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Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aufgrund steigender Anforderungen bezüglich der Leistung, des Drehmoments, des Kraftstoffverbrauchs und des Emissionsverhaltens sind moderne Viertakt-Verbrennungskolbenmotoren fast ausnahmslos mit Stellvorrichtungen zur Phasenverstellung der Einlass- und/oder Auslassnockenwellen versehen, mittels der die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlass- und/oder Auslassventile im Wesentlichen drehzahl- und lastabhängig verändert werden können. Durch eine geeignete Phasenverstellung der Einlass- und Auslassnockenwellen sind ein stabiler Leerlauf, ein erhöhtes Drehmoment bei niedrigen Motordrehzahlen, eine erhöhte Maximalleistung und verringerte Schadstoffemissionen im Teillastbetrieb des betreffenden Verbrennungskolbenmotors erreichbar.
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Bekannte Stellvorrichtungen zur Phasenverstellung einer Nockenwelle sind als hydraulische Drehsteller oder als elektromechanische Drehsteller ausgebildet, die unmittelbar zwischen dem mit einem Ketten- oder Zahnriemenzahnkranz versehenen Antriebsrad und der Nockenwelle angeordnet sind. Nachteilig an derartigen direkten Drehstellern sind jedoch die durch die geringe Übersetzung bedingten hohen Stellkräfte und der hohe Steuerungsaufwand für die Einstellung eines bestimmten Phasenwinkels.
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Zur Verbesserung der Steuerungseigenschaften sind daher Verstellvorrichtungen zur Phasenverstellung einer Nockenwelle vorgeschlagen worden, bei denen im Ventiltrieb zwischen dem Antriebsrad und der Nockenwelle ein mit einem Stellantrieb in Triebverbindung stehendes Überlagerungsgetriebe angeordnet ist. Das Überlagerungsgetriebe weist allgemein zwei Eingangselemente und ein Ausgangselement auf, wobei das erste Eingangselement drehfest mit dem Antriebsrad verbunden und z. B. über einen Ketten- oder Zahnriementrieb formschlüssig mit der Kurbelwelle in Triebverbindung steht, das zweite Eingangselement mit dem steuerbaren Stellantrieb in Verbindung steht, und das Ausgangselement drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist. Als Überlagerungsgetriebe wird bevorzugt ein einfaches Planetengetriebe oder ein aus Komponenten von zwei Planetenradsätzen bestehendes gekoppeltes Planetengetriebe verwendet. Der Stellantrieb kann als ein hilfskraftgesteuerter Drehantrieb, wie z. B. als Elektromotor oder als hydraulischer Drehsteller, oder als eine steuerbare Bremseinrichtung ausgebildet sein.
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Eine hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Steuerbarkeit besonders einfache und kostengünstige Bremseinrichtung ist als eine elektromagnetisch steuerbare Reibungsbremse ausgebildet, die einen gehäusefesten Elektromagneten mit einem Magnetkörper und einer Magnetspule sowie einen drehfest und axial verschiebbar mit dem zweiten Eingangselement verbundenen und durch das Magnetfeld des Elektromagneten gegen eine gehäusefeste Reibfläche drückbaren Bremsrotor umfasst.
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Eine ähnlich einfach aufgebaute, gut steuerbare und zudem verschleißfrei arbeitende Bremseinrichtung ist als eine elektromagnetisch steuerbare Hysteresebremse ausgebildet, die einen gehäusefesten Elektromagneten mit einem Magnetkörper und einer Magnetspule sowie einen drehfest mit dem zweiten Eingangselement verbundenen und einen mit einem vorzugsweise axial ausgerichteten Hystereseband in einer entsprechenden ringförmigen Ausnehmung des Magnetkörpers umlaufenden Bremsrotor umfasst. Da das zweite Eingangselement im ungebremsten Zustand schneller als das erste Eingangselement rotieren würde, wird durch die Einstellung eines bestimmten, auf den Bremsrotor und damit auf das zweite Eingangselement wirksamen mittleren Bremsmomentes eine bestimmte Phasenlage der zugeordneten Nockenwelle gehalten. Ausgehend von dieser Phasenlage der Nockenwelle wird eine Verstellung nach früh durch eine kurzzeitige Erhöhung des Bremsmomentes und nach spät durch eine kurzzeitige Verringerung des Bremsmomentes erreicht.
