DE10257706A1

DE10257706A1 - Electrically-driven camshaft adjuster for IC engine allows adjustment of camshaft into basic advanced or retarded position by braking of adjustment shaft when setting drive rotates

Info

Publication number: DE10257706A1
Application number: DE2002157706
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.-Ing. Schäfer; Martin Dipl.-Ing. Steigerwald; Jonathan Dipl.-Ing. Heywood
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-01-29
Also published as: JP2005532503A; WO2004007917A1; EP1521899A1; EP1521899B1; AU2003280982A1; DE50311057D1

Abstract

The camshaft adjuster has a setting drive (1) provided by a triple shaft gear unit having an input part (4) fixed to the crankshaft, an output part (5) fixed to the camshaft (3) and an adjustment shaft (6) coupled to an electric setting motor (2) having a permanent magnet rotor (8). The gear unit provides stationary gear ratios allowing the camshaft to be positioned in a basic advanced or retarded position by braking the adjustment shaft when the setting drive rotates, e.g. via short-circuit braking of the electric setting motor.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für die Drehwinkellage der Nokkenwelle zur Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, insbesondere nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an adjusting device for the angular position the camshaft to the crankshaft of an internal combustion engine, in particular according to the preamble of claim 1.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Um bei einem Verbrennungsmotor mit hydraulischem oder elektrischem Nokkenwellenversteller einen sicheren Motorstart zu gewährleisten, muss sich die Nockenwelle beim Anlassen in einer bestimmten Basisposition zur Kurbelwelle befinden. Diese liegt bei der Einlassnockenwelle üblicherweise in „spät", bei der Auslassnockenwelle in „früh".To use with an internal combustion engine hydraulic or electric camshaft adjuster a safe To ensure engine start the camshaft must be in a certain basic position when starting to the crankshaft. For the intake camshaft, this is usually “late”, for the exhaust camshaft in "early".

Im normalen Betrieb des Fahrzeugs wird die Nockenwelle beim Abstellen des Motors geregelt in die jeweilige Basisposition gefahren und dort fixiert oder verriegelt. Dazu dient bei der elektrischen Nockenwellenverstellung ein elektrischer Verstellmotor und bei der hydraulischen Nockenwellenverstellung ein hydraulischer Rotationskolbenversteller, der als Flügelzeller, Schwenk- oder Segmentflügler eine Verriegelungseinheit besitzt. Diese fixiert den hydraulischen Versteller so lange in seiner Basisposition, bis sich nach dem Wiederstart des Verbrennungsmotors ein genügend hoher Öldruck zum Verstellen der Nockenwelle aufgebaut hat.In normal vehicle operation the camshaft is regulated in the respective when the engine is switched off Base position driven and fixed or locked there. It serves with the electric camshaft adjustment an electric adjustment motor and with hydraulic camshaft adjustment a hydraulic one Rotary piston adjuster, one as a wing cell, swivel or segment wing Has locking unit. This fixes the hydraulic adjuster in its basic position until after the restart of the internal combustion engine a sufficient high oil pressure to adjust the camshaft.

Beim Abwürgen des Verbrennungsmotors ist jedoch ein geregeltes Verstellen des hydraulischen Nockenwellenverstellers unmöglich, so dass sich die Nockenwelle in einer undefinierten Position außerhalb der Basisposition befinden kann.When the internal combustion engine stalls is however a regulated adjustment of the hydraulic camshaft adjuster impossible, so the camshaft is in an undefined position outside the base position.

Bei hydraulischen Nockenwellenverstellern mit der Basisposition in „spät", wird die Nockenwelle beim nächsten Start des Verbrennungsmotors und dem dabei fehlenden Öldruck aufgrund des Nockenwellenreibmoments, das entgegen der Nockenwellendrehrichtung wirkt, automatisch in die späte Basisposition verstellt. Liegt die Basisposition in „früh", muss die Nockenwelle bei fehlendem Öldruck entgegen dem Nockenwellenreibmoment in die frühe Basisposition verstellt werden. Dies geschieht zumeist mit Hilfe einer Ausgleichsfeder, die ein dem Nokkenwellenreibmoment gleiches aber entgegengerichtetes Moment erzeugt.With hydraulic camshaft adjusters with the base position in "late", the camshaft at next Start of the internal combustion engine and the lack of oil pressure due to this of the camshaft friction torque, which is opposite to the direction of rotation of the camshaft acts automatically in the late Base position adjusted. If the base position is in "early", the camshaft must in the absence of oil pressure against the camshaft friction torque in the early base position become. This is usually done with the help of a balancing spring, which is the same but opposite to the camshaft friction torque Moment created.

Diese bei hydraulischen Nockenwellenverstellern üblichen Methoden zum Erreichen der Basisposition nach dem Abwürgen des Verbrennungsmotors sind bei elektrisch angetriebenen Nockenwellenverstellern nicht erforderlich, da der Verstellmotor die Nockenwelle auch bei stehendem Verbrennungsmotor oder beim Anlassen in die jeweilige Basisposition verstellen kann. Bei elektrischen Nockenwellenverstellern können jedoch der Verstellmotor und/oder seine Steuerung ausfallen und dadurch das Erreichen der Basis- oder Notlaufposition verhindern, die für einen zumindest eingeschränkten Betrieb und einen Wiederstart erforderlich sind.These are common in hydraulic camshaft adjusters Methods to reach the base position after choking the Internal combustion engines are in electrically driven camshaft adjusters not necessary because the actuator also drives the camshaft stationary internal combustion engine or when starting in the respective Can adjust base position. With electric camshaft adjusters can however, the adjusting motor and / or its control fail and thereby preventing the basic or emergency running position from being reached, the for one at least limited Operation and restart are required.

In der DE 41 10 195 A1 ist eine elektrische Verstellvorrichtung für die Drehwinkellage der Nockenwelle zur Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors beschrieben, mit einem Verstellgetriebe, das als Dreiwellengetriebe ausgebildet ist und ein kurbelwellenfestes Antriebsteil, ein nockenwellenfestes Abtriebsteil sowie eine Verstellwelle aufweist. Die Verstellwelle ist dabei drehfest mit einem elek trischen Verstellmotor verbunden, der einen Dauermagnetrotor und einen gehäusefesten Stator aufweist, wobei zwischen An- und Abtriebsteil bei stillstehender Verstellwelle eine Standgetriebeübersetzung

vorliegt, deren Größe die Getriebegattung (Plus- oder Minusgetriebe) und die Verstellrichtung der Nockenwelle (früh- oder spätliegende Basisposition) bestimmt. Bei dieser Verstellvorrichtung wird eine leichtgängige und genaue Einstellung der Nockenwellenlage angestrebt. Damit bei Ausfall des Verstellmotor-Systems die Funktion des Verbrennungsmotors zumindest notdürftig aufrechterhalten werden kann, ist eine Begrenzung des Verstellwinkels vorgesehen. Ein Hinweis auf das Erreichen der Basis- bzw. einer Notlaufposition in einem solchen Fall fehlt jedoch.In the DE 41 10 195 A1 describes an electrical adjusting device for the angular position of the camshaft relative to the crankshaft of an internal combustion engine, with an adjusting gear which is designed as a three-shaft gear and has a drive part fixed to the crankshaft, an output part fixed to the camshaft and an adjusting shaft. The adjusting shaft is rotatably connected to an elec tric adjusting motor, which has a permanent magnet rotor and a fixed stator, with a stationary gear ratio between the input and output parts when the adjusting shaft is stationary

