Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Nockenwellverstellung, insbesondere Verfahren zum Betreiben einer derartigen, gat- tungsgemäßen Vorrichtung.

Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ist aus der DE 196 11 641 Cl bekannt. Diese Druckschrift beschreibt den Erfindungshintergrund und -kontext, einge- schlössen die konstruktiven Realisierung der Nockenwelle, deren Lagerung sowie deren Zusammenwirken mit der Brennkraftmaschine, worauf in der vorliegenden Anmeldung nicht detailliert eingegangen wird.

Konkret beschreibt diese bekannte Vorrichtung gemäß dem O- berbegriff, wie ein Betätigungselement (Stößel oder Betätigungsstift) durch Zusammenwirken mit einem dem Nocken zugeordneten Hubprofil eine axiale, vorbestimmte Verstellung der Nockenwelle bewirken kann, etwa mit dem Zweck, einem Nocken verschiedene Nockenbahnen umschaltbar anzubieten.

Die bekannte Vorrichtung erfordert dabei typischerweise mehrere Stößel (Bestätigungsstifte) , wie etwa der Figur 2 der DE 196 11 641 Cl, zu entnehmen ist, damit, je nach axi- aler Verschiebeposition der Hubprofilanordnung, jeweils ein geeignet gegenüberstehender Stift eingreifen und die jeweils beabsichtigte Axialverschiebung bewirken kann. Dies

ist konstruktiv aufwendig und verlangt entsprechend viel Einbauraum am Einsatzort.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine mittels Stößel gesteuerte, Oberbegriffliehe Vorrichtung konstruktiv zu vereinfachen, insbesondere das Vorsehen mehrerer, axial beabstandeter Stößel (Betätigungsstifte) unnötig zu machen und Betriebssicherheit sowie Wartungsfreundlichkeit zu erhöhen.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie des unabhängigen Verfahrensanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß vorteilhaft ermöglichen die erfindungsgemäßen zwei verschiedenen Eindringtiefen (weiterbildungsgemäß in Verbindung mit einem mehrteiligen Stößel), dass an einem (einzigen) axialen Montageort die Stößeleinheit vorgesehen sein kann, die, je nach eingestellter Aktivierung (Eindringtiefe und/oder Breite des Einriffsabschnitts des Stößels) , entsprechend die Steuernuten (Nutenbahnen) selektiv auswählen und abfahren kann, womit dann bei Drehung des Hubprofilelements die beabsichtigte jeweilige Axialverstel- lung der Nockenwelle bewirkt wird.

In bevorzugten Ausführungsformen ist der Stößel mehrteilig durch ineinander geführte Stößelelemente (Innen- /Außenstößel) ausgebildet, vorteilhaft weiterbildungsgemäß in Verbindung mit einer zugeordneten elektromagnetischen Stellvorrichtung, welche jedem Stößel eine — weiter bevorzugt separat voneinander antreib- bzw. bewegbare -- An ^¬ kereinheit zuordnet .

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird Schutz beansprucht für jegliches der in den Anmeldungsunterlagen beanspruchten Merkmale, wobei ergänzend der Offenbarungsgehalt der DE 196 11 641 im Hinblick auf die konstruktive Realisierung der verschiebbar gelagerten Nockenwelle sowie des Brennkraftmaschinenkontexts als zur Erfindung gehörig in die vorliegende Anmeldung einbezogen gelten soll.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden kurzen Beschreibung der Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen; diese zeigen in

Fig. 1 bis

Fig. 4: verschiedene perspektivische bzw. seitliche Ansichten eines Hubprofilelementes, gemäß einer ersten _^ Ausführungsform der Erfindung wie es zum Bewirken der Nockenwellenverstel- lung an bzw. auf einer Nockenwelle drehfest vorgesehen sein kann;

Fig. 5 bis

Fig. 7: vier mögliche Stellvorgänge, wie sie im ers- ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich sind, in der Form einer abgewickelt gezeigten Nutenführung im Hubprofilelement der Fig. 1 bis 4;

Fig. 9 bis

Fig. 11: Längsschnitte durch eine elektromagnetische Stellvorrichtung, welche endseitig einen

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mehrgeteilten Stößel zur Realisierung der Stößeleinheit ausbildet.