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Um bei einem Start des Verbrennungskolbenmotors und bei einem störungsbedingten Ausfall der Stellvorrichtung oder ihrer Steuerung vorübergehend eine sichere Notlaufstellung der Nockenwelle relativ zu dem Antriebsrad einstellen und halten zu können, weisen derartige Stellvorrichtungen zumeist eine zwischen zwei Elementen des Überlagerungsgetriebes angeordnete Verriegelungsvorrichtung auf, mit der die Nockenwelle in der Notlaufstellung formschlüssig mit dem Antriebsrad verbindbar ist. Als sichere Notlaufstellung wird bei einer Einlassnockenwelle bevorzugt die frühe Endstellung und bei einer Auslassnockenwelle vorzugsweise die späte Endstellung innerhalb des zulässigen Verstellbereichs verwendet. Es ist jedoch auch möglich, dass als Notlaufstellung einer Nockenwelle eine mittlere Position innerhalb des zulässigen Verstellbereichs vorgesehen ist.
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Eine erste gattungsgemäße Stellvorrichtung zur Phasenverstellung einer Nockenwelle mit einem Überlagerungsgetriebe, einer Bremseinrichtung und einer Verriegelungsvorrichtung ist aus der
DE 10 2006 011 806 A1 bekannt. Das Überlagerungsgetriebe ist als ein gekoppeltes Planetengetriebe mit zwei Sonnenrädern mit unterschiedlichen Durchmessern und Zähnezahlen sowie einem mehrere drehbar gelagerte zweistufige Planetenräder tragenden Planetenträger ausgebildet, wobei das erste Eingangselement durch den Planetenträger, das zweite Eingangselement durch das kleinere Sonnenrad und das Ausgangselement durch das größere Sonnenrad gebildet sind. Die Bremseinrichtung ist als eine elektromagnetisch steuerbare Reibungsbremse ausgebildet, die einen gehäusefesten Elektromagneten mit einem Magnetkörper und einen drehfest sowie axial verschiebbar mit dem kleineren Sonnenrad verbundenen scheibenförmigen Bremsrotor umfasst. Bei eingeschalteter Stellvorrichtung wird der Bremsrotor durch das Magnetfeld des Elektromagneten entgegen der Rückstellkraft einer Feder axial gegen eine Reibfläche des Magnetkörpers gezogen und damit ein entsprechendes Bremsmoment eingestellt.
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Die Verriegelungsvorrichtung umfasst mindestens einen an dem Bremsrotor in Richtung des Planetenträgers axial hervorstehenden Sperrnocken und eine entsprechende, auf der dem Bremsrotor zugewandten Seite an dem Planetenträger angeordneten axialen Ausnehmung. Bei abgeschaltetem Elektromagneten wird der Bremsrotor durch die Rückstellkraft der Feder axial gegen den Planetenträger gedrückt, so dass der Sperrnocken in der Notlaufstellung der Nockenwelle formschlüssig in die Ausnehmung des Planetenträgers einrasten kann, wodurch das kleinere Sonnenrad drehfest mit dem Planetenträger und somit das Antriebsrad drehfest mit der Nockenwelle gekoppelt ist.
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Eine zweite gattungsgemäße Stellvorrichtung zur Phasenverstellung einer Nockenwelle mit einem Überlagerungsgetriebe, einer Bremseinrichtung und einer Verriegelungsvorrichtung ist in der
DE 10 2004 033 894 A1 beschrieben. Das Überlagerungsgetriebe ist als ein einfaches Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, einem mehrere drehbar gelagerte Planetenräder tragenden Planetenträger und einem Hohlrad ausgebildet, wobei das erste Eingangselement durch den Planetenträger, das zweite Eingangselement durch das Sonnenrad und das Ausgangselement durch das Hohlrad gebildet sind.