is present, the size of which determines the type of transmission (plus or minus transmission) and the adjustment direction of the camshaft (early or late base position). This adjustment device strives for a smooth and precise setting of the camshaft position. A limitation of the adjustment angle is provided so that the function of the internal combustion engine can at least be maintained in the event of a failure of the adjustment motor system. However, there is no indication that the base position or an emergency running position has been reached in such a case.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Nockenwellenversteller zu schaffen, der die Nockenwelle auch bei Ausfall des Verstellmotors bzw. dessen Steuerung oder Stromversorgung auf einfache Weise und stromlos in ihre Notlauf- bzw. Basisposition verstellt.The invention is based on the object to create an electric camshaft adjuster that is the camshaft even in the event of failure of the variable motor or its control or power supply simple way and without current in their emergency or basic position adjusted.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Durch die konstruktive Gestaltung des Verstellgetriebes lässt sich die Größe der Standgetriebeübersetzung i₀ und damit die Verstellvorrichtung der Nokkenwelle bestimmen. Die Verstellung der Nockenwelle in Richtung der frühen oder späten Basis- bzw. Notlaufposition findet bei Ausfall des Verstellmotors oder dessen Stromversorgung durch bloßes Abbremsen der Verstellwelle bei rotierendem Verstellgetriebe statt. Dies kann während des Motorbetriebs und beim Auslaufen oder Anlassen des Verbrennungsmotors erfolgen. Für den Motorstart und für niedrige Motordrehzahlen ist die Basisposition der Nockenwelle optimal geeignet und auch für höhere Drehzahlen noch möglich, so dass auf diese Weise zumindest eine Werkstatt erreicht werden kann.The design of the adjustment gear allows the size of the stationary gear ratio i ₀ and thus the adjustment of the camshaft to be determined. The camshaft is adjusted in the direction of the early or late base or emergency running position in the event of a failure of the adjustment motor or its power supply by simply braking the adjustment shaft while the adjustment gear is rotating. This can take place during engine operation and when the internal combustion engine is running down or starting. The base position of the camshaft is optimally suitable for starting the engine and for low engine speeds, and is also possible for higher speeds, so that at least one workshop can be reached in this way.

Das Abbremsen der Verstellwelle kann durch eine mechanische oder eine Wirbelstrombremse erfolgen. Diese Bremsen benötigen jedoch elektrischen Strom zu ihrer Betätigung. Demgegenüber arbeitet die erfindungsgemäße Kurzschlussbremse mit Kurzschlussstrom, der in dem geschleppten Verstellmotor erzeugt wird und so die Kurzschlussbremse elektrisch autark macht. Da keine mechanische Reibung vorhanden ist, arbeitet die Kurzschlussbremse verschleißfrei.The adjustment shaft can be braked by a mechanical or an eddy current brake. However, these brakes require electrical current to operate them. In contrast, the short-circuit brake according to the invention works with short-circuit current that is generated in the trailed servomotor and thus makes the short-circuit brake electrically self-sufficient. Since there is no mechanical friction, the short-circuit brake works without wear.

Bei der Auswahl der Verstellgetriebe kommen Minus- oder Plusgetriebe in Frage. Minusgetriebe besitzen eine Standgetriebeübersetzung i₀ < 0, Plusgetriebe eine Standgetriebeübersetzung i₀ > 0. Bei positiver Standgetriebeübersetzung i₀ haben die An- und Abtriebswelle die gleiche Drehrichtung, bei negativer Standgetriebeübersetzung i₀ entgegengesetzte Drehrichtungen, bezogen auf eine stehende Verstellwelle und die mit dieser verbundenen Bauteile.When selecting the variable speed gearboxes, minus or plus gearboxes come into question. Negative gearboxes have a stationary gear ratio i ₀ <0, plus gears have a stationary gear ratio i ₀ > 0. With positive stationary gear ratios i ₀ , the input and output shafts have the same direction of rotation, with negative stationary gear ratios i ₀ opposite directions of rotation with respect to a stationary adjusting shaft and those connected to it components.

Wird bei einem Minusgetriebe die Verstellwelle festgehalten und dreht sich die Antriebswelle im Uhrzeigersinn, so dreht sich die Abtriebswelle und damit die Nokkenwelle entgegen dem Uhrzeigersinn, was einer Spätverstellung entspricht.Will the with a minus gear Adjustment shaft held and the drive shaft rotates clockwise, this is how the output shaft and thus the cam shaft turn clockwise what a late adjustment equivalent.

Wird bei einem Plusgetriebe mit einer Standgetriebeübersetzung i₀ > 1 die Verstellwelle festgehalten und die Antriebswelle im Uhrzeigersinn verdreht, so dreht sich die Abtriebswelle langsamer als die Antriebswelle, dass heißt, entgegen dem Uhrzeigersinn und somit ebenfalls in Richtung Basisposition "spät".If the adjustment shaft is held in a positive gearbox with a stationary gear ratio i ₀ > 1 and the drive shaft is rotated clockwise, the output shaft rotates more slowly than the drive shaft, that is, counterclockwise and thus also towards the base position "late".

Wird bei einem Plusgetriebe mit einer Standgetriebeübersetzung 0 < i₀ < 1 die Verstellwelle festgehalten und dreht sich die Antriebswelle im Uhrzeigersinn, so dreht sich die Abtriebswelle schneller als die Antriebswelle, das heißt im Uhrzeigersinn und damit in Richtung Basisposition "früh". Diese Verhältnisse sind auf alle in Frage kommenden Dreiwellengetriebe anwendbar.If the adjustment shaft is held on a positive gearbox with a stationary gear ratio 0 <i ₀ <1 and the drive shaft rotates clockwise, the output shaft rotates faster than the drive shaft, ie clockwise and thus in the direction of the base position "early". These relationships can be applied to all three-shaft transmissions in question.

Es ist von Vorteil, dass als Verstellgetriebe ein Doppelexzentergetriebe oder ein Taumelgetriebe und ein anderes Doppelexzentergetriebe vorgesehen sind. Doppelexzentergetriebe zeichnen sich durch geringe Reibung, einfachen Aufbau und erschütterungsfreien Lauf aus.It is advantageous to use an as a variable speed gear Double eccentric gear or a wobble gear and another double eccentric gear are provided. Double eccentric gears are characterized by low Friction, simple construction and vibration-free running.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, dass das Doppelexzentergetriebe einen nockenwellenfesten Deckel aufweist, der mit axialen Stiften fest verbunden ist, die in Bohrungen zweier baugleich ausgebildeter Stirnräder mit Linienberührung eingreifen und dass die Stirnräder, die von dem Verstellmotor über eine Doppelexzenterwelle antreibbar sind, mit einem kurbelwellenfesten Hohlrad kämmen.An advantageous training of Invention is that the double eccentric gear is fixed to the camshaft Has lid which is fixedly connected with axial pins in the bores of two identical spur gears line contact engage and that the spur gears, that from the actuator motor over a double eccentric shaft can be driven, with a crankshaft fixed Comb ring gear.

