt, wodurch die Scheibe drehfest mit dem zweiten Wellenteil verbunden ist.Furthermore, according to the invention, there is provided a disc, which is connected to the ring gear in a rotationally fixed manner and which is also referred to as a ring gear disc, and has a fourth cone corresponding to the third cone. In this case, the second shaft part is movable along the axis of rotation relative to the disc in translation between at least one second coupling position and at least one second release position. The second coupling position and the second release position are thus second positions, which occupies the second shaft part relative to the disc or can take. In the second coupling position, the disc is rotatably connected to the second shaft part via the third cone and the fourth cone, wherein, for example, in the second coupling position of the third cone and the fourth cone are in mutual support system or touch each other. In the second coupling position of the acts third cone, for example, force or friction with the fourth cone together or vice versa, whereby the disc is rotatably connected to the second shaft part.
In der zweiten Freigabestellung jedoch ist die Scheibe von dem zweiten Wellenteil entkoppelt und dadurch um die Drehachse relativ zu den Wellenteilen drehbar. In der zweiten Freigabestellung sind beispielsweise der dritte Konus und der vierte Konus vollständig voneinander beabstandet, sodass beispielsweise der dritte Konus und der vierte Konus in der zweiten Freigabestellung nicht zusammenwirken.In the second release position, however, the disc is decoupled from the second shaft part and thereby rotatable about the axis of rotation relative to the shaft parts. In the second release position, for example, the third cone and the fourth cone are completely spaced apart so that, for example, the third cone and the fourth cone do not interact in the second release position.
Insbesondere ist ein Aktor vorgesehen, mittels welchem das zweite Wellenteil zwischen der ersten Koppelstellung und der ersten Freigabestellung und zwischen der zweiten Koppelstellung und einer zweiten Freigabestellung entlang der Drehachse translatorisch bewegbar ist. Hierdurch ist es möglich, die Phasenlage gezielt und bedarfsgerecht sowie besonders schnell zu verstellen. Mittels des Aktors kann das zweite Wellenteil gezielt und aktiv bewegt werden, sodass durch Bewegen des zweiten Wellenteils in die jeweilige Stellung mittels des Aktors sowohl aktiv eine Verstellung der Phasenlage nach früh beziehungsweise in Richtung früh als auch gezielt und aktiv eine Verstellung der Phasenlage nach spät beziehungsweise in Richtung spät bewirkt werden kann. Hierdurch kann die Phasenlage gezielt und bedarfsgerecht sowie besonders schnell verstellt werden. Insbesondere ist eine Verstellung der Phasenlage in den Betriebspunkt möglich. Darüber hinaus lässt sich eine kompakte Bauweise der Nockenwellenverstellvorrichtung, insbesondere in axialer Richtung, realisieren. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Nockenwellenverstellvorrichtung eine öldruckunabhängige Verstellung der Phasenlage. Außerdem können die Nockenwellenverstellvorrichtungen und somit die Verbrennungskraftmaschine besonders energieverbrauchsarm betrieben werden, sodass sich ein besonders emissions- und kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt.In particular, an actuator is provided, by means of which the second shaft part is translationally movable between the first coupling position and the first release position and between the second coupling position and a second release position along the axis of rotation. This makes it possible to adjust the phase position targeted and needs-based and especially fast. By means of the actuator, the second shaft part can be selectively and actively moved so that by moving the second shaft part in the respective position by means of the actuator both an active phase adjustment to early or early direction as well as targeted and active an adjustment of the phase position to late or can be effected in the direction of late. As a result, the phase position can be targeted and adjusted as needed and particularly fast. In particular, an adjustment of the phase position in the operating point is possible. In addition, a compact design of the camshaft adjusting device, in particular in the axial direction, realize. In addition, the camshaft adjusting device according to the invention enables an oil pressure-independent adjustment of the phase position. In addition, the camshaft adjusting devices and thus the internal combustion engine can be operated particularly energy-efficient, so that a particularly low-emission and fuel-efficient operation of the internal combustion engine can be realized.
Das Planetengetriebe ist vorzugsweise als nicht umlauffähiges, zweistufiges Planetengetriebes in einer Ebene ausgebildet, wodurch insbesondere der axiale Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden kann. Insbesondere können bei der erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung Stell- beziehungsweise Bremseingriffe sowohl zum Verstellen der Phasenlage nach früh als auch zum Verstellen der Phasenlage nach spät realisiert werden, sodass die Phasenlage sowohl nach spät als auch nach früh gezielt, bedarfsgerecht und besonders schnell verstellt werden kann. Die erfindungsgemäße Nockenwellenverstellvorrichtung ist beispielsweise eine Regeleinheit zum Verstellen der Phasenlage, wobei die Regeleinheit durch verschiedene Eingriffspositionen am Planetengetriebe eine schnelle und präzise Verstellung der Phasenlage sowohl in Richtung früh als auch in Richtung spät ermöglicht. Dabei erfolgt sowohl die Verstellung der Phasenlage nach früh als auch die Verstellung der Phasenlage nach spät durch einen aktiven Stelleingriff, indem das Wellenteil mittels des Aktors in die jeweilige Stellung bewegt wird. Dadurch ist in allen Betriebszuständen eine hinreichend schnelle Verstellung der Phasenlage sowohl nach spät als auch nach früh möglich.The planetary gear is preferably designed as non-rotatable, two-stage planetary gear in a plane, whereby in particular the axial space requirement can be kept particularly low. In particular, in the camshaft adjusting device according to the invention actuating or braking interventions can be realized both for adjusting the phase position to early as well as for adjusting the phase position late, so that the phase position can be adjusted both late and early targeted, needs and especially fast. The camshaft adjusting device according to the invention is, for example, a control unit for adjusting the phase position, wherein the control unit by different engagement positions on the planetary gear allows quick and precise adjustment of the phase position both in the early and late direction. In this case, both the adjustment of the phase position to early as well as the adjustment of the phase position to late by an active control engagement by the shaft part is moved by means of the actuator in the respective position. As a result, a sufficiently fast adjustment of the phase position is possible in all operating states, both late and early.
