(57)【要約】  本発明により、少なくとも１つの機械的ブレーキユニット（１０）を有する自動車の内燃機関のカムシャフト調整装置であって、前記ブレーキユニット（１０）が少なくとも１つの不動に配置されたアクチュエータ（１１）を有し、前記アクチュエータ（１１）が少なくとも１つの第１ブレーキ面（１２）と、前記第１ブレーキ面（１２）に対して変位可能な少なくとも１つの第２ブレーキ面（１３）とを有し、かつ前記ブレーキユニット（１０）が前記アクチュエータ（１１）とは機能的に分離されたブレーキディスク（１４）を有し、前記ブレーキディスク（１４）が少なくとも部分的に前記アクチュエータ（１１）の前記ブレーキ面（１２、１３）の間に配置されていてかつ調整入力部（１５）への接続のために備えられている、自動車の内燃機関のカムシャフト調整装置が提案される。【選択図】図２
2014528547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの機械的ブレーキユニット（１０）を有する自動車の内燃機関のカムシャフト調整装置であって、前記ブレーキユニット（１０）が少なくとも１つの不動に配置されたアクチュエータ（１１）を有し、前記アクチュエータ（１１）が少なくとも１つの第１ブレーキ面（１２）と、前記第１ブレーキ面（１２）に対して変位可能な少なくとも１つの第２ブレーキ面（１３）とを有し、かつ前記ブレーキユニット（１０）が前記アクチュエータ（１１）とは機能的に分離されたブレーキディスク（１４）を有し、前記ブレーキディスク（１４）が少なくとも部分的に前記アクチュエータ（１１）の前記ブレーキ面（１２、１３）の間に配置されていてかつ調整入力部（１５）への接続のために備えられている、カムシャフト調整装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ（１１）が電磁的に構成されていることを特徴とする、請求項１記載のカムシャフト調整装置。
【請求項３】
前記ブレーキディスク（１４）が５ｇ／ｃｍ3より小さい密度を有することを特徴とする、請求項１または請求項２記載のカムシャフト調整装置。
【請求項４】
前記ブレーキディスク（１４）が常磁性に構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のカムシャフト調整装置。
【請求項５】
前記調整入力部（１５）の構成のために例えば太陽歯車（１７）を有する組合せギヤ（１６）が、前記ブレーキディスク（１４）に固定して接続されていることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のカムシャフト調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載のカムシャフト調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１より、既に、機械的ブレーキユニットを有する自動車の内燃機関のカムシャフト調整装置が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００８０５０８２４Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、殊に、調整時間が短く、費用効率が高いカムシャフト調整装置を提供するという課題を基礎とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明により、請求項１の特徴により解決される。さらなる実施形態は、従属請求項から明らかである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、少なくとも１つの機械的ブレーキユニットを有する自動車の内燃機関のカムシャフト調整装置であって、前記ブレーキユニットが少なくとも１つの不動に配置されたアクチュエータを有し、前記アクチュエータが少なくとも１つの第１ブレーキ面と、第１ブレーキ面に対して変位可能な少なくとも１つの第２ブレーキ面とを有し、かつ前記ブレーキユニットが前記アクチュエータとは機能的に分離されたブレーキディスクを有し、前記ブレーキディスクが少なくとも部分的に前記アクチュエータの前記ブレーキ面の間に配置されていてかつ調整入力部への接続のために備えられている、自動車の内燃機関のカムシャフト調整装置が提案される。これにより、アクチュエータおよびブレーキディスクは互いに独立して最適化されることができ、このことにより、自動車の内燃機関の制御時間の調整を改善することができる。これにより、カムシャフト調整装置の必要とする取り付けスペース、重量および／またはエネルギー消費を低減することができ、このことによりコストを抑えることができる。ブレーキディスクの重量の減少により慣性質量を低減することができ、このことにより調整速度が高められうる。