Die Verwendung einer zentralen Standard-Spannschraube mit einer Schraubenhülse als Lagerfläche für das Wälzlager der Doppelexzenterwelle bietet Kostenvorteile, erfordert jedoch größeren axialen Bauraum. Die Gleitlagerung der baugleich ausgebildeten Stirnräder bietet gegenüber einer Wälzlagerung Kosten- und Bauraumvorteile bei erhöhtem Reibverlust.The use of a central standard clamping screw with a screw sleeve as storage space for the roller bearing the double eccentric shaft offers cost advantages, but it does require larger axial Space. The plain bearing of the identically constructed spur gears offers across from a rolling bearing Cost and space advantages with increased friction loss.

Von Vorteil ist auch, dass die Zähnezahl Z_NW jedes der zwei baugleich ausgebildeten Stirnräder (gleich Abtriebszähnezahl) kleiner als die Zähnezahl Z_KW des kurbelwellenfesten Hohlrads (gleich Antriebszähnezahl) ist, was zu einer Standgetriebeübersetzung 0 < i₀ <1 führt. Diese Standgetriebeübersetzung bewirkt bei dem vorliegenden Plusgetriebe und einem Abbremsen der Verstellwelle eine Nockenwellenverstellung in Richtung „früh", wie sie bei Auslassnokkenwellen üblich ist.It is also advantageous that the number of teeth Z _{NW of} each of the two identically constructed spur gears (equal to the number of output teeth) is smaller than the number of teeth Z _{KW of} the ring gear fixed to the crankshaft (equal to the number of drive teeth), which leads to a stationary gear ratio 0 <i ₀ <1. This stationary gear ratio causes a camshaft adjustment in the "early" direction in the present positive gearbox and braking of the adjusting shaft, as is common with exhaust camshafts.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass ein anderes Doppelexzentergetriebe ein kurbelwellenfestes Antriebsrad aufweist, das mit axialen Stiften fest verbunden ist, die in Bohrungen zweier baugleich ausgebildeter Stirnräder mit Linienberührung eingreifen und dass die baugleich ausgebildeten Stirnräder, die von dem Verstellmotor über eine Doppelexzenterwelle antreibbar sind, mit einem nockenwellenfesten Hohlrad kämmen.An advantageous development of Invention is that another double eccentric gear has a crankshaft-proof drive wheel with axial pins is firmly connected in the bores of two structurally identical spur gears with line contact intervene and that the identically constructed spur gears that from the adjusting motor a double eccentric shaft can be driven, with a camshaft fixed Comb ring gear.

Mit der Lagerung der Doppelexzenterwelle auf dem zylindrischen Schraubenkopf einer zentralen Sonder-Spannschraube wird axialer Bauraum gewonnen. Beide Lösungen für die Lagerung der Doppelexzenterwelle und der Stirnräder eignen sich für beide Doppelexzentergetriebe.With the bearing of the double eccentric shaft the cylindrical screw head of a central special clamping screw axial installation space is gained. Both solutions for the bearing of the double eccentric shaft and the spur gears are suitable for both Double eccentric.

Vorteilhaft ist auch, dass die Zähnezahl Z_NW des nockenwellenfesten Hohlrads (gleich Abtriebszähnezahl) größer als die Zähnezahl Z_KW eines jeden der baugleich ausgebildeten Stirnräder (gleich Antriebszähnezahl) ist, was zu einer Standgetriebeübersetzung i₀ > 1 führt.It is also advantageous that the number of teeth Z _{NW of} the ring gear fixed to the camshaft (equal to the number of output teeth) is greater than the number of teeth Z _KW of each of the identically constructed spur gears (equal to the number of drive teeth), which leads to a stationary gear ratio i ₀ > 1.

Die drei Phasen des Verstellmotors bewirken einen schwankungsarmen Drehmomentverlauf des Verstellmotors bei zugleich geringem Bauaufwand. Die Möglichkeit eine, zwei oder alle drei Phasen kurzzuschließen, ermöglicht eine feine Regelung des Kurzschlussbremsmoments.The three phases of the variable motor cause a fluctuation-free torque curve of the adjustment motor with low construction costs. The possibility one, two or all to short three phases, allows a fine regulation of the short-circuit braking torque.

Da Kurzschlussschalter vorgesehen sind, die bei stromlosem Verstellmotor geschlossen und bei bestromtem Verstellmotor geöffnet sind, tritt bei Ausfall des Verstellmotors und/oder seiner Stromversorgung sofort die Fail-Safe-Funktion einer Rückführung der Nockenwelle in ihre Basis- oder Notlaufposition ein. Das gilt auch für den Fall eines abgewürgten Verbrennungsmotors, dessen Nockenwellenlage beim darauffolgenden Anlassvorgang korrigiert wird.As short-circuit switch provided are closed when the actuator is de-energized and when the actuator is energized Adjustment motor opened occur in the event of failure of the servomotor and / or its power supply immediately the fail-safe function of returning the camshaft to your Basic or emergency running position. This also applies to the case of a stalled internal combustion engine, whose camshaft position is corrected during the subsequent starting process becomes.

Zur Begrenzung der Temperaturentwicklung des Verstellmotors eignet sich auch ein getaktetes Kurzschließen. Hierbei werden die Kurzschlussschalter bei Erreichen eines bestimmten Kurzschlussstromes geöffnet und danach selbsttätig geschlossen. Dieser Vorgang wird vorzugsweise durch den Kurzschlussstrom selbst gesteuert und betrieben, so dass das Takten auch bei Ausfall des Verstellmotors oder der Spannungsversorgung des Steuergeräts funktioniert. Der Bremsstrom kann auch aus aktiven Bauelementen, zum Beispiel aus einem Akkumulator entnommen werden. Das selbsttätige Schließen erfolgt zum Beispiel durch Federkraft.A clocked short circuit is also suitable for limiting the temperature development of the variable motor. The short-circuit switches are opened when a certain short-circuit current is reached and then closed automatically. This process is preferably controlled and operated by the short-circuit current itself, so that the clocking works even in the event of a failure of the adjusting motor or the voltage supply to the control device. The braking current can also be taken from active components, for example from an accumulator. That automatically Closing takes place, for example, by spring force.

Zur Begrenzung der hohen Kurzschlussströme ist es von Vorteil, dass in den Kurzschlussleitungen ein Leitungswiderstand angeordnet ist.It is to limit the high short-circuit currents It is advantageous that there is a line resistance in the short-circuit lines is arranged.

Von Vorteil ist auch, dass in den Kurzschlussleitungen ein mit Kurzschlussstrom betriebener elektronischer Stromregler vorgesehen ist. Auch diese Lösung funktioniert unabhängig von der Stromversorgung des Verstellmotors.It is also an advantage that in the Short-circuit lines an electronic operated with short-circuit current Current regulator is provided. This solution also works independently of the power supply of the adjustment motor.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist. Es zeigen:Further features of the invention result from the following description and the drawings in which a embodiment the invention is shown schematically. Show it:

1 eine Nockenwellenverstellvorrichtung, mit einem als Dreiwellengetriebe ausgebildeten Verstellgetriebe und einem elektrischen Verstellmotor, der einen gehäusefesten Stator aufweist; 1 a camshaft adjusting device with an adjusting gear designed as a three-shaft gear and an electric adjusting motor which has a stator fixed to the housing;

2 ein Schaltschema eines dreiphasigen Gleichstromverstellmotors mit Kurzschlussleitungen und Kurzschlussschaltern; 2 a circuit diagram of a three-phase DC variable motor with short-circuit lines and short-circuit switches;

3 ein Doppelexzentergetriebe mit einem kurbelwellenfesten Hohlrad; 3 a double eccentric gear with a crankshaft-fixed ring gear;

4 ein Doppelexzentergetriebe mit einem nockenwellenfesten Hohlrad. 4 a double eccentric gear with a ring gear fixed to the camshaft.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenFull Description of the drawings

In 1 ist eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit einem Verstellgetriebe 1 und einem Verstellmotor 2 schematisch dargestellt, die zum Verstellen der Drehwinkellage zwischen einer nicht dargestellten Kurbelwelle und einer Nokkenwelle 3 eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors dient.In 1 is a camshaft adjustment device with an adjustment gear 1 and an actuator 2 schematically shown, for adjusting the angle of rotation between a crankshaft, not shown, and a camshaft 3 an internal combustion engine, not shown.

