DE102005028233A1

DE102005028233A1 - Variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102005028233A1
Application number: DE102005028233A
Authority: DE
Inventors: Tomoya Atsugi Tsukada; Kotaro Atsugi Watanabe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-01-12
Also published as: JP4237108B2; JP2006002677A; US7159549B2; US20050279306A1

Abstract

Eine Nockenwelle ist ausgebildet an einem generell mittleren Abschnitt mit einem vergrößerten zylindrischen Abschnitt. Ein ringartiges Schaufelelement ist angebracht an dem vergrößerten zylindrischen Abschnitt und gesichert bzw. befestigt daran mittels einer Mutter. Ein ringartiges Gehäuse bzw. Kettenrad ist angeordnet zum darin Aufnehmen des ringartigen Schaufelelements in einer Weise, welche eine Drehung des Schaufelelements relativ zum ringartigen Gehäuse ermöglicht. Sowohl eine kreisartige Öffnung des Schaufelelements als auch eine kreisartige Öffnung des ringartigen Gehäuses sind derart bemessen, dass sie ein dadurch Hindurchtreten von Nockenerhebungen der Nockenwelle zulassen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet dar Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft generell ein variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotors, welches in der Lage ist zu einem Ändern von Öffnungs-/Schließzeiten von Motorventilen (das heißt Einlass- und/oder Auslassventilen) in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung im Hinblick auf eine Verringerung der Größe eines derartigen variablen Ventilsystems.

Bislang wurden auf dem Gebiet variabler Ventilsysteme eines Verbrennungsmotors verschiedene Typen vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt. Eines der Systeme ist dargestellt in der japanischen Offenlegungsschrift (Tokkaihei) 10-8988.

Das variable Ventilsystem der veröffentlichten Anmeldung ist eine Vorrichtung zum Steuern von Ventilzeiten von Einlass- und Auslassventilen in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand eines dazugehörigen Verbrennungsmotors. Die Vorrichtung umfasst eine Einlassnockenwelle für Einlassventile und eine Auslassnockenwelle für Auslassventile.

Die Auslassnockenwelle ist an einem Ende davon versehen mit einem Primärkettenrad, um welches eine Steuerkette von einer Kurbelwelle betriebsfähig gelegt ist.

Die Einlassnockenwelle ist an einem Ende davon versehen mit einer Ventilzeitensteuervorrichtung, welche eine relative Winkelposition zwischen dem Nockenwellenrad und der Einlassnockenwelle mit Hilfe eines Hydraulikdrucks ändert, welcher durch ein Drucksteuerventil einem Ölgehäusekörper zugeführt wird.

Der Ölgehäusekörper befindet sich näher an der Auslassnockenwelle als an dem Primärkettenrad der Auslassnockenwelle.

Zusammenfassung der Erfindung

Infolge der Anordnung der oben erwähnten Bauteile hat der Verbrennungsmotor, auf welchen das variable Ventilsystem der veröffentlichten Anmeldung praktisch angewandt wird, gezwungenermaßen einen sperrigen Aufbau, insbesondere einen in der Länge vergrößerten Aufbau. Bekanntermaßen erschwert ein sperriger Aufbau des Motors dessen Gestaltung in einem Motorraum.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotors zu schaffen, welches eine kompakte Größe aufweist. Daher kann ein Motor, auf welchen das variable Ventilsystem der Erfindung praktisch angewandt wird, in seiner Größe kompakt sein, so dass die Gestaltung des Motors in einem Motorraum einfach bzw. problemlos erfolgt.

In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotors vorgesehen, welches umfasst: eine Nockenwelle; eine Vielzahl von Nockenerhebungen einstückig mit und montiert auf der Nockenwelle und arbeitend zum Öffnen und Schließen von Motorventilen, wenn die Nockenwelle dreht, wobei jeweils zwei benachbarte Nockenerhebungen jeweils in vorbestimmten Abständen zueinander angeordnet sind; ein ringartiges Schaufelelement mit einer Vielzahl von Schaufeln, welche in Radialrichtung davon nach außen vorstehen, und einer kreisartigen Öffnung, welche bemessen ist zum Zulassen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen; ein ringartiges Gehäuse zum darin Aufnehmen des Schaufelelements in einer Weise zum Zulassen einer Drehung des Schaufelelements relativ zum ringartigen Gehäuse, wobei das ringartige Gehäuse eine kreisartige Öffnung aufweist, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen; eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments einer Nockenwelle des Motors auf das ringartige Gehäuse; mindestens ein Paar von Nacheil- und Voreilarbeitskammern, definiert zwischen dem ringartigen Schaufelelement und dem ringartigen Gehäuse; und einen Hydraulikkreis zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikfluids zu einer der Nacheil- und Voreilarbeitskammern in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors, wobei sowohl eine Axiallänge des ringartigen Gehäuses als auch eine Axiallänge des Schaufelelements derart festgelegt sind, dass sie kleiner sind als der kürzeste der vorbestimmten Abstände, und wobei das Schaufelelement fest angebracht ist an einem gegebenen Abschnitt der Nockenwelle, um damit zu drehen.