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Die Bremseinrichtung ist als eine elektromagnetisch steuerbare Hysteresebremse ausgebildet, die einen gehäusefesten Elektromagneten mit einem eine ringförmige Ausnehmung aufweisenden Magnetkörper und einen drehfest mit dem Sonnenrad verbundenen Bremsrotor mit einem in der Ausnehmung des Magnetkörpers umlaufenden zylindrischen Hystereseband umfasst. Bei eingeschalteter Stellvorrichtung wird der Bremsrotor unter der Einwirkung des Magnetfeldes des Elektromagneten durch das wechselweise magnetische Umpolen innerhalb des Hysteresebandes mit einem entsprechenden Bremsmoment abgebremst.
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Die Verriegelungsvorrichtung umfasst mindestens ein Verriegelungselement, das radial verschiebbar, axial verschiebbar oder um eine tangentiale Drehachse schwenkbar an dem Bremsrotor gelagert ist und unter der Wirkung einer Feder in formschlüssigen Eingriff mit einer an dem Planetenträger angeordneten Raste bringbar ist. Die Entsperrung dieser Verriegelungsvorrichtung erfolgt über das Magnetfeld des Elektromagneten der Bremseinrichtung oder eines zusätzlichen Elektromagneten. In der
DE 10 2004 033 894 A1 ist auch erwähnt, dass die Entsperrung der Verriegelungsvorrichtung, insbesondere bei einer radial beweglichen Anordnung des Verriegelungselementes, durch eine auf das Verriegelungselement wirksame Zentrifugalkraft unterstützt werden kann.
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Schließlich ist der
DE 10 2004 043 548 A1 eine Verriegelungsvorrichtung zwischen zwei rotierenden, antriebsverbundenen Elementen zu entnehmen, die insbesondere für eine Stellvorrichtung zur Phasenverstellung einer Nockenwelle geeignet ist und bei einem Ausfall der zugeordneten Stellvorrichtung das selbsttätige Anlaufen und Halten einer Notlaufposition ermöglicht. Hierzu ist an dem einen Element eine Zahnstruktur mit einseitig flachen sowie gegenüberliegend steilen Zahnflanken und an dem anderen Element eine mit der Zahnstruktur in Kontakt bringbare federbelastete Raste angeordnet. Die Anordnung der Zahnstruktur und der Raste an den betreffenden Elementen kann jeweils radial oder axial ausgerichtet sein. Bei einem Ausfall der Stellvorrichtung wird die Verriegelungsvorrichtung aktiviert, wobei die flachen Zahnflanken der Zahnstruktur eine durch ein schwankendes Widerstandsmoment der Nockenwelle bewirkte relative Verdrehung der beiden Elemente bis zum Erreichen der vorgesehenen Notlaufposition ermöglichen.
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Die bekannten Verriegelungsvorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass diese jeweils mittels Hilfsenergie, wie z. B. über das Magnetfeld eines Elektromagneten der Bremseinrichtung, über das Magnetfeld eines zusätzlichen Elektromagneten, oder über das Drucköl eines hydraulischen Flügelzellenstellers, entsperrbar sind. Bei der Stellvorrichtung gemäß der
DE 10 2006 011 806 A1 muss der Elektromagnet zur Einstellung eines bestimmten Bremsmomentes zudem gegen die Rückstellkraft der Feder anarbeiten, was einen erhöhten Energieaufwand bedeutet. Die sichere Aktivierung dieser bekannten Verriegelungsvorrichtungen erfolgt daher nur bei vollständiger Abschaltung der jeweiligen Hilfsenergie, was aber im Störungsfall nicht immer gewährleistet ist. Bei der Stellvorrichtung gemäß der
DE 10 2006 011 806 A1 muss der Elektromagnet zur Einstellung eines bestimmten Bremsmomentes zudem gegen die Rückstellkraft der Feder, mit der die Verriegelungsvorrichtung eingerückt wird, anarbeiten, was einen erhöhten Energieaufwand erfordert.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors mit einer Stellvorrichtung zur Phasenverstellung einer Nockenwelle der eingangs genannten Art vorzuschlagen, deren Verriegelungsvorrichtung selbsttätig, also ohne die Zuhilfenahme eines hilfskraftbetätigten Aktuators und gegebenenfalls zugeordneter Sensoren, und unabhängig von der Ansteuerung der Bremseinrichtung wirksam ist.