これにより、調整時間が短く、費用効率が高いカムシャフト調整装置を提供することができる。「不動に配置されたアクチュエータ」とは、殊に、不動のハウジングを有するアクチュエータと解釈すべきである。「不動に」とは、殊に、自動車の内燃機関のハウジングに関して定置にすなわち固定して組み込まれていることと解釈すべきである。特に、不動に配置されたアクチュエータには、回転する構成部品がないことが望ましい。「ブレーキ面」とは、殊に、制動トルクを伝えるために摩擦接合によりブレーキディスクと接続されるように備えられている、アクチュエータの面と解釈すべきである。「アクチュエータ」とは、殊に、好ましくはアクチュエータのハウジングに対して変位可能に配置されている少なくとも１つの可動性の駆動エレメントを有する構成部品と解釈すべきである。特にアクチュエータは、好ましくは電子信号および／または電気信号を駆動エレメントの機械的運動へと変換するように備えられている。駆動エレメントは、有利には、ブレーキディスクの作動のために備えられている。特に、駆動エレメントは、好ましくは作動のために、ブレーキディスクに直接接触するように備えられている。「機能的に互いに分離されたブレーキディスクおよびアクチュエータ」とは、殊に、アクチュエータの駆動エレメントおよびブレーキディスクが互いに別々に構成されていることと解釈すべきであり、このことにより、アクチュエータは、好ましくは特にブレーキディスクを欠いた場合でも正常に機能する。「備えられた」とは、殊に、特別に設計され、装備されかつ／または配置されたと解釈すべきである。
【０００７】
さらに、アクチュエータが電磁的に構成されていることが提案される。これにより、短い磁気回路を有する殊に有利なカムシャフト調整装置を実現することができ、このことにより、カムシャフト調整装置は、僅かなエネルギー消費と、磁気通電への迅速な反応性とを有する。さらに、電磁アクチュエータとブレーキディスクとを機能的に分離することにより、カムシャフト調整装置の不感時間を低減することができ、このことにより、調整時間を短縮することができる。さらに、機能的分離によりブレーキディスクの強磁性的構成を省くことができ、このことにより、ブレーキディスクを、重量、寸法および／または同様の事柄に関して最適化することができる。「電磁アクチュエータ」とは、殊に、駆動エレメントの変位のために備えられている少なくとも１つの電磁石を有するアクチュエータと解釈すべきである。
【０００８】
殊に、ブレーキディスクが５ｇ／ｃｍ3より小さい密度を有する場合は有利であり、このことにより、僅かな慣性質量を有する有利なブレーキディスクを提供できる。
【０００９】
さらに、ブレーキディスクが常磁性に構成されている場合は有利である。これにより、殊に有利なブレーキディスクを提供できる。
【００１０】
さらに、カムシャフト調整装置が組合せギヤを含むことが提案され、この組合せギヤは、調整入力部の構成のために例えば太陽歯車を有し、この太陽歯車にブレーキディスクが固定して接続されている。これにより、クランクシャフトとカムシャフトの間の位相位置は殊に有利に調整されうる。「組合せギヤ」とは、殊に、遊星歯車支持体と接続された少なくとも１つの遊星歯車を有するギヤと解釈すべきであり、この遊星歯車は、半径方向に外側にリング歯車と接続されていて、半径方向に内側に太陽歯車と噛み合って接続されている。特に、遊星歯車支持体は回転モーメント伝達的にクランクシャフトと接続されていて、かつリング歯車は回転モーメント伝達的にカムシャフトと接続されていることが望ましい。
【００１１】
さらなる利点は、次の図面の説明から明らかである。図中には、本発明の実施形態が示されている。図、説明および請求項は、複数の特徴を組み合わせて含んでいる。当業者は、これらの特徴を適切にさらに個別に考察し、意義のあるさらなる組み合わせへと統合するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】カムシャフト調整装置の透視図である。
【図２】カムシャフト調整装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１および２は、ここでは詳しく示されていない自動車の内燃機関のクランクシャフトと、自動車の内燃機関のカムシャフト１８との間の位相位置を調整するために備えられている、自動車の内燃機関のカムシャフト調整装置を示す。
【００１４】
位相位置を変えるために、カムシャフト調整装置は、機械的ブレーキユニット１０を有し、この機械的ブレーキユニット１０は、位相位置を調節するために、制動トルクをもたらすように備えられている。ブレーキユニット１０は不動に配置されたアクチュエータ１１を有し、かつ自動車の内燃機関の作動中に回転するブレーキディスク１４を有する。アクチュエータ１１は、制動トルクをもたらすために、したがって位相位置の調整のために、ブレーキディスク１４を作動する。アクチュエータ１１およびブレーキディスク１４は、機能的に互いに分離されている。アクチュエータ１１およびブレーキディスク１４は、それぞれ、独立した構成部品として構成されている。アクチュエータ１１およびブレーキディスク１４は、互いに独立してそれぞれ特定の役割の範囲において最適化されている。