Bei herkömmlichen Nockenwellenverstellvorrichtungen ist es üblicherweise vorgesehen, dass zum Verstellen der Phasenlage nach früh ein solcher Stelleingriff mittels eines Aktors erfolgt, dass das Sonnenrad, welches beispielsweise drehfest mit einer Bremsscheibe verbunden ist, verzögert, das heißt abgebremst wird. Für die Verstellung der Phasenlage nach spät erfolgt üblicherweise kein aktiver Eingriff. Um herkömmlicherweise eine Verstellung der Phasenlage nach spät zu bewirken, wird der Stelleingriff des Aktors gelöst beziehungsweise beendet, und in der Nockenwellenverstellvorrichtung vorhandene Energie, insbesondere Reibenergie beziehungsweise Reibleistung wird genutzt, um eine selbständige Verstellung der Phasenlage nach spät zu bewirken. Hierbei ist insbesondere ein Permanentschlupf während eines Normalbetriebszustands vorgesehen, während welchem eine Verstellung der Phasenlage unterbleibt und somit die Phasenlage zumindest im Wesentlichen konstant ist. Im Gegensatz dazu ist bei der erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellvorrichtung ein jeweiliger aktiver Stelleingriff sowohl zur Verstellung der Phasenlage nach spät als auch zur Verstellung der Phasenlage nach früh möglich und vorgesehen, sodass die Phasenlage sowohl nach früh als auch nach spät gezielt, bedarfsgerecht und besonders schnell verstellt werden kann.In conventional camshaft adjusting devices, it is usually provided that, for adjusting the phase position, such a setting intervention takes place by means of an actuator that the sun gear, which is for example rotationally fixed to a brake disc, decelerated, that is braked. For the adjustment of the phase position after late usually no active intervention takes place. In order conventionally to effect an adjustment of the phase position to late, the actuating engagement of the actuator is released or terminated, and existing in the camshaft adjusting device energy, in particular friction energy or friction power is used to effect a self-adjustment of the phase position late. In this case, in particular a permanent slip is provided during a normal operating state, during which an adjustment of the phase position is omitted and thus the phase position is at least substantially constant. In contrast, in the camshaft adjusting device according to the invention a respective active control engagement both for adjusting the phase position to late and for adjusting the phase position is possible and provided early, so that the phase position can be adjusted both early and late targeted, needs and very fast ,
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische und geschnittene Perspektivansicht einer Nockenwellenverstellvorrichtung in einem Normalbetriebszustand;
- 2 eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Nockenwellenverstellvorrichtung in einem ersten Bremszustand;
- 3 eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Nockenwellenverstellvorrichtung in einem zweiten Bremszustand;
- 4 eine schematische Draufsicht einer Kulisse zum Einstellen der Bremszustände; und
- 5 eine schematische Perspektivansicht der Kulisse.
The drawing shows in: - 1 a schematic and sectional perspective view of a camshaft adjusting device in a normal operating condition;
- 2 a schematic and sectional side view of the camshaft adjusting device in a first braking state;
- 3 a schematic and sectional side view of the camshaft adjusting device in a second braking state;
- 4 a schematic plan view of a backdrop for adjusting the braking conditions; and
- 5 a schematic perspective view of the backdrop.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
1 zeigt in einer schematischen und geschnittenen Perspektivansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnete Nockenwellenverstellvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet und umfasst eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst insbesondere eine Mehrzahl von Brennräumen, welche insbesondere als Zylinder ausgebildet sind. Den Brennräumen sind jeweilige Gaswechselventile zugeordnet, welche beispielsweise mittels wenigstens einer in den Fig. nicht dargestellten Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine betätigt und dabei insbesondere aus jeweiligen Schließstellungen in jeweilige Offenstellungen bewegt werden können. Die Nockenwelle ist dabei über ein Antriebssystem mit der Kurbelwelle, insbesondere permanent, gekoppelt, sodass die Nockenwelle über das Antriebssystem von der Kurbelwelle (Abtriebswelle) angetrieben werden kann. Dabei ist die Nockenwelle insbesondere über die Nockenwellenverstellvorrichtung 10 mit der Abtriebswelle gekoppelt. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, kann die Nockenwellenverstellvorrichtung 10 genutzt werden, um eine Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Abtriebswelle einzustellen beziehungsweise zu verstellen. Unter dem Verstellen der Phasenlage ist zu verstehen, dass trotz der, insbesondere permanenten, Kopplung der Nockenwelle mit der Abtriebswelle eine Relativdrehung zwischen der Nockenwelle und der Abtriebswelle bewirkt wird, wodurch insbesondere sogenannte Steuerzeiten der Gaswechselventile verstellt werden können. Insbesondere können beispielsweise die Phasenlagen und somit die Steuerzeiten in Richtung früh oder nach früh verstellt werden, und die Phasenlage und somit die Steuerzeiten können in Richtung spät beziehungsweise nach spät verstellt werden. Um die Phasenlage nach früh zu verstellen, wird beispielsweise eine Relativdrehung zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle in eine erste Drehrichtung bewirkt. Um beispielsweise die Phasenlage nach spät zu verstellen, wird beispielsweise eine Relativdrehung zwischen der Nockenwelle und der Abtriebswelle in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung bewirkt. Die Nockenwellenverstellvorrichtung 10 umfasst ein Stellgetriebe, welches in den Fig. nicht näher oder nur teilweise erkennbar und als Planetengetriebe ausgebildet ist. Das Planetengetriebe umfasst dabei ein um eine Drehachse drehbares Hohlrad zur Anbindung an die Nockenwelle. Mit anderen Worten ist das Hohlrad in vollständig hergestelltem Zustand der Verbrennungskraftmaschine an die Nockenwelle angebunden und dabei insbesondere drehfest mit der Nockenwelle verbunden. Das Hohlrad weist dabei beispielsweise eine Innenverzahnung auf. Insbesondere kann ein Gehäuse vorgesehen sein, in welchem die Nockenwellenverstellvorrichtung 10 und/oder die Nockenwelle jeweils zumindest teilweise aufgenommen sind. Dabei ist das Hohlrad um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar. Ferner ist beispielsweise die Nockenwelle um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar. 1 shows in a schematic and sectional perspective view of a generally designated 10 camshaft adjusting device for an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a motor vehicle such as a passenger car. The internal combustion engine is designed, for example, as a reciprocating piston engine and comprises an output shaft designed, for example, as a crankshaft, via which the internal combustion engine can provide torques for driving the motor vehicle. The internal combustion engine comprises in particular a plurality of combustion chambers, which are designed in particular as cylinders. The combustion chambers are associated with respective gas exchange valves, which are actuated for example by means of at least one camshaft of the internal combustion engine, not shown in the figures, and in particular can be moved from respective closed positions into respective open positions. The camshaft is coupled via a drive system with the crankshaft, in particular permanently, so that the camshaft can be driven by the drive system of the crankshaft (output shaft). In this case, the camshaft is in particular via the camshaft adjusting device 10 coupled with the output shaft. As will be explained in more detail below, the camshaft adjusting device 10 be used to adjust or adjust a phase angle of the camshaft relative to the output shaft. By adjusting the phase position is to be understood that despite the, in particular permanent, coupling of the camshaft with the output shaft, a relative rotation between the camshaft and the output shaft is effected, which in particular so-called control times of the gas exchange valves can be adjusted. In particular, for example, the phase angles and thus the timing can be adjusted in the direction of early or early, and the phase position and thus the timing can be adjusted in the direction of late or late. In order to adjust the phase position to early, for example, causes a relative rotation between the camshaft and the crankshaft in a first direction of rotation. For example, to adjust the phase position to late, for example, a relative rotation between the camshaft and the output shaft in a direction opposite to the first direction of rotation second direction of rotation causes. The camshaft adjusting device 10 comprises a control gear, which is not closer or only partially visible in the figures and designed as a planetary gear. The planetary gear in this case comprises a ring gear rotatable about an axis of rotation for connection to the camshaft. In other words, the ring gear is connected in fully manufactured state of the internal combustion engine to the camshaft and in particular rotatably connected to the camshaft. The ring gear has, for example, an internal toothing. In particular, a housing may be provided in which the camshaft adjusting device 10 and / or the camshaft are each at least partially received. In this case, the ring gear is rotatable about the axis of rotation relative to the housing. Further, for example, the camshaft is rotatable about the rotation axis relative to the housing.