In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotors vorgesehen, welches umfasst: zwei zylindrische Stücke, welche bei koaxialer Verbindung eine Nockenwelle bilden; eine Vielzahl von Nockenerhebungen, welche einstückig mit den beiden zylindrischen Stücken vorgesehen sind und daran angebracht sind und derart arbeiten, dass sie Motorventile öffnen und schließen, wenn die zylindrischen Stücke um ihre gemeinsame Achse drehen; ein kreisartiges Schaufelelement mit einer Vielzahl von Schaufeln, welche in Radialrichtung nach außen davon vorstehen, wobei das Schaufelelement fest zwischen einander zugewandten Enden der zylindrischen Stücke angeordnet ist, um zusammen mit der Nockenwelle zu drehen; ein ringartiges Gehäuse zum darin Aufnehmen des Schaufelelements in einer Weise zum Ermöglichen einer Drehung des Schaufelelements relativ zu dem ringartigen Gehäuse, wobei das ringartige Gehäuse eine kreisartige Öffnung aufweist, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der einander zugewandten Enden der zylindrischen Stücke; eine Vielzahl von Verbindungsschrauben, durch welche die beiden zylindrischen Stücke und die kreisartige Schaufel verbunden sind, um einen einzigen Aufbau zu bilden; eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments einer Nockenwelle des Motors auf ein ringartiges Gehäuse; mindestens ein Paar von Nacheil- und Voreilarbeitskammern, definiert zwischen dem kreisartigen Schaufelelement und dem ringartigen Gehäuse; und einen kreisartigen Kreis zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikfluids zu einer der Nacheil- und Voreilarbeitskammern in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors.

In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotors vorgesehen, welches umfasst: eine Nockenwelle; eine Vielzahl von Nockenerhebungen, welche einstückig mit der Nockenwelle vorgesehen sind und daran angebracht sind und derart arbeiten, dass sie Motorventile öffnen und schließen, wenn die Nockenwelle dreht, wobei jeweils zwei benachbarte Nockenerhebungen in jeweiligen vorbestimmten Abständen zueinander angeordnet sind; ein kreisartiges Schaufelelement, welches einstückig mit der Nockenwelle vorgesehen ist und eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, welche nach außen in Radialrichtung davon vorstehen; ein ringartiges Gehäuse zum darin Aufnehmen des Schaufelelements in einer Weise zum Ermöglichen einer Drehung des Schaufelelements relativ zum ringartigen Gehäuse, wobei das ringartige Gehäuse eine kreisartige Öffnung aufweist, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen und des Schaufelelements; eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments einer Kurbelwelle des Motors auf das ringartige Gehäuse; mindestens ein Paar von Voreil- und Nacheilarbeitskammern, definiert zwischen dem Schaufelelement und dem ringartigen Gehäuse; und ein Hydraulikkreis zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikfluids zu einer der Nacheil- und Voreilarbeitskammern in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors, wobei eine Axiallänge des ringartigen Gehäuses derart festgelegt ist, dass sie kleiner ist als der kürzeste der vorbestimmten Abstände.

In Übereinstimmung mit einem vierten Aspekte der vorliegenden Erfindung ist ein variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotors vorgesehen, welches umfasst: eine Kurbelwelle; eine Vielzahl von Nockenerhebungen, welche einstückig mit der Nockenwelle vorgesehen sind und daran angebracht sind und derart arbeiten, dass sie Motorventile öffnen und schließen, wenn die Nockenwelle dreht, wobei jeweils zwei benachbarte Nockenerhebungen in jeweiligen vorbestimmten Abständen zueinander angeordnet sind; ein ringartiges Schaufelelement mit einer Vielzahl von Schaufeln, welche in Radialrichtung nach außen davon vorstehen, und einer kreisartigen Öffnung, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen; ein ringartiges Gehäuse zum darin Aufnehmen des Schaufelelements in einer Weise zum Ermöglichen einer Drehung des Schaufelelements relativ zum ringartigen Gehäuse, wobei das ringartige Gehäuse eine kreisartige Öffnung aufweist, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen; eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments einer Kurbelwelle des Motors auf ein ringartiges Gehäuse; mindestens ein Paar von Nacheil- und Voreilarbeitskammern, definiert zwischen dem ringartigen Schaufelelement und dem ringartigen Gehäuse; und einen Hydraulikkreis zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikfluids zu einer der Nacheil- und Voreilarbeitskammern in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors, wobei sowohl die kreisartige Öffnung des ringartigen Schaufelelements als auch die kreisartige Öffnung des ringartigen Gehäuses im Durchmesser größer sind als ein imaginärer Kreis, welcher einen Durchmesser aufweist, welcher zwischen höchsten und niedrigsten Abschnitten jeder Nockenerhebung ist, und im Durchmesser größer ist als ein imaginärer Kreis, welcher durch einen in Radialrichtung äußersten Abschnitt jeder Nockenerhebung bei drehender Nockenwelle gezogen wird, und wobei das Schaufelelement fest angebracht ist an einem gegebenen Abschnitt der Nockenwelle, um damit zu drehen.