【００１５】
アクチュエータ１１は、電磁的に構成されている。アクチュエータ１１は、不動のハウジング１９、ハウジング１９に対して変位可能な駆動エレメント２０および不動の電磁石２１を有する。ハウジング１９は複数の部品で構成されている。ハウジング１９は回転不能におよび変位不能に備え付けられている。ハウジング１９は、ここでは詳しく示されていない自動車の内燃機関のハウジングと固定して接続されている。ハウジング１９は、自動車の内燃機関のシリンダヘッドと固定して接続されている。電磁石２１はアクチュエータ１１のハウジング１９と固定して接続されている。電磁石２１は駆動エレメント２０の変位のために備えられている。駆動エレメント２０は、軸方向に変位可能にかつ回転不能に備え付けられている。駆動エレメント２０は、カムシャフト１８の回転軸に平行に変位可能に配置されている。駆動エレメント２０およびブレーキディスク１４は、機能的に互いに分離されている。駆動エレメント２０およびブレーキディスク１４は、互いに別々に構成されている。電磁石２１は、電流が流れる際に、駆動エレメント２０をブレーキディスク１４に対して、およびブレーキディスク１４をハウジング１９に対して押し付け、それによって制動トルクが得られる。電流が流れない場合、したがって電磁石２１の無通電状態においては、駆動エレメント２０およびブレーキディスク１４、ならびにハウジング１９およびブレーキディスク１４は、それぞれ、空隙によって分離されている。
【００１６】
アクチュエータ１１は、軸方向に互いに向き合って配置されている第１ブレーキ面１２および第２ブレーキ面１３を有する。第１ブレーキ面１２および第２ブレーキ面１３は、互いに間隔をあけて配置されている。第１ブレーキ面１２は回転不能にかつ変位不能に備え付けられているが、第２ブレーキ面１３は回転不能にのみ備え付けられている。第２ブレーキ面１３は、第１ブレーキ面１２に対して軸方向に変位可能である。第２ブレーキ面１３は、ハウジング１９に対して軸方向に変位可能である。第１ブレーキ面１２はアクチュエータ１１の不動のハウジング１９によって構成され、かつ第２ブレーキ面１３は駆動エレメント２０によって構成されている。第２ブレーキ面１３を構成するために、駆動エレメント２０はブレーキパッド２２を有する。駆動エレメント２０のブレーキパッド２２は、第２ブレーキ面１３を構成する。ブレーキパッド２２は、駆動エレメント２０と固定して接続されている。ブレーキパッド２２は駆動エレメント２０上に接着接合されている。制動トルクを得るために、第２ブレーキ面１３は、電磁石２１に電流を流すことにより、ブレーキディスク１４を第１ブレーキ面１２に対して軸方向に押し付け、このことにより、ブレーキ面１２、１３それぞれは、摩擦接触によりブレーキディスク１４と接続され、ブレーキディスク１４を制動する。電磁石２１の無通電状態においては、第１ブレーキ面１２および第２ブレーキ面１３はそれぞれ、ブレーキディスク１４の空隙によって分離されている。基本的に、駆動エレメント２０およびブレーキパッド２２は、互いに一体化して構成されていてもよい。もちろん、第１ブレーキ面１２が、ハウジング１９と固定して接続されているブレーキパッドによって、同様に構成されていることも考えられる。
【００１７】
ブレーキディスク１４は、部分的に、ブレーキ面１２、１３の間に配置されている。ブレーキディスク１４は、ブレーキディスク１４の外周において、部分的に、ブレーキ面１２、１３の間に配置されている。ブレーキディスク１４の一部は、軸方向に、ブレーキ面１２、１３の間に配置されている。ブレーキディスク１４は、回転エレメントとして構成されている。ブレーキディスク１４は自動車の内燃機関の作動時に回転する。ブレーキディスク１４は、カムシャフト１８の回転軸に対応する回転軸を有する。ブレーキディスク１４はシャフト２３上に相対回転不能に配置されている。
【００１８】
ブレーキディスク１４は、５ｇ／ｃｍ3より小さい密度を有し、常磁性に構成されている。ブレーキディスク１４は軽金属からなる。ブレーキディスク１４は強磁性特性を有さない。ブレーキディスク１４はアルミニウムから製造されている。ブレーキディスク１４は、ここでは詳しく示されていないブレーキパッドをさらに有している。このブレーキパッドは、ブレーキディスク１４と固定して接続されている。このブレーキパッドは、ブレーキディスク１４の軸方向へ両側に配置されている。このブレーキパッドは、ブレーキディスク１４上に接着接合されている。このブレーキパッドは、ブレーキディスク１４の軸方向両面上に配置されていて、夫々の金属表面はアクチュエータ１１の対応するブレーキ面１２、１３との接触のために備えられている。このブレーキパッドは、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＫ）から構成されている。基本的に、ブレーキディスク１４およびブレーキパッドは互いに一体化して構成されていてもよく、従ってブレーキディスク１４は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＫ）から構成されている。