Das Verstellgetriebe 1 ist als Dreiwellengetriebe ausgebildet mit einem kurbelwellenfesten Antriebsteil 4, dass ein Antriebsrad 7 aufweist, einem nockenwellenfesten Antriebsteil 5 und einer Verstellwelle 6, die mit einem Dauermagnetrotor 8 des Verstellmotors 2 drehfest verbunden ist. Der Verstellmotor 2 weist einen Stator 9 auf, der in einem Gehäuse 10 fest angeordnet ist.The variable speed gear 1 is designed as a three-shaft gearbox with a drive part fixed to the crankshaft 4 that a drive wheel 7 has, a camshaft-fixed drive part 5 and an adjustment shaft 6 using a permanent magnet rotor 8th of the adjustment motor 2 is rotatably connected. The adjustment motor 2 has a stator 9 on that in a casing 10 is firmly arranged.

Die Nockenwelle 3 besitzt eine Basis- bzw. Notlaufposition, die für einen sicheren Start und einen eingeschränkten Betrieb des Verbrennungsmotors erreicht werden muss. Dies gelingt bei intaktem Verstellmotor 2 auch nach einem Ab würgen des Verbrennungsmotors ohne Schwierigkeiten, da der Verstellmotor 2 die Nockenwelle 3 bei stehendem Verbrennungsmotor oder während des Wiederstarts in die Basisposition verstellt. Es muss aber auch bei ausgefallenem Verstellmotor 2 ein zumindest eingeschränkter Motorbetrieb und ein Wiederstart möglich sein, um zumindest eine Werkstatt erreichen zu können.The camshaft 3 has a basic or emergency running position, which must be achieved for a safe start and limited operation of the internal combustion engine. This works with the servomotor intact 2 even after a gagging of the internal combustion engine without difficulty, since the adjustment motor 2 the camshaft 3 with the internal combustion engine stopped or during restart restarted to the basic position. But it also has to work if the actuator fails 2 at least limited engine operation and a restart are possible in order to be able to reach at least one workshop.

Das Verstellgetriebe 1 und dessen Standgetriebeübersetzung i₀ sind so ausgelegt, dass durch bloßes Abbremsen der Verstellwelle 6 die Nockenwelle 3 beim Anlassen des Verbrennungsmotors in ihre Basisposition gelangt und der Verbrennungsmotor dadurch startfähig wird.The variable speed gear 1 and its stationary gear ratio i ₀ are designed so that by simply braking the adjusting shaft 6 the camshaft 3 reaches its basic position when the internal combustion engine is started and the internal combustion engine is thereby startable.

Bei stillstehender Verstellwelle 6 und rechtsdrehendem Antriebsteil 4 gilt für die Auslegung von i₀:
Bei i₀ < 0 liegt ein Minusgetriebe mit Spätverstellung vor; bei i₀ < 1 ein Plusgetriebe mit Frühverstellung und bei i₀ > 1 ein Plusgetriebe mit Spätverstellung.With the adjusting shaft stopped 6 and clockwise rotating drive part 4 applies to the interpretation of i ₀ :
At i ₀ <0 there is a minus gear with late adjustment; with i ₀ <1 a positive transmission with early adjustment and with i ₀ > 1 a positive transmission with late adjustment.

In 2 ist ein Schaltschema des Stators 9 des Verstellmotors 2 dargestellt. Der Verstellmotor 2 ist als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet mit drei im Stern geschalteten Phasen 11, die Statorwicklungen 12 aufweisen und von einem Steuergerät 13 über Steuerleitungen 15 phasengerecht mit Strom versorgt werden.In 2 is a circuit diagram of the stator 9 of the adjustment motor 2 shown. The adjustment motor 2 is designed as a brushless DC motor with three phases connected in a star 11 who have favourited Stator Windings 12 have and from a control unit 13 via control lines 15 be supplied with electricity in phase.

Die drei Phasen 11 sind durch Kurzschlussleitungen 14 im Dreieck verbunden. In den Kurzschlussleitungen 14 sind Kurzschlussschalter 16 vorgesehen, die bei stromlosem Verstellmotor 2 geschlossen und bei bestromtem Verstellmotor 2 geöffnet sind. Durch das Schließen der Kurzschlussschalter 16 fließt ein Kurzschlussstrom, der zur Kurzschlussbremsung des als Generator betriebenen Verstellmotors 2 dient. Das Schließen der Kurzschlussschalter 16 kann einzeln oder als Ganzes erfolgen, wodurch die Bremskraft regelbar ist.The three phases 11 are through short-circuit lines 14 connected in a triangle. In the short-circuit lines 14 are short-circuit switches 16 provided that when the actuator is de-energized 2 closed and with the adjusting motor energized 2 are open. By closing the short circuit switch 16 a short-circuit current flows, which is used to brake the short-circuit of the servomotor operated as a generator 2 serves. Closing the short circuit switches 16 can be done individually or as a whole, whereby the braking force can be regulated.

Da ein zu hoher Kurzschlussstrom den Verstellmotor 2 gefährdet, ist eine Strombegrenzung erforderlich. Dies kann durch stromabhängiges Öffnen der Kurzschlussschalter 16 erfolgen, die bei Unterschreiten eines Grenzwertes selbsttätig – zum Beispiel durch Federkraft – schließen.Because the short-circuit current is too high, the servomotor 2 current limitation is required. This can be done by opening the short-circuit switch depending on the current 16 take place, which close automatically when falling below a limit value - for example by spring force.

Der Kurzschlussstrom lässt sich auch durch Leistungswiderstände 17 in den Kurzschlussleitungen 14 begrenzen. Ein elektrischer Stromregler 18, der in den Kurzschlussleitungen 14 angeordnet ist und von dem Kurzschlussstrom gespeist wird, dient dem gleichen Zweck.The short-circuit current can also be controlled by power resistors 17 in the short-circuit lines 14 limit. An electric current regulator 18 that in the short-circuit lines 14 is arranged and fed by the short-circuit current, serves the same purpose.

In den 3 und 4 sind Verstellgetriebe dargestellt, die als Dreiwellengetriebe ausgebildet sind, mit ähnlichen, jedoch unterschiedlich angeordneten Bauteilen.In the 3 and 4 Adjustment gears are shown which are designed as three-shaft gears with similar, but differently arranged components.