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Diese Aufgabe ist durch einen Ventiltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ventiltriebs sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung geht demnach aus von einem an sich bekannten Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors, der eine ein Überlagerungsgetriebe mit zwei Eingangselementen und einem Ausgangselement umfassende Stellvorrichtung zur Phasenverstellung einer Nockenwelle aufweist. Das erste Eingangselement steht über ein Antriebsrad und z. B. eine Steuerkette oder einen Zahnriemen mit der Kurbelwelle des Verbrennungskolbenmotors in Triebverbindung, das zweite Eingangselement steht mit einer steuerbaren Bremseinrichtung in Wirkverbindung, und das Ausgangselement ist drehfest mit der Nockenwelle verbunden. Zwischen den beiden Eingangselementen des Überlagerungsgetriebes ist eine Verriegelungsvorrichtung zur formschlüssigen Verbindung des Antriebsrades mit der Nockenwelle in einer Notlaufstellung vorgesehen. Außerdem ist bei diesem Ventiltrieb vorgesehen, dass die Verriegelungsvorrichtung mindestens ein in dem ersten Eingangselement radialbeweglich geführtes und radial innen von einer Feder gehaltenes Sperrelement sowie mehrere im relativen Schwenkbereich des Sperrelementes an dem Außenumfang eines drehfest mit dem zweiten Eingangselement verbundenen Bremsrotors angeordnete Ausnehmungen aufweist. Dabei ist das Sperrelement mit einem den Außenumfang des Bremsrotors axial überragenden und mit den Ausnehmungen in Eingriff bringbaren Sperrzahn versehen.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Verriegelungsvorrichtung, bei der das mindestens eine Verriegelungselement durch die wirksame Fliehkraft drehzahlabhängig in eine Ausnehmung des Bremsrotors in Eingriff bringbar und aus dem Eingriff lösbar ist, erfolgt die Aktivierung und Entsperrung der Verriegelungsvorrichtung selbsttätig, d. h. ohne die Zuhilfenahme eines hilfskraftbetätigten Aktuators und bisher zugeordneter Sensoren. Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung ist daher kostengünstig realisierbar und weitgehend störungsfrei betreibbar.
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Wenn bei aktivierter Verriegelungsvorrichtung eine selbsttätige Verstellung des Phasenwinkels der Nockenwelle in eine frühe Notlaufstellung vorgesehen ist, sind die Ausnehmungen jeweils keilförmig mit einer entgegen der Drehrichtung des Bremsrotors zunehmenden Tiefe und einem weitgehend radialen Anschlag ausgebildet. Hierdurch wird eine relative Drehung des Bremsrotors gegenüber dem ersten Eingangselement entgegen der Drehrichtung, die einer Verstellung des Phasenwinkels der Nockenwelle in Richtung früh entspricht, ermöglicht. Eine relative Drehung in der Drehrichtung, die einer Verstellung des Phasenwinkels der Nockenwelle in Richtung spät entspricht, wird dagegen bei Erreichen eines Anschlags durch den Sperrzahn verhindert.
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Aufgrund der Schwankungen des Widerstandsmomentes der Nockenwelle, die durch das Öffnen und Schließen der zugeordneten Ventile hervorgerufen und auf den Bremsrotor übertragen werden, führt die Kontur der Ausnehmungen zu einem relativ schnellen Erreichen der frühen Notlaufstellung der Nockenwelle.