Das Planetengetriebe weist ferner einen um die Drehachse drehbaren Planetenträger zur Anbindung an die Abtriebswelle auf. Mit anderen Worten ist im vollständig hergestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine der Planetenträger, welcher auch als Steg bezeichnet wird, an die Abtriebswelle angebunden und somit mit der Abtriebswelle gekoppelt, sodass der Planetenträger, insbesondere über das Antriebssystem, von der Abtriebswelle angetrieben und dadurch um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden kann. Das Antriebssystem ist insbesondere als Zugmitteltrieb oder aber als Zahnradtrieb ausgebildet. Das Planetengetriebe umfasst außerdem ein in 1 ausschnittsweise erkennbares und um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehbares Sonnenrad 12. Des Weiteren umfasst das Planetengetriebe wenigstens ein oder mehrere drehbar an dem Planetenträger gelagerte Planetenräder, welche jeweils mit dem Sonnenrad 12 und mit dem Hohlrad kämmen.The planetary gear also has a rotatable about the axis of rotation planet carrier for connection to the output shaft. In other words, in the completely manufactured state of the internal combustion engine, the planet carrier, which is also referred to as a web, connected to the output shaft and thus coupled to the output shaft, so that the planet carrier, in particular via the drive system, driven by the output shaft and thereby relative to the axis of rotation can be turned to the housing. The drive system is designed in particular as a traction drive or as a gear drive. The planetary gear also includes a in 1 partially visible and rotatable about the axis of rotation relative to the housing sun gear 12 , Furthermore, the planetary gear comprises at least one or more rotatably mounted on the planet carrier planetary gears, each with the sun gear 12 and mesh with the ring gear.
Um nun eine besonders vorteilhafte Verstellung der Phasenlage und eine besonders kompakte Bauweise der Nockenwellenverstellvorrichtung 10 zu realisieren, ist eine Sonnenwelle 14 vorgesehen. Die Sonnenwelle 14 umfasst dabei ein drehfest mit dem Sonnenrad 12 verbundenes erstes Wellenteil 16 mit einem ersten Konus 18, wobei beispielsweise das Sonnenrad 12 und das Wellenteil 16 einstückig miteinander ausgebildet sind. Des Weiteren umfasst die Sonnenwelle 14 ein separat von dem Wellenteil 16 ausgebildetes zweites Wellenteil 20, welches einen mit dem ersten Konus 18 korrespondierenden zweiten Konus 22 aufweist. Außerdem weist das Wellenteil 20 einen dritten Konus 24 auf. Die Konusse 22 und 24 sind beispielsweise auf entlang der Drehachse voneinander abgewandten Seiten des Wellenteils 20 angeordnet.In order to have a particularly advantageous adjustment of the phase position and a particularly compact design of the camshaft adjusting device 10 to realize is a sun wave 14 intended. The sun wave 14 includes a rotationally fixed with the sun gear 12 connected first shaft part 16 with a first cone 18 where, for example, the sun gear 12 and the shaft part 16 are integrally formed with each other. Furthermore, the sun wave includes 14 a separate from the shaft part 16 trained second shaft part 20 which one with the first cone 18 corresponding second cone 22 having. In addition, the shaft part 20 a third cone 24 on. The cones 22 and 24 For example, are on sides of the shaft part facing away from each other along the axis of rotation 20 arranged.
Das Wellenteil 20 ist dabei entlang der Drehachse translatorisch relativ zu dem Wellenteil 16 zwischen wenigstens einer in 1 und 3 gezeigten ersten Koppelstellung und wenigstens einer in 2 gezeigten ersten Freigabestellung bewegbar. In der ersten Koppelstellung sind die Wellenteile 16 und 20 über die Konusse 18 und 22 drehfest miteinander verbunden, sodass das Wellenteil 20 über die Konusse 18 und 22 und das Wellenteil 16 drehfest mit dem Sonnenrad 12 verbunden ist. In der ersten Freigabestellung jedoch sind die Konusse 18 und 22 vollständig voneinander beabstandet, sodass in der ersten Freigabestellung die Wellenteile 16 und 20 voneinander entkoppelt und dadurch um die Drehachse relativ zueinander drehbar sind. Dies bedeutet, dass in der ersten Freigabestellung das Wellenteil 20 von dem Sonnenrad 12 entkoppelt und somit um die Drehachse relativ zu dem Sonnenrad 12 drehbar ist beziehungsweise umgekehrt.The shaft part 20 is translational relative to the shaft part along the axis of rotation 16 between at least one in 1 and 3 shown first coupling position and at least one in 2 shown movable first release position. In the first coupling position are the shaft parts 16 and 20 over the cones 18 and 22 rotatably connected to each other, so that the shaft part 20 over the cones 18 and 22 and the shaft part 16 rotatably with the sun gear 12 connected is. In the first release position, however, are the cones 18 and 22 completely spaced apart, so that in the first release position, the shaft parts 16 and 20 decoupled from each other and thereby are rotatable relative to each other about the axis of rotation. This means that in the first release position, the shaft part 20 from the sun wheel 12 decoupled and thus about the axis of rotation relative to the sun gear 12 is rotatable or vice versa.