【００１９】
クランクシャフトとカムシャフト１８とのトルク伝達的接続のために、カムシャフト調整装置は、組合せギヤ１６を有する。組合せギヤ１６は、３−シャフト−マイナス−組合せギヤとして構成されている。組合せギヤ１６は、単段遊星歯車として構成されている。組合せギヤ１６は、シャフト２３と固定して接続された、したがってブレーキディスク１４と固定して接続された太陽歯車１７を有する。シャフト２３および太陽歯車１７は、互いに一体化して構成されている。太陽歯車１７は、組合せギヤ１６の調整入力部１５として構成されている。したがって、ブレーキディスク１４は、組合せギヤ１６の調整入力部１５に固定して接続されている。ブレーキディスク１４は、位相位置の調整のために、調整入力部１５に固定して接続されている。
【００２０】
組合せギヤ１６は、さらに、カムシャフト調整装置のクランクシャフトスプロケット２４と固定して接続された遊星歯車支持体２５を有する。クランクシャフトスプロケット２４および遊星歯車支持体２５は、互いに一体化して構成されている。遊星歯車支持体２５は、クランクシャフトスプロケット２４によって、トルク伝達的にクランクシャフトと接続されている。遊星歯車支持体２５は、クランクシャフトによって駆動される。クランクシャフトスプロケット２４は、チェーンホイールとして構成されている。クランクシャフトスプロケット２４は、チェーンによって、トルクを伝達するようにクランクシャフトと接続されている。遊星歯車支持体２５は、太陽歯車１７と噛み合うカムシャフト１８の回転軸を中心にして、遊星歯車を導く。遊星歯車支持体２５は、組合せギヤ１６の入力部として構成されている。
【００２１】
組合せギヤ１６は、さらにリング歯車２６を有する。リング歯車２６は、カムシャフト１８と固定して接続されている。カムシャフト１８およびリング歯車２６は、互いに一体化して構成されている。リング歯車２６はカムシャフト１８を駆動する。リング歯車２６は、組合せギヤ１６の遊星歯車と噛み合う。リング歯車２６は、組合せギヤ１６の出力部として構成されている。
【符号の説明】
【００２２】
１０  ブレーキユニット
１１  アクチュエータ
１２  ブレーキ面
１３  ブレーキ面
１４  ブレーキディスク
１５  調整入力部
１６  組合せギヤ
１７  太陽歯車
１８  カムシャフト
１９  ハウジング
２０  駆動エレメント
２１  電磁石
２２  ブレーキパッド
２３  シャフト
２４  クランクシャフトスプロケット
２５  遊星歯車支持体
２６  リング歯車
【図１】
2014528547.tif 000003
【図２】
2014528547.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月4日(2014.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電磁的ブレーキユニット（１０）を有する自動車の内燃機関のカムシャフト調整装置であって、前記ブレーキユニット（１０）が少なくとも１つの不動に配置されたアクチュエータ（１１）を有し、前記アクチュエータ（１１）が少なくとも１つの第１ブレーキ面（１２）と、前記第１ブレーキ面（１２）に対して変位可能な少なくとも１つの第２ブレーキ面（１３）とを有し、かつ前記ブレーキユニット（１０）が前記アクチュエータ（１１）とは機能的に分離されたブレーキディスク（１４）を有し、前記ブレーキディスク（１４）が少なくとも部分的に前記アクチュエータ（１１）の前記ブレーキ面（１２、１３）の間に配置されていてかつ調整入力部（１５）への接続のために備えられている、カムシャフト調整装置。
【請求項２】
前記ブレーキディスク（１４）が５ｇ／ｃｍ3より小さい密度を有することを特徴とする、請求項１記載のカムシャフト調整装置。
【請求項３】
前記ブレーキディスク（１４）が常磁性に構成されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のカムシャフト調整装置。
【請求項４】
前記調整入力部（１５）の構成のために例えば太陽歯車（１７）を有する組合せギヤ（１６）が、前記ブレーキディスク（１４）に固定して接続されていることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のカムシャフト調整装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