3 zeigt ein Doppelexzentergetriebe 19 mit einem kurbelwellenfesten Kettenrad 21, einem nockenwellenfesten Deckel 25 und einer Verstellwelle, die als Doppelexzenterwelle 29 ausgebildet ist. Diese ist über eine lösbare Passfederwellenkupplung 37 mit einem nicht dargestellten Verstellmotor verbunden. Als lösbare Kupplungen sind unter anderem auch Keil-, Polygon-, Zahn-, Zweikant-, Vierkant-, und Sechskantwellenkupplungen denkbar. 3 shows a double eccentric gear 19 with a crankshaft-proof sprocket 21 , a camshaft-proof cover 25 and an adjustment shaft, which acts as a double eccentric shaft 29 is trained. This is via a detachable key shaft coupling 37 connected to a servomotor, not shown. Wedge, polygon, tooth, double, square, and hexagonal shaft couplings are also conceivable as releasable couplings.

Der nockenwellenfeste Deckel 25 ist mit Hilfe einer zentralen Standard-Spannschraube 31 über eine Spannhülse 30 mit einem Nockenwellenzapfen 38 einer Nockenwelle 65 verspannt. Eine Öffnung 66 der Passfederwellenkupplung 37 ermöglicht den Zugang eines Schraubwerkzeugs zu einem Schraubenkopf 36 der zentralen Standard-Spannschraube 31.The camshaft-proof cover 25 is with the help of a central standard clamping screw 31 via an adapter sleeve 30 with a camshaft journal 38 a camshaft 65 braced. An opening 66 the key shaft coupling 37 enables access of a screwing tool to a screw head 36 the central standard clamping screw 31 ,

Die Drehwinkellage zwischen der Nockenwelle 65 und dem nockenwellenfesten Deckel 25 ist durch einen Fixierstift 39 festgelegt, der mit Presssitz in fluchtenden Bohrungen des Deckels 25 und des Nockenwellenzapfens 38 angeordnet ist.The angular position between the camshaft 65 and the camshaft-proof cover 25 is through a locating pin 39 fixed with the press fit in aligned holes of the cover 25 and the camshaft journal 38 is arranged.

Die Spannhülse 30 dient zugleich als Lagerfläche für eine Nadelhülse 32 der Doppelexzenterwelle 29. Diese weist zwei gleiche, jedoch um 180° versetzte und dadurch voll ausgeglichene Exzenter 67 auf, die über Gleitlager 33 zwei baugleich ausgebildete Stirnräder 28 antreiben. Die Stirnräder 28 kämmen mit einer Innenverzahnung 22 eines kurbelwellenfesten Hohlrads 20, das einteilig mit dem Kettenrad 21 ausgebildet ist.The adapter sleeve 30 also serves as a storage area for a needle sleeve 32 the double eccentric shaft 29 , This has two identical, but offset by 180 ° and thus fully balanced eccentric 67 on that over plain bearings 33 two identical spur gears 28 drive. The spur gears 28 comb with internal teeth 22 a ring gear fixed to the crankshaft 20 that one piece with the sprocket 21 is trained.

Der nockenwellenfeste Deckel 25 weist axiale Bohrungen 63 auf, in die Stifte 26 eingepresst sind. Diese durchgreifen axiale Bohrungen 27 der baugleich ausgebildeten Stirnräder 28 und durchragen Axialbohrungen 68 eines Abschlussdeckels 34. Die axialen Bohrungen 63, 68 sind fluchtend angeordnet und liegen in gleichmäßigem Abstand auf einem Kreis um die Drehachse 64 des Nockenwellenverstellers. Die axialen Bohrungen 27 besitzen einen um die doppelte Exzentrizität der Exzenter 67 größeren Durchmesser als die Stifte 26, die am Innenumfang der axialen Bohrungen 27 eine Linienberührung aufweisen.The camshaft-proof cover 25 has axial holes 63 on, in the pens 26 are pressed in. These pass through axial bores 27 the identically constructed spur gears 28 and protrude through axial bores 68 of an end cover 34 , The axial bores 63 . 68 are aligned and are evenly spaced on a circle around the axis of rotation 64 of the camshaft adjuster. The axial bores 27 have a double eccentricity of the eccentric 67 larger diameter than the pins 26 that are on the inner circumference of the axial bores 27 have a line contact.

Der Abschlussdeckel 34 dient zum Abschluss des Doppelexzentergetriebes 19 und zur axialen Fixierung der Doppelexzenterwelle 29, der Stirnräder 28 und des Hohlrads 20. Er ist durch Sicherungsringe 35 axial festgelegt. Diese sitzen in Nuten 78, die an dem aus den Axialbohrungen 68 des Abschlussdeckels 34 hervorragenden Enden der Stifte 26 angeordnet sind. Die Lage der Nuten 78 bestimmt den Abstand der Innenflächen 79, 80 des Deckels 25 und des Abschlussdeckels 34. Dabei ist das für die Relativbewegung erforderliche Axialspiel zu den entsprechenden Anlaufflächen der Doppelexzenterwelle 29, der Stirnräder 28 und des Hohlrads 20 berücksichtigt.The end cover 34 serves to complete the double eccentric gear 19 and for the axial fixation of the double eccentric shaft 29 , the spur gears 28 and the ring gear 20 , It is through circlips 35 axially fixed. These sit in grooves 78 that at the from the axial holes 68 of the end cover 34 protruding ends of the pins 26 are arranged. The location of the grooves 78 determines the distance between the inner surfaces 79 . 80 of the lid 25 and the end cover 34 , The axial play required for the relative movement to the corresponding contact surfaces of the double eccentric shaft 29 , the spur gears 28 and the ring gear 20 considered.

Das Hohlrad 20 ist auf dem Deckel 25 in einem Gleitlager 43 gelagert, das unter anderem die Kräfte des Kettenrads 21 aufnimmt. Dieses ist mit dem Hohlrad 20 einteilig ausgebildet und steht über eine Kette mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in drehfester Verbindung, von der es mit halber Kurbelwellendrehzahl angetrieben wird. Das Antriebsmoment des Kettenrades 21 wird über die Stirnräder 28 und die Stifte 26 auf den Deckel 25 und die Nokkenwelle 65 übertragen. Die Zahl der Stifte 26 richtet sich nach der Höhe des Antriebsmoments.The ring gear 20 is on the lid 25 in a plain bearing 43 stored, among other things, the forces of the sprocket 21 receives. This is with the ring gear 20 formed in one piece and is connected via a chain to the crankshaft of the internal combustion engine in a rotationally fixed connection, from which it is driven at half the crankshaft speed. The drive torque of the chain wheel 21 is about the spur gears 28 and the pens 26 on the lid 25 and the camshaft 65 transfer. The number of pens 26 depends on the amount of drive torque.