Des Weiteren ist eine Scheibe in Form einer Hohlradscheibe 26 vorgesehen, welche drehfest mit dem Hohlrad verbunden, jedoch entlang der Drehachse translatorisch relativ zu dem Hohlrad bewegbar, das heißt verschiebbar ist. Dabei weist die Hohlradscheibe 26 eine Außenverzahnung 28 auf, welche beispielsweise in die Innenverzahnung des Hohlrads eingreift. Dadurch ist die Hohlradscheibe 26 über die Außenverzahnung 28 und die Innenverzahnung drehfest mit dem Hohlrad verbunden. Die Außenverzahnung 28 und die Innenverzahnung lassen jedoch entlang der Drehachse verlaufende Relativverschiebungen zwischen der Hohlradscheibe 26 und dem Hohlrad zu.Furthermore, a disc in the form of a ring gear 26 provided, which rotatably connected to the ring gear, but along the axis of rotation translationally movable relative to the ring gear, that is displaceable. In this case, the ring gear disc 26 an external toothing 28 on, which engages, for example, in the internal toothing of the ring gear. This is the ring gear disc 26 over the external toothing 28 and the internal teeth rotatably connected to the ring gear. The external toothing 28 and the internal teeth but leave along the axis of rotation extending relative displacements between the ring gear 26 and the ring gear.
Die Hohlradscheibe 26 weist dabei einen mit dem dritten Konus 24 korrespondierenden vierten Konus 30 auf. Dabei ist das Wellenteil 20 entlang der Drehachse translatorisch relativ zu der Hohlradscheibe 26 zwischen wenigstens einer in 1 und 2 gezeigten zweiten Koppelstellung und wenigstens einer in 3 gezeigten zweiten Freigabestellung bewegbar. In der zweiten Koppelstellung ist die Hohlradscheibe 26 mit dem zweiten Wellenteil 20 über die Konusse 24 und 30 drehfest verbunden. In der zweiten Freigabestellung jedoch sind die Konusse 24 und 30 vollständig voneinander beabstandet, sodass in der zweiten Freigabestellung die Hohlradscheibe 26 von dem Wellenteil 20 entkoppelt ist. Dadurch kann sich die Hohlradscheibe 26 in der zweiten Freigabestellung relativ zu den Wellenteilen 20 und 16 und insbesondere relativ zu dem Sonnenrad 12 drehen.The ring gear disc 26 has one with the third cone 24 corresponding fourth cone 30 on. Here is the shaft part 20 along the axis of rotation translationally relative to the ring gear disc 26 between at least one in 1 and 2 shown second coupling position and at least one in 3 shown second release position movable. In the second coupling position is the ring gear disc 26 with the second shaft part 20 over the cones 24 and 30 rotatably connected. In the second release position, however, the cones are 24 and 30 completely spaced apart, so that in the second release position the ring gear disc 26 from the shaft part 20 is decoupled. This can cause the ring gear disc 26 in the second release position relative to the shaft parts 20 and 16 and in particular relative to the sun gear 12 rotate.
1 zeigt einen mit N bezeichneten Normalbetriebszustand, in welchem sich das zweite Wellenteil 20 in der ersten Koppelstellung und gleichzeitig in der zweiten Koppelstellung befindet. Dadurch ist die Hohlradscheibe 26 drehfest mit den Wellenteilen 16 und 20 und drehfest mit dem Sonnenrad 12 gekoppelt. Da ferner das Hohlrad drehfest mit der Hohlradscheibe 26 verbunden ist, sind in dem Normalbetriebszustand N das Hohlrad und das Sonnenrad 12 drehfest miteinander verbunden. Somit laufen beispielsweise das Hohlrad, das Sonnenrad 12, der auch als Steg bezeichneten Planetenträger und die Planetenräder gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig als Block um die Drehachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, um, sodass sich das Hohlrad, das Sonnenrad 12, der Planetenträger und die Planetenräder gemeinsam um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehen. In dem Normalbetriebszustand N unterbleibt eine Verstellung der Phasenlage, sodass in dem Normalbetriebszustand N die Phasenlage zumindest im Wesentlichen konstant ist. 1 shows a designated N normal operating state in which the second shaft part 20 in the first coupling position and at the same time in the second coupling position. This is the ring gear disc 26 non-rotatable with the shaft parts 16 and 20 and rotatably with the sun gear 12 coupled. Furthermore, since the ring gear rotatably with the ring gear 26 are connected in the normal operating state N the ring gear and the sun gear 12 rotatably connected. Thus, for example, run the ring gear, the sun gear 12 , the planet carrier referred to as a web and the planetary gears together or simultaneously as a block about the axis of rotation, in particular relative to the housing, to, so that the ring gear, the sun gear 12 , the planet carrier and the planet gears rotate together about the axis of rotation relative to the housing. In the normal operating state N is omitted an adjustment of the phase position, so that in the normal operating state N the phase angle is at least substantially constant.
2 zeigt einen ersten Bremszustand B1, in welchem sich das zweite Wellenteil 20 in der ersten Freigabestellung und gleichzeitig in der zweiten Koppelstellung befindet. 2 shows a first braking state B1 in which the second shaft part 20 in the first release position and at the same time in the second coupling position.
Dadurch ist die Hohlradscheibe 26 drehfest mit dem Wellenteil 20 verbunden, jedoch können sich die Hohlradscheibe 26 und das Wellenteil 20 relativ zu dem Sonnenrad 12 drehen, da die Wellenteile 16 und 20 voneinander entkoppelt sind.This is the ring gear disc 26 rotatably with the shaft part 20 connected, however, can the ring gear 26 and the shaft part 20 relative to the sun gear 12 turn, because the shaft parts 16 and 20 are decoupled from each other.
Schließlich zeigt 3 einen zweiten Bremszustand B2, in welchem sich das zweite Wellenteil 20 in der ersten Koppelstellung und gleichzeitig in der zweiten Freigabestellung befindet. In dem zweiten Bremszustand B2 sind somit die Wellenteile 16 und 20 drehfest miteinander verbunden, sodass das Wellenteil 20 drehfest mit dem Sonnenrad 12 verbunden ist. Die Hohlradscheibe 26 jedoch ist von den Wellenteilen 20 entkoppelt, sodass die Hohlradscheibe 26 relativ zu dem Sonnenrad 12 drehen kann.Finally shows 3 a second braking state B2 in which the second shaft part 20 in the first coupling position and at the same time in the second release position. In the second braking state B2 are thus the shaft parts 16 and 20 rotatably connected to each other, so that the shaft part 20 rotatably with the sun gear 12 connected is. The ring gear disc 26 however, is from the shaft parts 20 decoupled so that the ring gear disc 26 relative to the sun gear 12 can turn.