In Übereinstimmung mit einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Montage eines variablen Ventilsystems eines Verbrennungsmotors vorgesehen, wobei das variable Ventilsystem umfasst: eine Kurbelwelle; eine Vielzahl von Nockenerhebungen, welche einstückig mit der Nockenwelle vorgesehen sind und daran angebracht sind und derart arbeiten, dass sie Motorventile öffnen und schließen, wenn die Nockenwelle dreht, wobei jeweils zwei benachbarte Nockenerhebungen in jeweiligen vorbestimmten Abständen zueinander angebracht sind; ein ringartiges Schaufelelement mit einer Vielzahl von Schaufeln, welche in Radialrichtung nach außen davon vorstehen, und einer kreisartigen Öffnung, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen; ein ringartiges Gehäuse zum darin Aufnehmen des Schaufelelements in einer Weise zum Ermöglichen einer Drehung des Schaufelelements relativ zum ringartigen Gehäuse, wobei das ringartige Gehäuse eine kreisartige Öffnung aufweist, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen; eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments einer Kurbelwelle des Motors auf das ringartige Gehäuse; mindestens ein Paar von Nacheil- und Voreilarbeitskammern, definiert zwischen dem ringartigen Schaufelelement und dem ringartigen Gehäuse; und einen Hydraulikkreis zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikfluids zu einer der Nacheil- und Voreilarbeitskammern in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors, wobei sowohl eine Axiallänge des ringartigen Gehäuses als auch eine Axiallänge des Schaufelelements kleiner sind als der kürzeste der vorbestimmten Abstände, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen einer Einheit mit dem ringartigen Gehäuse, in welchem das Schaufelelement lose aufgenommen ist bzw. wird; Anordnen des Schaufelelements an einer rechten Position im ringartigen Gehäuse; Anordnen der Einheit auf der Nockenwelle von einem Ende der Nockenwelle unter Ermöglichung einer Aufnahme der Nockenwelle in den kreisartigen Öffnungen; Bewegen der Einheit zu einem vergrößerten gegebenen Abschnitt der Nockenwelle durch Ausführen einer Zick-Zack-Bewegung der Einheit, um die Nockenerhebungen zu räumen bzw, zu löschen (engl. „clear"); Positionieren der Einheit relativ zum vergrößerten gegebenen Abschnitt; und In-Eingriff-Bringen einer Mutter mit einem Gewindeabschnitt des vergrößerten gegebenen Abschnitts zum Drücken des Schaufelelements gegen einen Flanschabschnitt des vergrößerten gegebenen Abschnitts, um dadurch das Schaufelelement an dem vergrößerten gegebenen Abschnitt zu sichern bzw. zu befestigen.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung deutlich hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Querschnittsansicht einer Ventilzeitensteuervorrichtung, verwendet in einem variablen Ventilsystem eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Querschnittsansicht der Ventilzeitensteuervorrichtung, verwendet in dem variablen Ventilsystem des ersten Ausführungsbeispiels, wobei ein Verfahren zur Anbringung einer gegebenen Einheit an einem gegebenen Abschnitt einer Einlassnockenwelle dargestellt ist;
3 ist einer vergrößerte Ansicht aus der Richtung eines Pfeils "III" von 2;
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der Linie "IV-IV" von 2;
5 ist eine perspektivische Ansicht der Ventilzeitensteuervorrichtung, verwendet in dem variablen Ventilsystem des ersten Ausführungsbeispiels, welche in Zusammenhang mit einer Auslassnockenwelle steht;
6 ist eine Draufsicht der Ventilzeitensteuervorrichtung und der Auslassnockenwelle;
7 ist einer Querschnittsansicht der Ventilzeitensteuervorrichtung in einem Zustand, in welchem die Ventilzeit in einer Nacheilseite bzw. nacheilenden Seite festgelegt ist;
8 ist eine Ansicht ähnlich 7, welche jedoch einen Zustand darstellt, bei welchem die Ventilzeit in einer Zwischenseite festgelegt ist;
9 ist eine Ansicht ebenfalls ähnlich 7, welche jedoch einen Zustand darstellt, in welchem die Ventilzeit in einer Voreilseite bzw. voreilenden Seite festgelegt ist;
10 ist eine Ansicht ähnlich 3, welche jedoch eine Ventilzeitensteuervorrichtung darstellt, welche in einem variablen Ventilsystem eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
11 ist eine Explosionsansicht und Querschnittsansicht einer Ventilzeitensteuervorrichtung, verwendet in einem variablen Ventilsystem eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