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Wenn bei aktivierter Verriegelungsvorrichtung dagegen eine selbsttätige Verstellung des Phasenwinkels der Nockenwelle in eine späte Notlaufstellung vorgesehen ist, sind die Ausnehmungen jeweils keilförmig mit einer in der Drehrichtung des Bremsrotors zunehmenden Tiefe und einem weitgehend radialen Anschlag ausgebildet. In diesem Fall führt die Kontur der Ausnehmungen in Verbindung mit dem schwankenden Widerstandsmoment der Nockenwelle zu einem relativ schnellen Erreichen der späten Notlaufstellung der Nockenwelle.
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Wenn bei aktivierter Verriegelungsvorrichtung jedoch eine selbsttätige Verstellung des Phasenwinkels der Nockenwelle in eine mittlere Notlaufstellung vorgesehen ist, weist der Bremsrotor innerhalb des Schwenkbereiches des Sperrelementes eine mittlere Ausnehmung mit konstanter Tiefe und beidseitig weitgehend radialen Anschlägen auf, in der bei einem Eingriff des zugeordneten Sperrzahns die Notlaufstellung der Nockenwelle erreicht ist. Um eine selbsttätige Verstellung der Nockenwelle in die mittlere Notlaufstellung zu bewirken, sind weitere Ausnehmungen des Bremsrotors dann jeweils keilförmig mit einer umfangseitig von der mittleren Ausnehmung weggerichtet zunehmenden Tiefe und einem weitgehend radialen Anschlag ausgebildet.
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Die Masse des Sperrelementes und die Federkonstante der Feder sind bevorzugt derart abgestimmt, dass die Verriegelungsvorrichtung mit dem Überschreiten einer um wenige hundert Umdrehungen über der Leerlaufdrehzahl nidle liegenden Grenzdrehzahl nGrenz des Verbrennungskolbenmotors fliehkraftbedingt entsperrt wird. So könnte die Grenzdrehzahl nGrenz bei einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungskolbenmotors von nidle = 800 min–1 bei nGrenz = 1000 min–1 liegen.
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Die Ausnehmungen sind vorteilhaft derart ausgebildet und umfangsseitig an dem Bremsrotor angeordnet, dass der Sperrzahn des Sperrelementes unterhalb der Grenzdrehzahl nGrenz des Verbrennungskolbenmotors bei einer einem Ende des relativen Schwenkbereichs entsprechenden Position des Sperrelementes jeweils an dem Anschlag einer Ausnehmung anliegt, da der verfügbare Schwenkbereich hierdurch optimal ausgenutzt wird und zumindest einer der äußeren Anschläge anstelle eines Endanschlags zwischen dem Antriebsrad und der Nockenwelle zur Begrenzung des Verstellbereichs des Phasenwinkels genutzt werden kann.
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Damit sich die in der Verriegelungsvorrichtung auftretenden Kräfte weitgehend intern ausgleichen und diese die Verzahnungen und Lager des Überlagerungsgetriebes nur gering belasten, sind zweckmäßig mehrere Sperrelemente, vorzugsweise drei Sperrelemente, umfangsseitig gleichverteilt an dem ersten Eingangselement und entsprechend viele zugeordnete Ausnehmungen an dem Bremsrotor angeordnet.
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Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
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1 einen Ausschnitt eines Ventiltriebs mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung zur Phasenverstellung einer Nockenwelle in einem Längsmittelschnitt,
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2 dieselbe Stellvorrichtung in einer Axialansicht B-B von 1,
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3 eine erste Abwandlung der Stellvorrichtung nach den 1 und 2 in einer Axialansicht, und
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4 eine zweite Abwandlung der Stellvorrichtung nach den 1 und 2 in einer Axialansicht.