Die Nockenwellenverstellvorrichtung 10 umfasst ferner eine Bremseinrichtung 32, welche eine gehäusefeste erste Bremsscheibe 34 aufweist. Dies bedeutet, dass die Bremsscheibe 34 drehfest an dem Gehäuse festgelegt ist. Außerdem umfasst die Bremseinrichtung 32 eine zweite Bremsscheibe 36, welche drehfest mit dem zweiten Wellenteil 20 verbunden ist. Mittels der Bremsscheibe 34 ist durch Bewegen des zweiten Wellenteils 20 in die erste Freigabestellung die Hohlradscheibe 26 und über die Hohlradscheibe 26 das Hohlrad bezüglich deren jeweiliger Drehung um die Drehachse abbremsbar. Des Weiteren ist mittels der Bremsscheibe 34 durch Bewegen des zweiten Wellenteils 20 in die zweite Freigabestellung die Bremsscheibe 36 und über diese die Wellenteile 16 und 20 und somit das Sonnenrad 12 bezüglich deren jeweiliger Drehung um die Drehachse abbremsbar.The camshaft adjusting device 10 further comprises a braking device 32 , which is a housing-fixed first brake disc 34 having. This means that the brake disc 34 rotatably fixed to the housing. In addition, the braking device comprises 32 a second brake disc 36 , which rotatably with the second shaft part 20 connected is. By means of the brake disc 34 is by moving the second shaft part 20 in the first release position, the ring gear disc 26 and over the ring gear disc 26 the ring gear can be braked with respect to their respective rotation about the axis of rotation. Furthermore, by means of the brake disc 34 by moving the second shaft part 20 in the second release position the brake disc 36 and over these the shaft parts 16 and 20 and thus the sun wheel 12 can be braked with respect to their respective rotation about the axis of rotation.
Des Weiteren ist ein erstes Federelement 38 vorgesehen, mittels welchem das zweite Wellenteil 20 aus der ersten Freigabestellung in die erste Koppelstellung bewegbar und in der ersten Koppelstellung zu halten ist. Außerdem ist ein zweites Federelement 40 vorgesehen, mittels welchem das zweite Wellenteil 20 aus der zweiten Freigabestellung in die zweite Koppelstellung bewegbar und in der zweiten Koppelstellung zu halten ist. Die Federelemente 38 und 40 sind dabei beispielsweise als Druckfedern ausgebildet.Furthermore, a first spring element 38 provided, by means of which the second shaft part 20 can be moved from the first release position into the first coupling position and to be held in the first coupling position. In addition, a second spring element 40 provided, by means of which the second shaft part 20 from the second release position in the second coupling position is movable and to hold in the second coupling position. The spring elements 38 and 40 are designed for example as compression springs.
Die Nockenwellenverstellvorrichtung 10 umfasst beispielsweise einen in 2 besonders schematisch dargestellten Aktor 42, welcher beispielsweise auf das Wellenteil 20 in 2 durch einen Pfeil 44 dargestellte Zugkräfte ausüben und somit an dem Wellenteil 20 ziehen kann. Ferner kann der Aktor 42 beispielsweise in 3 durch einen Pfeil 46 dargestellte Druckkräfte auf das Wellenteil 20 ausüben und somit auf das Wellenteil 20 drücken. Die Zugkräfte und Druckkräfte verlaufen insbesondere entlang der Drehachse. Die Bremsscheibe 36 wird auch als Sonnenscheibe oder Sonnenradscheibe bezeichnet. The camshaft adjusting device 10 includes, for example, an in 2 particularly schematically illustrated actuator 42 , which for example on the shaft part 20 in 2 through an arrow 44 exert tensile forces shown and thus on the shaft part 20 can pull. Furthermore, the actuator 42 for example in 3 through an arrow 46 shown pressure forces on the shaft part 20 exercise and thus on the shaft part 20 to press. The tensile forces and compressive forces in particular run along the axis of rotation. The brake disc 36 is also referred to as a sun disk or sun gear.
Die Bremsscheibe 34 ist dabei entlang der Drehachse zwischen der Hohlradscheibe 26 und der Bremsscheibe 36 angeordnet, wobei beispielsweise zumindest ein Teil der Hohlradscheibe 26 in axialer Richtung der Nockenwellenverstellvorrichtung 10 zur Bremsscheibe 36 hin durch die Bremsscheibe 34 überdeckt ist. Dabei fällt die axiale Richtung mit der Drehachse zusammen. Ferner ist zumindest ein Teil der Bremsscheibe 36 in axialer Richtung zur Hohlradscheibe 26 hin durch die Bremsscheibe 34 überdeckt. Dabei weist die Bremsscheibe 34 beispielsweise auf in axialer Richtung voneinander abgewandten Seiten 48 und 50 jeweilige Reibbeläge auf, mittels welchen die Hohlradscheibe 26 und die Bremsscheibe 36 abgebremst werden können. Insgesamt ist erkennbar, dass die Sonnenwelle 14 zweiteilig ausgebildet ist, wobei beide Wellenteile 16 und 20 jeweilige Konusse 18, 22 und 24 aufweisen. Beispielsweise sind die Wellenteile 16 und 20 als Hohlwellen ausgebildet.The brake disc 34 is along the axis of rotation between the ring gear 26 and the brake disc 36 arranged, for example, at least a portion of the ring gear 26 in the axial direction of the camshaft adjusting device 10 to the brake disc 36 through the brake disc 34 is covered. The axial direction coincides with the axis of rotation. Furthermore, at least a part of the brake disc 36 in the axial direction to the ring gear 26 through the brake disc 34 covered. In this case, the brake disc 34 for example, on sides facing away from each other in the axial direction 48 and 50 respective friction linings, by means of which the ring gear disc 26 and the brake disc 36 can be slowed down. Overall, it can be seen that the sun's wave 14 is formed in two parts, with both shaft parts 16 and 20 respective cones 18 . 22 and 24 exhibit. For example, the shaft parts 16 and 20 designed as hollow shafts.