12 ist einer Querschnittsansicht der Ventilzeitensteuervorrichtung von 11 in einem montierten Zustand; und
13 ist eine Ansicht ähnlich 12, welche jedoch eine Ventilzeitensteuervorrichtung, verwendet in einem variablen Ventilsystem eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, darstellt.
Genaue Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung genau beschrieben.
Zum besseren Verständnis werden verschiedene Richtungsausdrücke, wie etwa rechts, links, über, unter und Ähnliches in der nachfolgenden Beschreibung verwendet. Jedoch sind derartige Ausdrücke lediglich in bezug auf eine Zeichnung bzw. Zeichnungen zu verstehen, in welchen ein entsprechendes Teil bzw. ein entsprechender Abschnitt dargestellt sind.
Wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, ist ein variables Ventilsystem der vorliegenden Erfindung ausgelegt für einen Verbrennungsmotor eines Vierzylindertyps mit einem Einlassventil und einem Auslassventil für jeden Zylinder.
Bezugnehmend auf 1 bis 9, insbesondere auf 1, ist eine Ventilzeitensteuervorrichtung 100, verwendet in einem variablen Ventilsystem eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, dargestellt.
Wie aus 1, 5 und 6 ersichtlich, umfasst eine Ventilzeitensteuervorrichtung 100, auf welche die vorliegende Erfindung praktisch angewandt wird, generell ein Kettenrad 1, welches angetrieben wird durch eine (nicht dargestellte) Kurbelwelle eines dazugehörigen Verbrennungsmotors durch eine (nicht dargestellte) Steuerkette, eine Einlassnockenwelle 2, welche sich entlang einer Längsachse des Motors erstreckt und durch das Kettenrad 1 hindurch in einer Weise verläuft, dass zwischen diesen eine Relativdrehung erreicht wird, eine Auslassnockenwelle 3 (siehe 5), welche sich parallel zu einer Einlassnockenwelle 2 erstreckt, eine Phasenänderungsvorrichtung 4A, welche angeordnet ist zwischen dem Kettenrad 1 und der Einlassnockenwelle 2, um eine Relativwinkelposition zwischen diesen zu ändern, und einen Hydraulikkreis 5 (siehe 1), welcher die Phasenänderungsvorrichtung 4A betätigt.
Wie unten genau beschrieben, ist ein Kettenrad 1 einstückig ausgebildet mit einem Gehäuse einer Phasenänderungsvorrichtung 4A und hat ein erstes Zahnrad 6, um welches die Steuerkette von einem Antriebskettenrad der Kurbelwelle betriebsfähig gelegt ist.
Eine Einlassnockenwelle 2 ist drehbar gelagert auf einem Zylinderkopf (nicht dargestellt) des Motors durch (nicht dargestellte) Nockenlager. Wie dargestellt in 2, 5 und 6, sind vier Nockenerhebungen 7a, 7b, 7c und 7d einstückig ausgebildet auf einer Einlassnockenwelle 2 in gleichmäßig in Abstand befindlichen Intervallen, wobei jede Nockenerhebung 7a, 7b, 7c oder 7d ausgelegt bzw. gestaltet ist zum Öffnen und Schließen des entsprechenden (nicht dargestellten) Einlassventils.
Wie dargestellt in 1 und 2, hat eine Einlassnockenwelle 2 an ihrem generell mittleren Abschnitt einen vergrößerten zylindrischen Abschnitt 8. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, hat ein vergrößerter zylindrischer Abschnitt 8 an seinem rechten Abschnitt einen dickeren Flanschabschnitt 8a und an seinem linken Abschnitt einen Außengewindeabschnitt 8b.
Wie ersichtlich aus 5 und 6, sind vier Nockenerhebungen 9 einstückig ausgebildet auf einer Auslassnockenwelle 3 in gleichmäßig in Abstand befindlichen Intervallen wie bei der oben erwähnten Einlassnockenwelle 2, wobei jede Nockenerhebung 9 ausgelegt bzw. gestaltet ist zum Öffnen und Schließen des entsprechenden (nicht dargestellten) Auslassventils. Wie in dieser Zeichnung dargestellt, hat eine Auslassnockenwelle 3 an ihrem generell mittleren Abschnitt ein daran befestigtes Übertragungszahnrad 10.
Wie ersichtlich aus 1, 7 bis 9, umfasst eine Phasenänderungsvorrichtung 4A ein ringartiges Gehäuse 11, welches einstückig mit einem Kettenrad 1 angeordnet ist, ein ringartiges Schaufelelement 12, welches fest angebracht ist an einem vergrößerten zylindrischen Abschnitt 8 einer Einlassnockenwelle 2 und drehbar aufgenommen ist in einem ringartigen Gehäuse 11, sechs Schaufeln 12c, welche vorgesehen sind durch ein Schaufelelement 12, sechs Trennvorsprünge 13, welche vorgesehen sind durch ein ringartiges Gehäuse 11, sechs Nacheilarbeitskammern 14 und sechs Voreilarbeitskammern 15, welche definiert sind durch sechs Schaufeln 12c eines Schaufelelements 12 und sechs Trennvorsprünge 13 eines ringartigen Gehäuses 11. Es sei darauf hingewiesen, dass jede Nacheilarbeitskammer 14 und ihre Partnervoreilarbeitskammer 15 getrennt sind durch eine zwischen diesen befindliche Schaufel 12c.