Die Schmierung des Doppelexzentergetriebes 19 erfolgt durch Motorschmieröl. Dieses gelangt von einer Zuflussleitung 40 des Nockenwellenzapfens 38 in die Nadelhülse 32 und von dort durch Fliehkraft über radiale Schmierölbohrungen 41 in Gleitlager 33, in die axialen Bohrungen 27, zur Innenverzahnung 22, zum Gleitlager 43 und über Abschlussbohrungen 23, 24 in den Motorraum. Die Doppelexzenterwelle 29 wird durch radiale Abströmbohrungen 42 entölt. Bei dem Doppelexzentergetriebe 19 handelt es sich um ein Plusgetriebe, das heißt, die Drehrichtung von Kettenrad 21 und Nockenwelle 64 sind gleich. Da jedes der Stirnräder 28 eine kleinere Zähnezahl Z_NW als die Zähnezahl Z_KW des kurbelwellenfesten Hohlrads 20 aufweist, ergibt sich eine Standgetriebeübersetzung:

The lubrication of the double eccentric gear 19 done by engine lubricating oil. This comes from an inflow line 40 of the camshaft journal 38 into the needle sleeve 32 and from there by centrifugal force over radial lubrication oil holes 41 in plain bearings 33 , in the axial holes 27 , for internal teeth 22 , to the plain bearing 43 and through end holes 23 . 24 in the engine compartment. The double eccentric shaft 29 is through radial outflow bores 42 de-oiled. With the double eccentric gear 19 it is a plus gear, that is, the direction of rotation of the sprocket 21 and camshaft 64 are the same. Because each of the spur gears 28 a smaller number of teeth Z _NW than the number of teeth Z _{KW of} the crankshaft-fixed ring gear 20 has a stationary gear ratio:

Ist im vorliegenden Fall die Drehzahl der Doppelexzenterwelle 29 zum Beispiel durch Kurzschlussbremsen des Verstellmotors kleiner als die des Kettenrads 21, so ist dessen Drehzahl niedriger als die der Nockenwelle 65, wodurch diese in Richtung "früh" verstellt.In the present case it is the speed of the double eccentric shaft 29 for example, due to short-circuit brakes of the variable motor smaller than that of the chain wheel 21 , its speed is lower than that of the camshaft 65 , which adjusts it towards "early".

4 zeigt ein anderes Doppelexzentergetriebe 44, mit einem kurbelwellenfesten Kettenrad 46, einem nockenwellenfesten Hohlrad 51 und einer als Doppelexzenterwelle 50 ausgebildeten Verstellwelle. Diese ist über eine lösbare Keilwellenkupplung 62 mit dem nicht dargestellten Verstellmotor verbunden. Das Doppelexzentergetriebe 44 ist durch eine zentrale Sonder-Spannschraube 54 mit einem Nockenwellenzapfen 55 einer Nockenwelle 69 verspannt. Auch hier wird die Drehwinkellage zwischen der Nockenwelle 69 und dem Doppelexzentergetriebe 44 durch einen Fixierstift 60 festgelegt, der mit Presssitz in fluchtenden Bohrungen des Hohlrads 51 und des Nockenwellenzapfens 55 sitzt. Die zentrale Sonder-Spannschraube 54 ist durch die Keilwellenkupplung 62 hindurch anziehbar. 4 shows another double eccentric gear 44 , with a crankshaft-proof sprocket 46 , a camshaft-proof ring gear 51 and one as a double eccentric shaft 50 trained adjustment shaft. This is via a detachable spline coupling 62 connected to the adjusting motor, not shown. The double eccentric gear 44 is through a central special clamping screw 54 with a camshaft journal 55 a camshaft 69 braced. Again, the angular position between the camshaft 69 and the double eccentric gear 44 with a locating pin 60 fixed, the press fit in aligned holes of the ring gear 51 and the camshaft journal 55 sitting. The central special clamping screw 54 is through the spline coupling 62 tightenable through.

Ein zylindrischer Schraubenkopf 53 der Sonder-Spannschraube 54 dient zugleich als Lagerfläche für die Nadelhülse 57 der Doppelexzenterwelle 50, die dadurch extrem kurz baut. Sie weist wiederum zwei gleiche, um 180° versetzte Exzenter 70 auf, die über Wälzlager 56 zwei baugleich ausgebildete Stirnräder 49 antreiben. Die Wälzlager 56 können auch durch Gleitlager ersetzt werden, die Kosten und Bauraum sparen, dafür höhere Reibung aufweisen.A cylindrical screw head 53 the special clamping screw 54 also serves as a storage area for the needle sleeve 57 the double eccentric shaft 50 , which makes it extremely short. It in turn has two identical eccentrics offset by 180 ° 70 on that about rolling bearings 56 two identical spur gears 49 drive. The roller bearings 56 can also be replaced by plain bearings, which save costs and space, but have higher friction.

Die Stirnräder 49 kämmen mit einer Innenverzahnung 52 des nockenwellenfesten Hohlrads 51. An dessen Umfang ist ein kurbelwellenfestes Antriebsrad 45 angeordnet, mit einem Umfangsteil 75 das einteilig mit dem Kettenrad 46 und einem Seitenteil 76 ausgebildet ist. Letzteres dient unter anderem als Seitenabschluss des Doppelexzentergetriebes 44. Das Umfangsteil 75 ist auf dem Umfang des Hohlrads 51 in einem Gleitlager 58 gelagert. Das Seitenteil 76 weist axiale Bohrungen 77 auf, in die axiale Stifte 47 eingepresst sind, die wie in 3 in Bohrungen 48 der Stirnräder 49 eingreifen und das Antriebsmoment des Antriebsrads 45 über die Stirnräder 49 auf das Hohlrad 51 und auf die Nockenwelle 69 übertragen. Das kurbelwellenfeste Antriebsrad 45 und mit ihm die Stirnräder 49 und die Doppelexzenterwelle 50 sind durch einen Sprengring 59 axial fixiert. Dieser sitzt in einer Radialnut 71 des kurbelwellenfesten Antriebsrads 45 und liegt mit einer Flanke an einer nockenwellennahen Stirnseite 72 des Hohlrades 51 an. Die nockenwellenferne Stirnseite 73 des Hohlrads 45 liegt mit Spiel an der axialen Innenseite 74 des Antriebsrads 45 an. Dieses Spiel ermöglicht die Relativbewegung von Hohlrad 51, Antriebsrad 45, Stirnräder 49 und Doppelexzenterwelle 50.The spur gears 49 comb with internal teeth 52 of the ring gear fixed to the camshaft 51 , On the circumference is a crankshaft-proof drive wheel 45 arranged with a peripheral part 75 the one piece with the sprocket 46 and a side part 76 is trained. The latter serves, among other things, as the side end of the double eccentric gear 44 , The peripheral part 75 is on the circumference of the ring gear 51 in a plain bearing 58 stored. The side part 76 has axial holes 77 on, in the axial pins 47 are pressed in as in 3 in holes 48 the spur gears 49 intervene and the drive torque of the drive wheel 45 over the spur gears 49 on the ring gear 51 and on the camshaft 69 transfer. The crankshaft-proof drive wheel 45 and with him the spur gears 49 and the double eccentric shaft 50 are by a snap ring 59 axially fixed. This sits in a radial groove 71 of the crankshaft fixed to triebsrads 45 and lies with a flank on a face near the camshaft 72 of the ring gear 51 on. The end face remote from the camshaft 73 of the ring gear 45 lies with play on the axial inside 74 of the drive wheel 45 on. This game enables the relative movement of ring gear 51 , Drive wheel 45 , Spur gears 49 and double eccentric shaft 50 ,

Die Schmierung des Doppelexzentergetriebes 44 erfolgt wie bei dem Doppelexzentergetriebe 19 durch eine Zuflussbohrung 61 zu der Nadelhülse 57 und von dort durch Fliehkraft zu den anderen Bauteilen.The lubrication of the double eccentric gear 44 takes place as with the double eccentric gear 19 through an inflow hole 61 to the needle sleeve 57 and from there to the other components by centrifugal force.