In dem Wellenteil 16 sowie gegebenenfalls in dem Sonnenrad 12 ist ein Stift 52 aufgenommen, welcher bezüglich des Wellenteils 16 zentrisch angeordnet ist und beispielsweise fest mit dem Wellenteil 16 verbunden ist. An einem seiner Enden ist der Stift 52, insbesondere über eine Pressverbindung, mit einer Scheibe 54 verbunden, welche als Federwegbegrenzung für das innenliegende Federelement 38 dient. Das Federelement 38 ist dabei in axialer Richtung einerseits an dem Wellenteil 20 und andererseits an der Scheibe 54 abgestützt. Ferner ist das Federelement 40 in axialer Richtung an der Bremsscheibe 36 einerseits und andererseits an der Hohlradscheibe 26 abgestützt. Durch das innenliegende Federelement 38 und die Konusse 18 und 22, insbesondere deren Form, kann hier eine gezielte Selbsthemmung erzeugt werden. Dadurch, dass die Hohlradscheibe 26 über die Außenverzahnung 28 in die Innenverzahnung des Hohlrads eingreift, ist die Hohlradscheibe 26 derart formschlüssig mit dem Hohlrad verbunden, dass die Hohlradscheibe 26 drehfest mit dem Hohlrad verbunden ist jedoch in axialer Richtung und somit entlang der Drehachse relativ zu dem Hohlrad verschoben werden kann. Des Weiteren ist eine Anschlagsscheibe 56 vorgesehen, welche auch als Anlaufscheibe bezeichnet wird und beispielsweise an dem Hohlrad fixiert ist.In the shaft part 16 and optionally in the sun gear 12 is a pen 52 recorded, which with respect to the shaft part 16 is arranged centrally and, for example, fixed to the shaft part 16 connected is. At one of its ends is the pen 52 , in particular via a press connection, with a disc 54 connected, which as a travel limit for the inner spring element 38 serves. The spring element 38 is in the axial direction on the one hand to the shaft part 20 and then on the disk 54 supported. Furthermore, the spring element 40 in the axial direction on the brake disc 36 on the one hand and on the other hand on the ring gear disc 26 supported. By the internal spring element 38 and the cones 18 and 22 , in particular their shape, a targeted self-locking can be generated here. Because of the ring gear disc 26 over the external toothing 28 engages in the internal toothing of the ring gear, the ring gear disc 26 so positively connected to the ring gear that the ring gear disc 26 rotatably connected to the ring gear, however, can be moved in the axial direction and thus along the axis of rotation relative to the ring gear. Furthermore, a stop disk 56 provided, which is also referred to as thrust washer and is fixed, for example, to the ring gear.
Der Normalbetriebszustand N ist ein nicht betätigter oder unbetätigter Zustand, in welchem die Phasenlage zumindest im Wesentlichen konstant ist. Hier findet keine Relativbewegung beziehungsweise keine Relativdrehung zwischen dem Sonnenrad 12 und dem Hohlrad statt. In dem Normalbetriebszustand N sind das Sonnenrad 12 und das Hohlrad drehfest miteinander verbunden beziehungsweise miteinander verklemmt, derart, dass das Sonnenrad 12 drehfest mit dem Hohlrad verbunden ist. Zur drehfesten Verbindung des Sonnenrads 12 mit dem Hohlrad in dem Normalbetriebszustand N kommt das außenliegende Federelement 40 zum Einsatz. Das auch als außenliegende Druckfeder bezeichnete Federelement 40 hat die Aufgabe, die Hohlradscheibe 26 im Normalbetriebszustand N gegen das Wellenteil 20, insbesondere gegen den Konus 24 zu drücken, sodass die Konusse 24 und 30 zusammengedrückt beziehungsweise zusammengepresst sind und sodass die Hohlradscheibe 26 drehfest mit dem Wellenteil 20 verbunden ist. Da ferner die Konusse 18 und 22 mittels des auch als innenliegende Druckfeder bezeichneten Federelements 38 im Zusammenwirken gehalten werden, sind die Wellenteile 16 und 20 in dem Normalbetriebszustand N drehfest miteinander verbunden, sodass in dem Normalbetriebszustand N das Hohlrad über die Hohlradscheibe 26 und die Wellenteile 16 und 20 drehfest ist dem Sonnenrad 12 verbunden ist.The normal operating state N is a non-actuated or unactuated state in which the phase angle is at least substantially constant. Here there is no relative movement or no relative rotation between the sun gear 12 and the ring gear instead. In the normal operating state N are the sun wheel 12 and the ring gear rotatably connected to each other or clamped together, such that the sun gear 12 rotatably connected to the ring gear is connected. For non-rotatable connection of the sun gear 12 with the ring gear in the normal operating condition N comes the outer spring element 40 for use. This also known as the outer compression spring spring element 40 has the task of the ring gear disc 26 in normal operating condition N against the shaft part 20 , especially against the cone 24 to push so that the cones 24 and 30 compressed or compressed and so that the ring gear 26 rotatably with the shaft part 20 connected is. Furthermore, the cones 18 and 22 by means of the spring element also referred to as an internal compression spring 38 to be kept in interaction, are the shaft parts 16 and 20 in the normal operating state N rotatably connected to each other, so that in the normal operating state N the ring gear on the ring gear 26 and the shaft parts 16 and 20 rotatably is the sun 12 connected is.
Im Folgenden wird eine Verstellung der Phasenlage nach spät erläutert. Hierzu wird der erste Bremszustand B1 eingestellt. Der Aktor 42 kann das Wellenteil 20 relativ zu dem Gehäuse entlang der Drehachse beispielsweise über einen Deckelzapfen 58 bewegen. Der Aktor ist dabei gelenkig mit dem Deckelzapfen 58 und über diesen gelenkig mit dem Wellenteil 20 verbunden, wobei der Aktor beispielsweise ein Linearaktor ist und somit lineare Bewegungen ausführt, um das Wellenteil 20 entlang der Drehachse relativ zu dem Gehäuse zu bewegen.In the following, an adjustment of the phase position is explained later. For this purpose, the first braking state B1 set. The actor 42 can the shaft part 20 relative to the housing along the axis of rotation, for example via a cap pin 58 move. The actuator is articulated with the cap pin 58 and over this articulated with the shaft part 20 connected, wherein the actuator is for example a linear actuator and thus performs linear movements to the shaft part 20 to move along the axis of rotation relative to the housing.