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Ein in 1 nur teilweise abgebildeter Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors ist mit einer Stellvorrichtung 1 zur Phasenverstellung einer Nockenwelle 2 versehen, die ein Überlagerungsgetriebe 3 mit zwei Eingangselementen 4, 5 und einem Ausgangselement 6 sowie eine steuerbare Bremseinrichtung 7 umfasst. Vorliegend ist das Überlagerungsgetriebe 3 beispielhaft als ein einfaches Planetengetriebe 8 mit einem Sonnenrad 9, einem mehrere drehbar gelagerte Planetenräder 10 tragenden Planetenträger 11 und einem Hohlrad 12 ausgebildet. Der Planetenträger 11 bildet das erste Eingangselement 4 und ist einstückig mit einem einen Kettenzahnkranz 13 tragenden Antriebsrad 14 verbunden. Das Antriebsrad 14 steht über eine nicht abgebildete Steuerkette formschlüssig mit der Kurbelwelle des Verbrennungskolbenmotors in Triebverbindung. Das Sonnenrad 9 bildet das zweite Eingangselement 5, das mit der Bremseinrichtung 7 in Wirkverbindung steht. Das Hohlrad 12 bildet das Ausgangselement 6 und ist über mehrere Schrauben 15 starr mit der Nockenwelle 2 verbunden.
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Die Bremseinrichtung 7 ist als eine elektromagnetisch steuerbare Reibungsbremse 16 ausgebildet und umfasst einen gehäusefesten Elektromagneten 17 mit einem im Querschnitt U-förmigen und aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Magnetkörper 18 und einer Magnetspule 19 sowie einen über eine Innenverzahnung 20 drehfest und axial verschiebbar auf der axial verlängerten Außenverzahnung 21 des Sonnenrades 9 gelagerten Bremsrotor 22. Zumindest im an den Magnetkörper 18 angrenzenden Bereich besteht der Bremsrotor 22 aus einem ferromagnetischen Material, so dass dieser bei eingeschaltetem Elektromagneten 17 durch das erzeugte Magnetfeld axial gegen Reibflächen 23 des Magnetkörpers 18 gedrückt und somit ein auf das Sonnenrad 9 wirksames Bremsmoment erzeugt wird.
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Zur formschlüssigen Verbindung des Antriebsrades 14 mit der Nockenwelle 2 in einer Notlaufstellung ist eine zwischen den beiden Eingangselementen 4, 5 des Überlagerungsgetriebes 3 wirksame Verriegelungsvorrichtung 24 vorgesehen. Erfindungsgemäß umfasst die Verriegelungsvorrichtung 24 mindestens ein in dem Planetenträger 11 radialbeweglich geführtes und radial innen von einer Feder 25 gehaltenes Sperrelement 26 sowie mehrere im relativen Schwenkbereich 27 des Sperrelementes 26 an dem Außenumfang des Bremsrotors 22 angeordnete Ausnehmungen 28, in die das Sperrelement 26 mit einem den Außenumfang des Bremsrotors 22 axial überragenden Sperrzahn 29 in Eingriff bringbar ist.
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Wie in der Axialansicht von 2 besser erkennbar ist, sind vorliegend drei Sperrelemente 26 umfangsseitig gleichverteilt an dem Planetenträger 11 und entsprechend viele zugeordnete Ausnehmungen 28 an dem Bremsrotor 22 angeordnet. Die Ausnehmungen 28 sind jeweils keilförmig mit einer entgegen der Drehrichtung 30 des Bremsrotors 22 zunehmenden Tiefe und einem weitgehend radialen Anschlag 31 ausgebildet. Diese Kontur der Ausnehmungen 28 bewirkt, dass sich der Bremsrotor 22 und damit das Sonnenrad 9 bei aktivierter Verriegelungsvorrichtung 24, d. h. bei an der Kontur der Ausnehmungen 28 radial anliegenden Sperrzähnen 29, unter der Wirkung eines schwankenden Widerstandsmomentes der Nockenwelle 2 innerhalb des Schwenkbereiches 27 relativ zu dem Antriebsrad 14 entgegen der Drehrichtung 30 verdrehen kann, was einer Verstellung des Phasenwinkels der Nockenwelle 2 in eine frühe Notlaufstellung 32 entspricht. Eine relative Verdrehung des Bremsrotors 22 gegenüber dem Antriebrad 14 in der Drehrichtung 30 und damit eine Verstellung des Phasenwinkels der Nockenwelle 2 in Richtung spät wird dagegen durch ein umfangsseitiges Anlegen der Sperrzähne 29 an die Anschläge 31 verhindert.