Wie ersichtlich aus 1, umfasst ein ringartiges Gehäuse 11 generell einen ringartigen Gehäusekörper 16, eine erste ringartige Platte 17, angeordnet auf einer rechten Seite eines Gehäusekörpers 16, und eine zweite ringartige Platte 18, angeordnet auf einer linken Seite eines Gehäusekörpers 16.
Wie ersichtlich aus 1 und 3, sind ein Gehäusekörper 16 und eine erste und eine zweite ringartige Platte 17 und 18 fest verbunden mittels sechs Schrauben 19. Wie ersichtlich aus 1, ist jede Schraube 19 durch ausgerichtete Öffnungen geführt, welche eine Öffnung 18a einer zweiten ringartigen Platte 18 und eine Öffnung 16a eines Gehäusekörpers 16 sind, und in Eingriff mit einer Innengewindeöffnung 17a einer ersten ringartigen Platte 17.
Wie ersichtlich aus 1 und 5, ist eine erste ringartige Platte 17 einstückig ausgebildet an einem Umfang davon mit einem zweiten Zahnrad 17b, welches in Eingriff ist mit einem Übertragungszahnrad 10 einer Auslassnockenwelle 3.
Wie ersichtlich aus 1, ist eine erste ringartige Platte 17 ausgebildet mit einer kreisartigen Öffnung 17c, von welcher eine zylindrische Fläche drehbar oder gleitfähig auf einer zylindrischen Außenfläche eines dickeren Flanschabschnitts 8a einer Einlassnockenwelle 2 angeordnet ist. Wie dargestellt wird durch Verwenden eines Lokalisierstifts 35 ein Positionieren einer ersten ringartigen Platte 17 in Radial- und Umfangsrichtungen relativ zu einem Gehäusekörper 16 erreicht.
Wie ersichtlich aus 1 und 5, hat eine zweite ringartige Platte 18 einen Außendurchmesser, welcher gleich demjenigen eines Gehäusekörpers 16 ist, und eine zweite ringartige Platte 18 hat eine kreisartige Öffnung 18b, deren Außendurchmesser im wesentlichen derselbe ist wie derjenige der oben erwähnten kreisartigen Öffnung 17c einer ersten ringartigen Platte 17. In eine kreisartige Öffnung 18b ist ein zylindrischer Basisabschnitt 20b von einer Mutter 20 drehbar aufgenommen, welche unten genau beschrieben ist.
Wie ersichtlich aus 1 und 5, ist ein Innendurchmesser eines ringartigen Gehäusekörpers 16 etwas größer als ein Außendurchmesser, definiert durch die äußersten Kanten von Schaufeln 12c eines ringartigen Schaufelelements 12, und ausreichend größer als ein äußerster Durchmesser von Nockenerhebungen 7a, 7b, 7c und 7d.
Es sei darauf hingewiesen, dass, wie ersichtlich aus 3, der äußerste Durchmesser von Nockenerhebungen 7a, 7b, 7c und 7d der Durchmesser eines imaginären Kreises "IC-1" ist, welcher einen Durchmesser aufweist, der sich zwischen höchsten und niedrigsten Abschnitten jeder Nockenerhebung 7a, 7b, 7c oder 7d erstreckt.
Wie ersichtlich aus 1 und 5, sind eine kreisartige Öffnung 17c einer ersten ringartigen Platte 17 und eine kreisartige Öffnung 18b einer zweiten ringartigen Platte 18 derart bemessen, dass durch diese hindurch linke Nockenerhebungen 7a und 7b oder rechte Nockenerhebungen 7c und 7d (bei Betrachtung in 5) verlaufen bzw. geführt werden.
Ferner, wie anhand der Zeichnungen ersichtlich, ist eine Axiallänge "W" (siehe 1) eines ringartigen Gehäuses 11 geringer festgelegt als die kürzeste Länge eines Axialabstands zwischen den linken Nockenerhebungen 7a und 7b und demjenigen zwischen den rechten Nockenerhebungen 7c und 7d.
Obwohl bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich eine Nockenerhebung 7a, 7b, 7c oder 7d für jeden Zylinder vorgesehen ist, können für jeden Zylinder zwei oder drei Nockenerhebungen mit dem gleichen Nockenwinkel vorgesehen sein. Bei dieser Abwandlung können, selbst wenn der Abstand zwischen angrenzenden Nockenerhebungen kleiner ist als die gesamte Axiallänge "W" eines ringartigen Gehäuses 11, die Nockenerhebungen durch die kreisförmigen Öffnungen 17c und 18b des Gehäusekörpers 16 hindurchlaufen, da die Nockenerhebungen den gleichen Nockenwinkel aufweisen.
Wie anhand der 1 und 7 ersichtlich, besteht ein ringartiges Schaufelelement 12 aus einem Metall und umfasst einen kreisförmigen Schaufelrotorabschnitt 12a, welcher eine kreisförmige Öffnung 12b aufweist, welche dicht auf einem vergrößerten Zylinderabschnitt 8 einer Einlassnockenwelle 2 angeordnet ist, sowie sechs Schaufeln 12c, welche in Radialrichtung nach außen von einem kreisförmigen Schaufelrotorabschnitt 12a in im allgemeinen im gleichen Abstand (das heißt, etwa 60 Grad) angeordneten Abständen vorstehen.