Zur Verstellung der Phasenlage nach spät werden der Deckelzapfen 58 und damit das Wellenteil 20 bezogen auf die Bildebene von 2 nach links bewegt, insbesondere gezogen. Hierdurch kommt ausgehend von dem Normalbetriebszustand N die Hohlradscheibe 26 in Stützanlage mit der Bremsscheibe 34, wodurch die Hohlradscheibe 26 bezüglich ihrer Drehung um die Drehachse abgebremst wird. Dadurch wird das Hohlrad bezüglich seiner Drehung um die Drehachse abgebremst. Die Bremsscheibe 34 ist dabei beispielsweise drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Während somit die Hohlradscheibe 26 und somit das Hohlrad eine Verzögerung beziehungsweise Abbremsung erfahren, werden die Konusse 18 und 22 derart voneinander wegbewegt und somit die Wellenteile 16 und 20 derart voneinander entkoppelt, dass beispielsweise das Wellenteil 20 entlang der Drehachse in Stützanlage mit der Anschlagscheibe 56 kommt. Wird dann das Wellenteil 20 weiter entlang der Drehachse nach links beziehungsweise von dem Wellenteil 16 wegbewegt, so werden die Konusse 18 und 22 voneinander gelöst, sodass diese vollständig voneinander beabstandet sind. In der Folge kann sich das Sonnenrad 12 relativ zum Wellenteil 20 und relativ zur drehfest mit dem Wellenteil 20 verbundenen Hohlradscheibe 26 drehen, sodass das Sonnenrad 12 relativ zum Hohlrad drehen kann. Dabei bleibt die auch als Verklemmung bezeichnete, schlupffreie drehfeste Verbindung zwischen der Hohlradscheibe 26 und dem Wellenteil 20 erhalten, was jedoch dadurch keinen Einfluss auf das Sonnenrad 12 hat, da die Wellenteile 16 und 20 voneinander entkoppelt sind. Somit sind die Wellenteile 16 und 20 voneinander entkoppelt, während das Wellenteil 20 drehfest mit der Hohlradscheibe 26 verbunden ist.To adjust the phase position to late, the cap pin 58 and with that shaft part 20 related to the image plane of 2 moved to the left, especially pulled. This results from the normal operating state N the ring gear disc 26 in support system with the brake disc 34 , whereby the ring gear disc 26 is braked with respect to their rotation about the axis of rotation. As a result, the ring gear is braked with respect to its rotation about the axis of rotation. The brake disc 34 is, for example, rotatably connected to the housing. While thus the ring gear 26 and thus the ring gear will experience a deceleration or deceleration, the cones 18 and 22 so moved away from each other and thus the shaft parts 16 and 20 decoupled from each other such that, for example, the shaft part 20 along the axis of rotation in support system with the stop disc 56 comes. Will then the shaft part 20 along the axis of rotation to the left or from the shaft part 16 moved away, so are the cones 18 and 22 detached from each other, so that they are completely spaced apart. As a result, the sun wheel can 12 relative to the shaft part 20 and relative to the rotationally fixed to the shaft part 20 connected ring gear disc 26 turn so that the sun gear 12 can rotate relative to the ring gear. The so-called deadlock, slip-free rotatable connection between the ring gear remains 26 and the shaft part 20 but this does not affect the sun gear 12 has, as the shaft parts 16 and 20 are decoupled from each other. Thus, the shaft parts 16 and 20 decoupled from each other while the shaft part 20 rotatably with the ring gear 26 connected is.
Im Folgenden wird die Verstellung der Phasenlage nach früh beschrieben. Hierzu wird der zweite Bremszustand B2 eingestellt. Der Deckelzapfen 58 ist beispielsweise an das Wellenteil 20, insbesondere an dessen vorderes Ende, angeschraubt. Über den Deckelzapfen 58 kann eine Krafteinleitung in das Wellenteil 20 erfolgen, sodass das Wellenteil 20 gezogen beziehungsweise gedrückt werden kann. Während für eine Verstellung der Phasenlage nach spät das Hohlrad verzögert wird, wird für eine Verstellung der Phasenlage nach früh das Sonnenrad 12 verzögert, während gleichzeitig das Sonnenrad 12 von dem Hohlrad entkoppelt wird. Dies geschieht durch eine entsprechende Krafteinwirkung auf den Deckelzapfen 58, wodurch beispielsweise das Wellenteil 20 und mit diesem das Wellenteil 16 linear in Richtung der Nockenwelle bewegt werden. Zwischen der auch als Sonnenradscheibe bezeichneten Bremsscheibe 36 und der Hohlradscheibe 26 befindet sich die Bremsscheibe 34 mit dem beidseitigen Reibbelag. Durch Bewegen des Wellenteils 20 in Richtung der Nockenwelle wird die Bremsscheibe 36 ausgehend von dem Normalbetriebszustand N in Stützanlage mit der Bremsscheibe 34 bewegt, sodass ein Reibkontakt zwischen der Bremsscheibe 36 und der Bremsscheibe 34 entsteht. Hierdurch wird das Wellenteil 20 bezüglich dessen Drehung um die Drehachse über die Bremsscheibe 34 abgebremst. Da das Wellenteil 16 über die Konusse 18 und 22 drehfest mit dem Wellenteil 20 verbunden ist, und da das Sonnenrad 12 drehfest mit dem Wellenteil 16 verbunden ist, wird auf diese Weise das Sonnenrad 12 verzögert, das heißt bezüglich dessen Drehung um die Drehachse abgebremst. Gleichzeitig wird beispielsweise die Haftreibung zwischen den Konussen 24 und 30 aufgehoben, sodass die Hohlradscheibe 26 von dem Sonnenrad 12 entkoppelt wird. Dadurch wird das Hohlrad von dem Sonnenrad 12 entkoppelt.In the following, the adjustment of the phase position is described in the following. For this purpose, the second braking state B2 set. The lid pin 58 is for example to the shaft part 20 , in particular at its front end, screwed. Over the lid pin 58 can be an introduction of force in the shaft part 20 done so that the shaft part 20 can be pulled or pressed. While for an adjustment of the phase position after late the ring gear is delayed, is for an adjustment of the phase position to the sun gear early 12 delayed while at the same time the sun gear 12 is decoupled from the ring gear. This is done by a corresponding force on the cap pin 58 , whereby, for example, the shaft part 20 and with this the shaft part 16 be moved linearly in the direction of the camshaft. Between the designated as sun gear disc brake disc 36 and the ring gear disc 26 is the brake disc 34 with the double-sided friction lining. By moving the shaft part 20 in the direction of the camshaft is the brake disc 36 starting from the normal operating state N in support system with the brake disc 34 moves, causing a frictional contact between the brake disc 36 and the brake disc 34 arises. This will be the shaft part 20 with respect to its rotation about the axis of rotation on the brake disc 34 braked. Because the shaft part 16 over the cones 18 and 22 rotatably with the shaft part 20 connected, and there the sun wheel 12 rotatably with the shaft part 16 is connected in this way the sun gear 12 delayed, that is braked with respect to its rotation about the axis of rotation. At the same time, for example, the stiction between the cones 24 and 30 lifted so that the ring gear disc 26 from the sun wheel 12 is decoupled. As a result, the ring gear of the sun gear 12 decoupled.
Aus 3 ist erkennbar, dass beispielsweise zunächst die Hohlradscheibe 26 über das Federelement 40 und die Bremsscheibe 36 mit dem Wellenteil 20 linear mitbewegt und dadurch in Richtung der Anschlagscheibe 56 bewegt wird. Die Hohlradscheibe 26 kommt dadurch in Stützanlage mit der Anschlagscheibe 56. Wird dann das Wellenteil 20 weiter in Richtung der Nockenwelle bewegt, so werden die Konusse 24 und 30 vollständig voneinander beabstandet, sodass die Hohlradscheibe 26 von dem Sonnenrad 12 entkoppelt wird. Dabei drückt insbesondere die Hohlradscheibe 26 gegen das Federelement 40, insbesondere gegen dessen Federkraft.Out 3 can be seen that, for example, first the ring gear 26 over the spring element 40 and the brake disc 36 with the shaft part 20 moved linearly and thereby in the direction of the stop disc 56 is moved. The ring gear disc 26 comes thereby in supporting plant with the stop disc 56 , Will then the shaft part 20 moved further in the direction of the camshaft, so are the cones 24 and 30 completely spaced apart so that the ring gear disc 26 from the sun wheel 12 is decoupled. In particular, the ring gear pushes 26 against the spring element 40 , in particular against its spring force.