Bei dem Doppelexzentergetriebe 44 handelt es sich ebenfalls um ein Plusgetriebe. Da die Zähnezahl Z_NW des nockenwellenfesten Hohlrads 52 größer als die Zähnezahl Z_KW jedes der baugleich ausgebildeten Stirnräder 49 ist, ergibt sich eine Standgetriebeübersetzung:

With the double eccentric gear 44 it is also a plus gear. Since the number of teeth Z _{NW of} the ring gear fixed to the camshaft 52 larger than the number of teeth Z _{KW of} each of the identical spur gears 49 is a stationary gear ratio:

Ist in diesem Fall die Drehzahl der Doppelexzenterwelle, zum Beispiel durch Kurzschlussbremsen des Verstellmotors kleiner als die des Kettenrads 46, so dreht sich die Nockenwelle 69 langsamer als dieses und verstellt so nach „spät".In this case, the speed of the double eccentric shaft is lower than that of the sprocket, for example due to short-circuit braking of the servomotor 46 , the camshaft turns 69 slower than this and thus adjusts to "late".

Das Doppelexzentergetriebe 19 dient als Verstellgetriebe einer Auslassnokkenwelle mit Basisposition "früh", das andere Doppelexzentergetriebe 44 als Verstellgetriebe einer Einlassnockenwelle mit Basisposition "spät".The double eccentric gear 19 serves as the adjustment gear of an exhaust camshaft with the "early" base position, the other double eccentric gear 44 as adjustment gear of an intake camshaft with base position "late".

11: Verstellgetriebevariator
22: Verstellmotoradjusting
33: Nockenwellecamshaft
44: Antriebsteildriving part
55: Antriebsteildriving part
66: Verstellwelleadjusting
77: Antriebsraddrive wheel
88th: DauermagnetrotorPermanent magnet rotor
99: Statorstator
1010: Gehäusecasing
1111: Phasephase
1212: Statorwicklungstator
1313: Steuergerätcontrol unit
1414: KurzschlussleitungShort-circuit line
1515: Steuerleitungcontrol line
1616: KurzschlussschalterShort-circuit switch
1717: Leistungswiderstandpower resistor
1818: elektronischer Stromreglerelectronic current regulator
1919: Doppelexzentergetriebedouble eccentric
2020: kurbelwellenfestes Hohlradcrankshaft-fixed ring gear
2121: KettenradSprocket
2222: Innenverzahnunginternal gearing
2323: Abflussbohrungdrain hole
2424: Abflussbohrungdrain hole
2525: nockenwellenfester Deckelcamshaft-fixed cover
2626: Stiftpen
2727: axiale Bohrungaxial drilling
2828: Stirnradspur gear
2929: Doppelexzenterwelledouble eccentric
3030: Spannhülseclamping sleeve
3131: Standard-SpannschraubeStandard clamping screw
3232: Nadelhülseneedle sleeve
3333: Gleitlagerbearings
3434: AbschlussdeckelEnd cover
3535: Sicherungsringcirclip
3636: Standard-SchraubenkopfStandard screw head
3737: PassfederwellenkupplungFeather shaft coupling
3838: Nockenwellenzapfencamshaft journal
3939: Fixierstiftlocating pin
4040: Zuflussleitunginflow line
4141: SchmierölbohrungOil drilling
4242: Abströmbohrungoutflow bore
4343: Gleitlagerbearings
4444: anderes Doppelexzentergetriebeother double eccentric
4545: kurbelwellenfestes Antriebsradcrankshaft-fixed drive wheel
4646: KettenradSprocket
4747: axialer Stiftaxial pen
4848: Bohrungdrilling
4949: Stirnradspur gear
5050: Doppelexzenterwelledouble eccentric
5151: nockenwellenfestes Hohlradfixed to the camshaft ring gear
5252: Innenverzahnunginternal gearing
5353: zylindrischer Schraubenkopfcylindrical screw head
5454: Sonder-SpannschraubeSpecial clamping screw
5555: Nockenwellenzapfencamshaft journal
5656: Wälzlagerroller bearing
5757: Nadelhülseneedle sleeve
5858: Gleitlagerbearings
5959: Sicherungsringcirclip
6060: Fixierstiftlocating pin
6161: Zuflussbohrungsupply bore
6262: KeilwellenkupplungSpline coupling
6363: axiale Bohrungaxial drilling
6464: Drehachseaxis of rotation
6565: Nockenwellecamshaft
6666: Öffnungopening
6767: Exzentereccentric
6868: Axialbohrungaxial bore
6969: Nockenwellecamshaft
7070: Exzentereccentric
7171: Radialnutradial groove
7272: nockenwellennahe Stirnseitecamshafts close front
7373: nockenwellenferne Stirnseitecamshafts distant front
7474: axiale Innenseiteaxial inside
7575: Umfangsteilperipheral part
7676: Seitenteilside panel
7777: axiale Bohrungaxial drilling
7878: Nutgroove
7979: Innenseiteinside
8080: Innenseiteinside

Claims

Elektrische Verstellvorrichtung für die Drehwinkellage der Nockenwelle (3, 65, 69) zur Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, mit einem Verstellgetriebe (1), das als Dreiwellengetriebe ausgebildet ist und ein kurbelwellenfestes Antriebsteil (4), ein nockenwellenfestes Abtriebsteil (5) sowie eine Verstellwelle (6) aufweist, die drehfest mit einem elektrischen Verstellmotor (2) verbunden ist, der einen Dauermagnetrotor (7) und einen gehäusefesten Stator (8) aufweist, wobei zwischen Antriebsteil (4) und Abtriebsteil (5) bei stillstehender Verstellwelle (6) eine Standgetriebeübersetzung

vorliegt, deren Größe die Gattung des Verstellgetriebes (1) als Plus- oder Minusgetriebe und die Verstellrichtung der Nockenwelle (3, 65, 69) in eine früh- oder spätliegende Basisposition bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund geeigneter konstruktiver Gestaltung des Verstellgetriebes (1) Standgetriebeübersetzungen i₀ realisierbar sind, durch die eine frühe und eine späte Basisposition der Nokkenwelle (3, 65, 69) allein durch Abbremsen der Verstellwelle (6) bei rotierendem Verstellgetriebe (1) erreichbar sind und dass das Abbremsen der Verstellwelle (6) vorzugsweise durch Kurzschlussbremsung des Verstellmotors (2) erfolgt.Electrical adjustment device for the angular position of the camshaft ( 3 . 65 . 69 ) to the crank shaft of an internal combustion engine, with an adjusting gear ( 1 ), which is designed as a three-shaft transmission and a crankshaft-fixed drive part ( 4 ), a camshaft-fixed output part ( 5 ) and an adjustment shaft ( 6 ) which is non-rotatable with an electric adjustment motor ( 2 ) connected to a permanent magnet rotor ( 7 ) and a housing-fixed stator ( 8th ), whereby between the drive part ( 4 ) and stripping section ( 5 ) with the adjusting shaft stopped ( 6 ) a stationary gear ratio