Wie anhand von 1 ersichtlich, wird zum Befestigen des ringartigen Schaufelelements 12 an dem vergrößerten Zylinderabschnitt 8 der Einlassnockenwelle 2 das Schaufelelement 12 gleitfähig auf dem vergrößerten Zylinderabschnitt 8 ausgehend von dem linken Ende des Abschnitts 8 aufgenommen und nach rechts in Richtung einer Position bewegt, an welcher der kreisförmige Schaufelrotorabschnitt 12a eng mit einer linken Seite eines Flanschabschnitts 8a einer Einlassnockenwelle 2 in Berührung ist. Anschließend wird die Mutter 20, welche lose mit dem Außengewindeabschnitt 8b der Einlassnockenwelle 2 in Eingriff ist, in einer Befestigungsrichtung gedreht. Somit wird der kreisförmige Schaufelrotorabschnitt 12a eng zwischen dem Flanschabschnitt 8a und der Mutter 20 angeordnet.
Wie anhand von 7 ersichtlich, ist jeder Trennvorsprung 13 des ringartigen Gehäuses 11 an einem vorderen Ende davon mit einem Dichtungselement 13a versehen, welches gleitfähig hermetisch einen Außenumfang des kreisförmigen Schaufelrotorabschnitts 12a berührt. Somit dreht, wenn sich die Nockenwelle 2 dreht, das Schaufelelement 12, welches daran befestigt ist, gemeinsam in der gleichen Richtung. Die Drehung des Schaufelelements 12 relativ zu dem ringartigen Gehäuse 11 ist begrenzt in einem Bereich zwischen einer Position, an welcher die Schaufel 12c des Schaufelelements 12 mit einem Trennvorsprung 13 des Gehäuses 11 in Berührung ist, und einer anderen Position, an welcher die Schaufel 12c mit dem Trennvorsprung 13 des Partners bzw. Gegenstücks berührt. Währenddessen ist der Außenumfang des kreisförmigen Schaufelrotorabschnitts 12a des Schaufelelements 12 hermetisch und gleitfähig mit jedem Dichtungselement 13a in Berührung.
Wie anhand von 3 ersichtlich, ist der Durchmesser der kreisförmigen Öffnung 12b des Schaufelelements 12 etwas größer als der äußerste Durchmesser "IC-1" der Nockenerhebungen 7a, 7b, 7c und 7d.
Wie anhand von 1 und 5 ersichtlich, ist eine Axiallänge "W1" (siehe 1) des Schaufelelements 12 kürzer festgelegt als die kürzeste der Axialrichtung zwischen den linken Nockenerhebungen 7a und 7b und derjenigen zwischen den rechten Nockenerhebungen 7c und 7d.
Sind zwei oder drei Nockenerhebungen mit dem gleichen Nockenwinkel für jeden Zylinder vorgesehen, wie oben erwähnt, so können die Nockenerhebungen durch die kreisförmige Öffnung 12b des Schaufelelements 12 selbst dann hindurchlaufen, wenn der Abstand zwischen angrenzenden Nockenerhebungen kleiner ist als die gesamte Axiallänge "W1" des Schaufelelements 12. Dies liegt daran, dass die Nockenerhebungen den gleichen Nockenwinkel aufweisen.
Wie anhand von 1 und 5 ersichtlich, umfasst die Mutter 20 einen Sechskantkopf 20a und einen zylindrischen Basisabschnitt 20b, welcher in Koaxialrichtung einstückig mit dem Kopf 20a ausgebildet ist. Wie in 1 dargestellt, ist bei geeigneter Montage der Hexagonalkopf 20a bündig mit den Köpfen der Schrauben 19.
Die Mutter 20 ist mit einem Innengewindeabschnitt 20c ausgebildet, welcher mit dem Außengewindeabschnitt 8b der Einlassnockenwelle 2 in Eingriff ist. Somit kann zum Drehen der Mutter 20 ein Schlüssel mit einer Sechskantöffnung verwendet werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 7 ist zwischen zwei angrenzenden Trennvorsprüngen 13 des ringartigen Gehäuses 11 eine Schaufel 12c des Schaufelelements 12 angeordnet, um dadurch Nacheil- und Voreilarbeitskammern 14 und 15 an den gegenüberliegenden Seiten der Schaufel 12c zu definieren.
Wie anhand von 1 und 7 ersichtlich, sind sechs Nacheilarbeitskammern 14 über sechs Radialdurchgänge 21, ausgebildet in einem vergrößerten zylindrischen Abschnitt 8, verbunden. In ähnlicher Weise sind sechs Voreilarbeitskammern 15 über sechs Radialdurchgänge 22, ausgebildet in einem vergrößerten zylindrischen Abschnitt 8, verbunden.
Ein Hydraulikkreis 5 ist aufgebaut zum selektiven Zuführen bzw. Nehmen eines Hydraulikdrucks zu bzw. von Nacheil- und Voreilarbeitskammern 14 und 15.
Wie anhand von 1 ersichtlich, umfasst der Hydraulikkreis 5 einen Nacheilfluiddurchgang 23, welcher mit Nacheilarbeitskammern 14 über sechs Radialdurchgänge 21 verbunden ist, einen Voreilfluiddurchgang 24, welcher mit Voreilarbeitskammern 15 über sechs Radialdurchgänge 22 verbunden ist, eine Ölpumpe des Trochoidentyps 25, welche selektiv den Hydraulikdruck den Nacheil- und Voreilfluiddurchgängen 23 und 24 zuführt bzw. nimmt, und ein elektromagnetisches Schaltventil 26, welches die Fluidflussrichtung dieser beiden Durchgänge 23 und 24 gemäß einem Betriebszustand eines zugehörigen Motors mit Innenverbrennung schaltet.