Die Abbildungen 1 bis 4 verdeutlichen, wie die Steuernuten (in der Art von Bahnen) im gezeigten Hubprofilelement (Nockenstück:) verlaufen; wie in diesem Zusammenhang insbesondere die Figuren 9 bis 11 erkennen lassen, weist die Stößeleinheit einen (einen schmalen Eingriffsbereich 11 ausbildenden) Innenstößel 10 sowie einen diesen umgebenden, hülsenförmigen Außenstößel 12 auf, wobei, in nachfolgend zu beschreibender Weise, beide Stößel separat durch elektromagnetische Ansteuerung unabhängig voneinander betätigbar sind. Der Innenstößel ermöglicht dabei das Realisieren einer größeren Eindringtiefe (in Verbindung mit einem schma- leren Nutenprofil, Abbildung 3, 4), der breitere Außenstößel (Hohlstößel) kann nicht vollständig in die Tiefe einer einen derartigen schmalen Bodenbereich ausbildenden Nut eindringen.

Erfindungsgemäß vorteilhaft ermöglicht es die vorliegende Erfindung, mittels einer exemplarisch in den Fig. 9 bis 11 gezeigten zweigeteilten Stößeleinheit, insgesamt eine Relativbewegung (Axialverschiebung) des Hubprofilelementes zwischen drei Positionen zu realisieren (mit der Wirkung, dass ein einziges -- mehrteiliges -- Stößelaggregat montiert werden muss und entsprechend kein zusätzlicher axialer Einbauraum mit entsprechenden Zusatzaufwand nötig ist) .

Die Abwicklungen der Fig. 5 bis 8 der jeweiligen Nutenbahn- verlaufe (Steuernuten) sind dabei symbolisiert durch dicke schwarze Striche bzw. Strichabschnitte (d.h. breite Nut) sowie gestrichelte/gepunktete Nutenbahnverläufe (schmale Nut), bei überlappen auch innerhalb einer breiten Nut ver-

tieft verlaufende schmale Nut. Weiterhin wird der zweigeteilte Stößel symbolisiert durch einen schwarzen Punkt (Fig. 1, Fig. 8, nämlich Aktivierung durch den Innenstößel), sowie einen Kreis bzw. Ring als Symbol (Fig. 6, Fig. 7), entsprechend dem hülsenförmigen Hohl- bzw. Außenstößel.

Die Fig. 5 verdeutlicht zunächst, wie durch Eingriff des ausgefahrenen Innenstößels 10 in die gezeigte tiefe Nut (Pfeilverlauf 20 der Fig. 5) eine Rechtsverschiebung der Kulisse bewirkt wird, bis zur Position der Fig. 6 (die Stößelposition verbleibt bei allen Beispielen unverändert) . In der Position der Fig. 6 würde, mit dem Zweck eines Zurück- führens in eine Grundstellung (Mittelstellung) , der Außenstößel die mit Pfeilen 22 beschriebene breite Nutenbahn be- schreiben, so dass dann die gezeigte Kulisse von der rechten Position zurück in die Grundstellung (Mittelstellung) verschoben wird.

Fig. 7 zeigt dann, wie aus der Mittelstellung eine Links- Verschiebung bewirkt wird, mittels der Außenhülse; Fig. 8 verdeutlicht das Zurücksetzen aus der linken Position in die Grundstellung (Mittelstellung) mittels Innenstößel. Die

Nut- bzw. Bahnverläufe der Fig. 5 bis 8 dienen insoweit zur weiteren Verdeutlichung des konstruktiven Aufbaus des Hub- profilelements gemäß Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen in schematischer Form die konstruktive Realisierung der Betätigungsvorrichtung als elektromagnetische Stellvorrichtung mit zwei Ankern; einem Innenstößel -(-anker) 10, welcher zum Zusammenwirken mit einem (stationären) Kern 13 einen Permanentmagneten 14 aufweist, und einem zweiten Anker 12, welcher in den Hohlstößel übergeht.

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Durch Bestromen einer Spule II (Bezugszeichen 16) wird der Flachanker (damit der Hohlstößel 12) abwärts bewegt. Der Permanentmagnet 14 des Innenstößels 10 sorgt dagegen dafür, dass bei diesem Betriebsvorgang der Innenstößel am Kern 13 und damit in der in Fig. 9 gezeigten, eingeschobenen Stellung verbleibt .

Fig. 10 zeigt den auf diese Weise ausgefahrenen Hohlstößel; eine Markierung „X" einer der Spulen symbolisiert den bestromten Zustand.

Zum Ausfahren des Innenstößels muss der Permanentmagnet von einer (den Kern 13 umgebenden) Spule I (Bezugszeichen 18) abgestoßen werden (bei entsprechender Bestromung der Spule I) . Hierbei wird automatisch der Hohlstößel (mittels des Flachankers) in der Zeichnungsebene nach oben gezogen, so dass der Hohlstößel nicht ausgefahren „werden - kann-, es -ergibt sich der Betriebszustand der Abbildung 11.