is present, the size of which is the type of the adjustment gear ( 1 ) as plus or minus gear and the adjustment direction of the camshaft ( 3 . 65 . 69 ) determined in an early or late base position, characterized in that due to a suitable constructive design of the adjustment gear ( 1 ) Stationary gear ratios i ₀ can be implemented, by means of which an early and a late base position of the camshaft ( 3 . 65 . 69 ) simply by braking the adjustment shaft ( 6 ) with rotating adjustment gear ( 1 ) can be reached and that the braking of the adjustment shaft ( 6 ) preferably by short-circuit braking of the adjustment motor ( 2 ) he follows.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Standgetriebeübersetzung 0 < i₀ <1 ein Plusgetriebe für eine Nokkenwellenverstellung in Richtung „früh" und mit einer Standgetriebeüber setzung i₀ > 1 ein Plusgetriebe für eine Nockenwellenverstellung in Richtung „spät" realisierbar ist.Adjusting device according to claim 1, characterized in that with a stationary gear ratio 0 <i ₀ <1 a positive gear for a camshaft adjustment in the "early" direction and with a stationary gear ratio i ₀ > 1 a positive gear for a camshaft adjustment in the "late" direction can be realized.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstellgetriebe (1) ein Doppelexzentergetriebe (19) oder ein Taumelgetriebe und ein anderes Doppelexzentergetriebe (44) vorgesehen sind.Adjusting device according to claim 2, characterized in that as the adjusting gear ( 1 ) a double eccentric gear ( 19 ) or a wobble gear and another double eccentric gear ( 44 ) are provided.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelexzentergetriebe (19) einen nockenwellenfesten Deckel (25) aufweist, der mit axialen Stiften (26) fest verbunden ist, die in Bohrungen (27) zweier gleich ausgebildeter Stirnräder (28) mit Linienberührung eingreifen und dass die Stirnräder (28), die von dem Verstellmotor (2) über eine Doppelexzenterwelle (29) antreibbar sind, mit einem kurbelwellenfesten Hohlrad (20) kämmen.Adjusting device according to claim 3, characterized in that the double eccentric gear ( 19 ) a camshaft-proof cover ( 25 ) with axial pins ( 26 ) is firmly connected in the holes ( 27 ) two identical spur gears ( 28 ) with line contact and that the spur gears ( 28 ) by the adjustment motor ( 2 ) via a double eccentric shaft ( 29 ) can be driven with a ring gear fixed ring gear ( 20 ) comb.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelexzenterwelle (29) auf einer Schraubenhülse (30) einer zentralen Standard-Spannschraube (31) mit einer Nadelhülse (32) wälzgelagert und die baugleich ausgebildeten Stirnräder (28) auf der Doppelexzenterwelle (29) in Gleitlagern (33) gelagert sind.Adjusting device according to claim 4, characterized in that the double eccentric shaft ( 29 ) on a screw sleeve ( 30 ) a central standard clamping screw ( 31 ) with a needle sleeve ( 32 ) with roller bearings and the identically constructed spur gears ( 28 ) on the double eccentric shaft ( 29 ) in plain bearings ( 33 ) are stored.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähnezahl Z_NW jedes der zwei baugleich ausgebildeten Stirnräder (28) (gleich Abtriebszähnezahl) kleiner als die Zähnezahl Z_KW des kurbelwellenfesten Hohlrads (20) (gleich Antriebszähnezahl) ist, was zu einer Standgetriebeübersetzung 0 < i₀ < 1 führt.Adjusting device according to claim 5, characterized in that the number of teeth Z _{NW of} each of the two identical spur gears ( 28 ) (equal to the number of driven teeth) less than the number of teeth Z _{KW of} the crankshaft-fixed ring gear ( 20 ) (equal to the number of drive teeth), which leads to a stationary gear ratio 0 <i ₀ <1.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein anderes Doppelexzentergetriebe (44) ein kurbelwellenfestes Antriebsrad (45) aufweist, dass mit axialen Stiften (47) fest verbunden ist, die in Bohrungen (48) zweier baugleich ausgebildeter Stirnräder (49) mit Linienberührung eingreifen und dass die baugleich ausgebildeten Stirnräder (49), die von dem Verstellmotor (2) über eine Doppelexzenterwelle (50) antreibbar sind, mit einem nockenwellenfesten Hohlrad (51) kämmen.Adjusting device according to claim 3, characterized in that another double eccentric gear ( 44 ) a crankshaft-proof drive wheel ( 45 ) has that with axial pins ( 47 ) is firmly connected in the holes ( 48 ) two identical spur gears ( 49 ) with line contact and that the identically constructed spur gears ( 49 ) by the adjustment motor ( 2 ) via a double eccentric shaft ( 50 ) can be driven with a camshaft-fixed ring gear ( 51 ) comb.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelexzenterwelle (50) auf einem zylindrischen Schraubenkopf (53) einer zentralen Sonder-Spannschraube (54) und die baugleich ausgebildeten Stirnräder (49) auf der Doppelexzenterwelle (50) bevorzugt in Wälzlagern (56) gelagert sind.Adjusting device according to claim 7, characterized in that the double eccentric shaft ( 50 ) on a cylindrical screw head ( 53 ) a central special clamping screw ( 54 ) and the identically constructed spur gears ( 49 ) on the double eccentric shaft ( 50 ) preferred in rolling bearings ( 56 ) are stored.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebszähnezahl Z_NW des nockenwellenfesten Hohlrads (51) größer als die Antriebszähnezahl Z_KW eines jeden der baugleich ausgebildeten Stirnräder (49) ist, was zu einer Standgetriebeübersetzung i₀ > 1 führt.Adjusting device according to claim 8, characterized in that the number of output teeth Z _{NW of} the camshaft-fixed ring gear ( 51 ) greater than the number of drive teeth Z _KW of each of the identical spur gears ( 49 ) is what leads to a stationary gear ratio i ₀ > 1.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (8) des Verstellmotors (2) vorzugsweise drei Phasen (10) aufweist, die einzeln und als Ganzes zur Kurzschlussbremsung des Verstellmotors (2) kurzschließbar sind.Adjusting device according to claim 1, characterized in that the stator ( 8th ) of the adjustment motor ( 2 ) preferably three phases ( 10 ), which individually and as a whole for short-circuit braking of the adjustment motor ( 2 ) can be short-circuited.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Kurzschlussschalter (15) vorgesehen sind, die bei stromlosen Verstellmotor (2) geschlossen und bei bestromten Verstellmotor (2) geöffnet sind.Adjusting device according to claim 10, characterized in that short-circuit switch ( 15 ) are provided, which are used with a de-energized servomotor ( 2 ) closed and with powered actuator ( 2 ) are open.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Maßnahmen zur Begrenzung des Kurzschlussstroms vorgesehen sind.Adjusting device according to claim 11, characterized in that measures are provided to limit the short-circuit current.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussschalter (15) bei Überschreiten eines Grenzwertes des Kurzschlussstroms vorzugsweise mit Hilfe desselben öffnen und bei Unterschreiben desselben selbsttätig schließen.Adjusting device according to claim 12, characterized in that the short-circuit switches ( 15 ) If a limit value of the short-circuit current is exceeded, preferably open with the help of the same and close automatically when the same is signed.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kurzschlussleitungen (13) ein Leitungswiderstand (16) angeordnet ist.Adjusting device according to claim 12, characterized in that in the short-circuit line tungen ( 13 ) a line resistance ( 16 ) is arranged.

Verstellvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kurzschlussleitungen (13) ein mit Kurzschlussstrom betriebener elektronischer Stromregler (17) vorgesehen ist.Adjusting device according to claim 12, characterized in that in the short-circuit lines ( 13 ) an electronic current regulator operated with short-circuit current ( 17 ) is provided.