Wie in 1 dargestellt, weisen die sechs Radialdurchgänge 21 in Radialrichtung innere Enden auf, welche freistehen bzw. offen liegen zu einer zylindrischen Bohrung 2d, ausgebildet in der Einlassnockenwelle 2 an einer linken Seite des vergrößerten zylindrischen Abschnitts 8, und die anderen Radialdurchgänge 22 weisen in Radialrichtung innere Enden auf, welche freistehen bzw. offen liegen zu einer anderen zylindrischen Bohrung 2c, ausgebildet in der Einlassnockenwelle 2 an einer rechten Seite des vergrößerten zylindrischen Abschnitts 8.
Wie in der Zeichnung dargestellt, weisen die Nacheil- und Voreilfluiddurchgänge 23 und 24 jeweilige Enden auf, welche mit einem elektromagnetischen Schaltventil 26 verbunden sind, und jeweilige andere Enden 23a und 24a, welche bezüglich zylindrischer Bohrungen 2d bzw. 2c freigelegt sind. Wie dargestellt, ist die Einlassnockenwelle 2 an einem linken Abschnitt 2b des vergrößerten zylindrischen Abschnitts 8 mit Radialöffnungen 2a ausgebildet, durch welche ein Teil des Hydraulikfluids in ein (nicht dargestelltes) Lager geführt wird, welches den linken Abschnitt 2b trägt.
Wie dargestellt, ist das elektromagnetische Schaltventil 26 von einem Vier-Port-Zwei-Positionen-Typ und wird durch die Steuereinheit gesteuert. Das heißt, bei Empfang von Informationen von der Steuereinheit wird eine Schieberstange in Axialrichtung in die eine oder andere Richtung in einem Ventilkörper bewegt, wodurch ein Auslasskanal des Schaltventils 26 entweder mit dem Nacheilfluiddurchgang oder dem Voreilfluiddurchgang 23 bzw. 24 verbunden wird, und wodurch gleichzeitig ein Ablassdurchgang 27 mit dem jeweils anderen Durchgang, dem Nacheilfluiddurchgang bzw. dem Voreilfluiddurchgang 23 bzw. 24, verbunden wird. Wie dargestellt, sind sowohl ein Einlassdurchgang der Ölpumpe 25 als auch ein Ablassdurchgang 27 mit einer Ölwanne 28 verbunden.
Die Steuereinheit weist einen Mikrocomputer auf, welcher eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) sowie Eingabe- und Ausgabeschnittstellen umfasst. Bei Empfang von Informationssignalen von einem Kurbelwellensensor "CAS", einem Luftdurchflussmesser "AFM", einem Motorkühlwassertemperatursensor "ECWTS", einem Drosselklappenöffnungsgradsensor "TVODS" etc. erfasst die Steuereinheit einen Betriebszustand des Motors und fügt dem elektromagnetischen Schaltventil 26 ein Befehlssignal (das heißt, ein Impulssignal) in Übereinstimmung mit dem erfassten Betriebszustand des Motors zu.
Im Betrieb wird die Ventilzeitensteuervorrichtung dazu gezwungen, deren Zustand zu ändern, wie in 7, 8 und 9 dargestellt. Diese Zeichnung zeigt eine nacheilende Ventilzeit, eine mittlere Ventilzeit bzw. eine voreilende Ventilzeit.
Wie anhand von 9 am besten ersichtlich, ist die Ventilzeitensteuervorrichtung mit einer sogenannten Motorstartzeitsetzvorrichtung "ESTS" versehen, welche eine Phasenänderungsvorrichtung 4A mit einer Ventilzeit versehen kann, welche zum Start des Motors geeignet ist.
Wie anhand dieser Zeichnung ersichtlich, umfasst die Motorstartzeitsetzvorrichtung "ESTS" eine kreisförmige Vertiefung 30, ausgebildet auf einer Innenfläche der ersten ringartigen Platte 17 des ringartigen Gehäuses 11, eine (nicht dargestellte) Haltevertiefung, ausgebildet auf einer Innenfläche einer vergrößerten Schaufel 12c, welche einer kreisförmigen Vertiefung 30 zugehörig ist, einen Verriegelungsstift 31, welcher vorstehend in der Haltevertiefung gehalten wird, sowie eine (nicht dargestellte) Feder, die zwischen dem Verriegelungsstift 31 und einem unteren Abschnitt der Haltevertiefung zusammengedrückt wird, um den Verriegelungsstift 31 in Richtung der ersten ringartigen Platte 17 vorzuspannen. Mit dem Bezugszeichen 32 ist eine Einlassvertiefung bezeichnet, welche mit der kreisförmigen Vertiefung 30 verbunden ist.
Somit, wie anhand von 7 ersichtlich, wird, wenn das Schaufelelement 12 die äußerste Gegenuhrzeigersinnposition relativ zu einem ringartigen Gehäuse 11 (das heißt, die äußerste Nacheilposition) annimmt, der Verriegelungsstift 31 in die kreisförmige Vertiefung 30 zum Verriegeln der Position vorgeschoben. Somit wird ein Motorstart in geeigneter Weise ausgeführt. Nach Starten des Motors wird das Hydraulikfluid in die kreisförmige Vertiefung 30 über die Einlassvertiefung 32 geführt, wodurch der Verriegelungsstift 31 gegen die Feder zurückbewegt wird, wodurch der verriegelte Zustand des Schaufelelements 12 relativ zu dem ringartigen Gehäuse 11 aufgehoben wird.