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Ist dagegen eine selbsttätige Verstellung des Phasenwinkels der Nockenwelle 2 in eine späte Notlaufstellung 33 vorgesehen, weisen die keilförmigen Ausnehmungen 28' jeweils eine in der Drehrichtung 30 des Bremsrotors 22 zunehmende Tiefe und einen weitgehend radialen Anschlag 31' auf, was in der Axialansicht von 3 veranschaulicht ist.
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Es ist jedoch auch möglich, dass bei aktivierter Verriegelungsvorrichtung 24 eine selbsttätige Verstellung des Phasenwinkels der Nockenwelle 2 in eine mittlere Notlaufstellung 34 erfolgen soll. In diesem Fall ist an dem Bremsrotor 22 innerhalb des Schwenkbereiches 27, wie in der Axialansicht von 4 dargestellt, jeweils eine mittlere Ausnehmung 35 mit konstanter Tiefe und beidseitig weitgehend radialen Anschlägen 36 angeordnet, in der bei einem Eingriff des zugeordneten Sperrzahns 29 die Notlaufstellung 34 der Nockenwelle 2 erreicht ist. Zur Erzielung der gewünschten Verstellung aus benachbarten Orten der Sperrzähne 29 sind die weiteren Ausnehmungen 28, 28' jeweils keilförmig mit einer innerhalb des jeweiligen Schwenkbereiches 27 umfangseitig von der mittleren Ausnehmung 35 weggerichtet zunehmenden Tiefe und einem weitgehend radialen Anschlag 31, 31' ausgebildet.
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Die Masse der Sperrelemente 26 und die Federkonstante der Federn 25 sind bevorzugt derart aufeinander abgestimmt, dass die Verriegelungsvorrichtung 24 mit dem Überschreiten einer um wenige hundert Umdrehungen über der Leerlaufdrehzahl nidle liegenden Grenzdrehzahl nGrenz des Verbrennungskolbenmotors fliehkraftbedingt entsperrt wird. Hierdurch ist die Verriegelungsvorrichtung 24 insbesondere beim Motorstart und sehr niedrigen Motordrehzahlen aktiviert, so dass die gewünschte Notlaufstellung unter der Wirkung des gerade dann besonders stark schwankenden Widerstandsmomentes der Nockenwelle 2 schnell erreicht und gehalten wird, bis der Verbrennungsmotor die Grenzdrehzahl nGrenz überschreitet und die Verriegelungsvorrichtung 24 fliehkraftbedingt entsperrt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stellvorrichtung
- 2
- Nockenwelle
- 3
- Überlagerungsgetriebe
- 4
- Erstes Eingangselement
- 5
- Zweites Eingangselement
- 6
- Ausgangselement
- 7
- Bremseinrichtung
- 8
- Planetengetriebe
- 9
- Sonnenrad
- 10
- Planetenrad
- 11
- Planetenträger
- 12
- Hohlrad
- 13
- Kettenzahnkranz
- 14
- Antriebsrad
- 15
- Schraube
- 16
- Reibungsbremse
- 17
- Elektromagnet
- 18
- Magnetkörper
- 19
- Magnetspule
- 20
- Innenverzahnung
- 21
- Außenverzahnung
- 22
- Bremsrotor
- 23
- Reibfläche
- 24
- Verriegelungsvorrichtung
- 25
- Feder
- 26
- Sperrelement
- 27
- Schwenkbereich
- 28, 28'
- Ausnehmung
- 29
- Sperrzahn
- 30
- Drehrichtung
- 31, 31'
- Anschlag
- 32
- Frühe Notlaufstellung
- 33
- Späte Notlaufstellung
- 34
- Mittlere Notlaufstellung
- 35
- Mittlere Ausnehmung
- 36
- Anschlag
- nGrenz
- Grenzdrehzahl
- nidle
- Leerlaufdrehzahl
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006011806 A1 [0008, 0014, 0014]
- DE 102004033894 A1 [0010, 0012]
- DE 102004043548 A1 [0013]