Aus 4 und 5 ist erkennbar, dass die Verstellung der Phasenlage nach früh und spät auf Basis einer Kulissensteuerung erfolgt. Die Kulissensteuerung umfasst eine Kulisse 60 mit einer Kulissenbahn 62, in welcher ein Kulissenstein 64 der Kulissensteuerung aufgenommen ist. Die Kulissenbahn 62 ist dabei beispielsweise ein Schlitz, welcher schräg zur in 4 mit 66 bezeichneten Drehachse, entlang welcher das Wellenteil 20 und die Hohlradscheibe 26 bewegbar sind, verläuft. Dabei umfasst die Kulissensteuerung einen Kulissenstein 68, welcher in der Kulissenbahn 62 aufgenommen ist. Der Kulissenstein 68 ist dabei über ein Gelenk gelenkig mit dem Deckelzapfen 58 verbunden. Der Aktor 42 umfasst beispielsweise beidseitig der Kulisse 60 ein linear bewegliches Aktorelement 70 beziehungsweise 72, welches beispielsweise entlang einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden Richtung linear bewegbar ist.Out 4 and 5 It can be seen that the adjustment of the phase position takes place early and late on the basis of a gate control. The scenery control includes a backdrop 60 with a slide track 62 in which a sliding stone 64 the slide control is included. The slide track 62 is for example a slot which is inclined to the in 4 With 66 designated axis of rotation along which the shaft part 20 and the ring gear disc 26 are movable, runs. The link control comprises a sliding block 68 , which in the slide track 62 is included. The sliding block 68 is articulated about the hinge with the cap 58 connected. The actor 42 includes, for example, on both sides of the backdrop 60 a linearly movable actuator element 70 respectively 72 which is linearly movable along a direction perpendicular to the axis of rotation, for example.
Im Normalbetriebszustand N hat der Kulissenstein 68 keinen Kontakt zu die Kulissenbahn 62 begrenzenden Innenwänden 76 und 77 der Kulisse 60. Bei der Verstellung der Phasenlage nach früh beziehungsweise spät wird die Kulisse 60 insbesondere relativ zu dem Kulissenstein 68 mittels des jeweiligen Aktorelements 70 beziehungsweise 72 linear verschoben. Daraus resultiert eine gezielte Linearverschiebung der Kulisse 60, woraus eine axiale Zwangsverschiebung des Kulissensteins 68 und somit - da der Kulissenstein 68 mit dem Deckelzapfen 58 und über diesen mit dem Wellenteil 20 gekoppelt ist - eine axiale Verschiebung des Deckelzapfens 58 und des Wellenteils 20 entlang der Drehachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse. Demnach erfährt der Deckelzapfen 58 bei der Verstellung der Phasenlage nach früh eine Druckkraft, wobei der Deckelzapfen 58 bei einer Verstellung der Phasenlage nach spät eine Zugkraft durch den Kulissenstein 68 erfährt.In normal operating condition N has the sliding block 68 no contact to the slide track 62 delimiting interior walls 76 and 77 the scenery 60 , When adjusting the phase position to early or late is the backdrop 60 especially relative to the sliding block 68 by means of the respective actuator element 70 respectively 72 shifted linearly. This results in a targeted linear displacement of the scenery 60 , resulting in an axial forced displacement of the sliding block 68 and thus - there the Kulissenstein 68 with the lid pin 58 and over this with the shaft part 20 coupled is - an axial displacement of the cover pin 58 and the shaft part 20 along the axis of rotation, in particular relative to the housing. Accordingly, learns the cap pin 58 in the adjustment of the phase position after a compressive force, the cap pin 58 with an adjustment of the phase position after a late tensile force through the sliding block 68 experiences.
Aus 5 ist besonders gut das in 5 mit 78 bezeichnete Gelenk erkennbar. Das Gelenk 78 ist beispielsweise ein Kugelgelenk, welches eine an dem Kulissenstein 68 vorgesehene Gelenkpfanne 80 und einen in der Gelenkpfanne 80 aufgenommenen Kugelkopf 82 umfasst, welcher an dem Deckelzapfen 58 vorgesehen ist.Out 5 This is especially good in 5 Recognizable with 78 identified joint. The joint 78 For example, a ball joint, which is one on the sliding block 68 provided joint socket 80 and one in the socket 80 recorded ball head 82 which is attached to the cap 58 is provided.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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1010
-
NockenwellenverstellvorrichtungCamshaft adjusting device
-
1212
-
Sonnenradsun
-
1414
-
Sonnenwellesun wave
-
1616
-
erstes Wellenteilfirst shaft part
-
1818
-
erster Konusfirst cone
-
2020
-
zweites Wellenteilsecond wave part
-
2222
-
zweiter Konussecond cone
-
2424
-
dritter Konusthird cone
-
2626
-
HohlradscheibeHohlradscheibe
-
2828
-
Außenverzahnungexternal teeth
-
3030
-
vierter Konusfourth cone
-
3232
-
Bremseinrichtungbraking means
-
3434
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Bremsscheibebrake disc
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Bremsscheibebrake disc
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3838
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Federelementspring element
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4040
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Federelementspring element
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4242
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Aktoractuator
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Pfeilarrow
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Pfeilarrow
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Seitepage
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Seitepage
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Stiftpen
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Scheibedisc
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Anschlagscheibestop disc
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Deckelzapfencover pins
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6060
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Kulissescenery
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6262
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Kulissenbahnlink path
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6464
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Kulissensteinsliding block
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6666
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Drehachseaxis of rotation
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6868
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Kulissensteinsliding block
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7070
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Aktorelementactuator
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7272
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Aktorelementactuator
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7676
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Innenwandinner wall
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7777
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Innenwandinner wall
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7878
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Gelenkjoint
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8080
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Gelenkpfannesocket
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8282
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Gelenkkopfjoint head
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B1B1
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erster Bremszustandfirst braking state
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B2B2
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zweiter Bremszustandsecond braking state
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NN
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NormalbetriebszustandNormal operating state
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102014013691 A1 [0002]DE 102014013691 A1 [0002]
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DE 102012023325 A1 [0004]DE 102012023325 A1 [0004]