特許文献１より、既に、機械的ブレーキユニットを有する自動車の内燃機関の電磁的カムシャフト調整装置が公知である。その際、ブレーキディスクは、ブレーキユニットの電磁アクチュエータの部分である。
特許文献２からは、既に、アクチュエータの機能がブレーキディスクとは独立している機械的カムシャフト調整装置が公知である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００８０５０８２４Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許第６４５７４４６Ｂ１号明細書
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明により、少なくとも１つの電磁的ブレーキユニットを有する自動車の内燃機関のカムシャフト調整装置であって、前記ブレーキユニットが少なくとも１つの不動に配置されたアクチュエータを有し、前記アクチュエータが少なくとも１つの第１ブレーキ面と、第１ブレーキ面に対して変位可能な少なくとも１つの第２ブレーキ面とを有し、かつ前記ブレーキユニットが前記アクチュエータとは機能的に分離されたブレーキディスクを有し、前記ブレーキディスクが少なくとも部分的に前記アクチュエータの前記ブレーキ面の間に配置されていてかつ調整入力部への接続のために備えられている、自動車の内燃機関のカムシャフト調整装置が提案される。これにより、アクチュエータおよびブレーキディスクは互いに独立して最適化されることができ、このことにより、自動車の内燃機関の制御時間の調整を改善することができる。これにより、カムシャフト調整装置の必要とする取り付けスペース、重量および／またはエネルギー消費を低減することができ、このことによりコストを抑えることができる。ブレーキディスクの重量の減少により慣性質量を低減することができ、このことにより調整速度が高められうる。これにより、調整時間が短く、費用効率が高いカムシャフト調整装置を提供することができる。「不動に配置されたアクチュエータ」とは、殊に、不動のハウジングを有するアクチュエータと解釈すべきである。「不動に」とは、殊に、自動車の内燃機関のハウジングに関して定置にすなわち固定して組み込まれていることと解釈すべきである。特に、不動に配置されたアクチュエータには、回転する構成部品がないことが望ましい。「ブレーキ面」とは、殊に、制動トルクを伝えるために摩擦接合によりブレーキディスクと接続されるように備えられている、アクチュエータの面と解釈すべきである。「アクチュエータ」とは、殊に、好ましくはアクチュエータのハウジングに対して変位可能に配置されている少なくとも１つの可動性の駆動エレメントを有する構成部品と解釈すべきである。特にアクチュエータは、好ましくは電子信号および／または電気信号を駆動エレメントの機械的運動へと変換するように備えられている。駆動エレメントは、有利には、ブレーキディスクの作動のために備えられている。特に、駆動エレメントは、好ましくは作動のために、ブレーキディスクに直接接触するように備えられている。「機能的に互いに分離されたブレーキディスクおよびアクチュエータ」とは、殊に、アクチュエータの駆動エレメントおよびブレーキディスクが互いに別々に構成されていることと解釈すべきであり、このことにより、アクチュエータは、好ましくは特にブレーキディスクを欠いた場合でも正常に機能する。「備えられた」とは、殊に、特別に設計され、装備されかつ／または配置されたと解釈すべきである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
アクチュエータが電磁的に構成されていることが提案される。これにより、短い磁気回路を有する殊に有利なカムシャフト調整装置を実現することができ、このことにより、カムシャフト調整装置は、僅かなエネルギー消費と、磁気通電への迅速な反応性とを有する。さらに、電磁アクチュエータとブレーキディスクとを機能的に分離することにより、カムシャフト調整装置の不感時間を低減することができ、このことにより、調整時間を短縮することができる。さらに、機能的分離によりブレーキディスクの強磁性的構成を省くことができ、このことにより、ブレーキディスクを、重量、寸法および／または同様の事柄に関して最適化することができる。「電磁アクチュエータ」とは、殊に、駆動エレメントの変位のために備えられている少なくとも１つの電磁石を有するアクチュエータと解釈すべきである。
【国際調査報告】
2014528547.tif 000005
2014528547.tif 000006
2014528547.tif 000007
2014528547.tif 000008