Im folgenden wird der Betrieb des variablen Ventilsystems des ersten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
Der Einfachheit halber beginnt die Beschreibung mit einem Motorstart.
In diesem Fall nimmt die Ventilzeitensteuervorrichtung die äußerste Nacheilposition ein, wie in 7 dargestellt, wobei der Verriegelungsstift 31 mit der kreisförmigen Vertiefung 30 zum Verriegeln der Position in Eingriff gebracht wird. In diesem Zustand wird der Motorstart in geeigneter Weise ausgeführt, wie oben beschrieben.
Nach dem Motorstart bewirkt die Steuereinheit, dass das elektromagnetische Schaltventil 26 EIN-schaltet. Anschließend wird die Schieberstange des Ventils 26 gegen eine Feder "SP" zu einer festgelegten Position bewegt, an welcher, wie aus 1 ersichtlich, ein Auslass der Ölpumpe 25 mit dem Voreilfluiddurchgang 24 und der Ablassdurchgang 27 mit dem Nacheilfluiddurchgang 23 verbunden ist.
Somit wird in diesem Zustand das Hydraulikfluid von der Ölpumpe 25 in die Voreilarbeitskammern 15 über den Voreilfluiddurchgang 24 geleitet, und gleichzeitig wird das Hydraulikfluid in den Nacheilarbeitskammern 14 zurückgeführt zu der Ölwanne 28 über den Nacheilfluiddurchgang 23 und den Ablassdurchgang 27, wodurch der Hydraulikdruck in den Kammern 14 verringert wird. Anschließend wird der Verriegelungsstift 31 bezüglich der kreisförmigen Vertiefung 30 durch das Wirken des Hydraulikdrucks, welcher in die Vertiefung 30 über die Einlassvertiefung 32 geführt wird, außer Eingriff gebracht, und somit wird die verriegelte Verbindung des Schaufelelements 12 mit dem ringartigen Gehäuse 11 aufgehoben.
Somit, wie aus 8 ersichtlich, werden mit steigender Zufuhr des Hydraulikfluids zu den Voreilarbeitskammern 15 das Schaufelelement 12 und somit die Einlassnockenwelle 2 in der Zeichnung bezüglich des ringartigen Gehäuses 11 im Uhrzeigersinn gedreht. Stoppt infolge der Steuerung durch die Steuereinheit die Zufuhr von Hydraulikfluid zu den Voreilarbeitskammern 15, so behält das Schaufelelement 12 und somit die Einlassnockenwelle 2 die Zwischenposition bezüglich des ringartigen Gehäuses 11, wie in 8 dargestellt. In diesem Zustand versieht die Ventilzeitensteuervorrichtung die Einlassventile des Motors mit einer Zwischenventilzeit, und somit kann der Motor einen verbesserten Verbrennungswirkungsgrad bei diesem Betriebsbereich aufweisen, und somit wird eine Verbesserung der Ausgangsleistung und somit des Kraftstoffverbrauchs erzielt.
Unterliegt der Motor einer höheren Last, so führt die Steuereinheit dem elektromagnetischen Schaltventil 26 einen stärkeren Strom zu. Somit wird die Schieberstange des Ventils 26 zu der äußersten rechten Position gegen die Feder "SP" bewegt. In diesem Zustand, wie anhand von 1 ersichtlich, wird das gesamte Hydraulikfluid in den Nacheilarbeitskammern 14 zurückgeführt zu der Ölwanne 28 über den Nacheilfluiddurchgang 23, und gleichzeitig wird das unter Druck stehende Hydraulikfluid von der Ölpumpe 25 vollständig den Voreilarbeitskammern 15 über den Voreilfluiddurchgang 24 zugeführt.
Somit, wie anhand von 9 ersichtlich, werden das Schaufelelement 12 und somit die Eingangsnockenwelle 2 weiter im Uhrzeigersinn zu deren äußersten Uhrzeigersinnposition relativ zu dem ringartigen Gehäuse 11 gedreht (das heißt, der äußersten Voreilposition). In diesem Zustand versieht die Ventilzeitensteuervorrichtung die Einlassventile des Motors mit einer am stärksten voreilenden Ventilzeit.
Unterliegt der Motor einem Leerlauf, so schaltet die Steuereinheit die elektrische Versorgung zum elektromagnetischen Schaltventil 26 ab. Somit, wie aus 1 ersichtlich, wird die Schieberstange des Ventils 26 nach links bewegt infolge der Vorspannkraft der Feder "SP", wodurch die Fluidflussrichtung geändert wird. Das heißt, in diesem Zustand wird das Fluid von der Ölpumpe 25 den Nacheilarbeitskammern 14 über den Nacheilfluiddurchgang 23 zugeführt, und gleichzeitig wird das Fluid in Voreilarbeitskammern 15 zur Ölwanne 28 zurückgeführt über den Voreilfluiddurchgang 24 und den Ablassdurchgang 27. Somit nimmt das Schaufelelement 12 die oben erwähnte äußerste Gegenuhrzeigerposition von 7 ein, wodurch bewirkt wird, dass die Einlassventile des Motors die am stärksten nacheilende Ventilzeit annehmen. In diesem Zustand werden ein stabiler Betrieb des Motors sowie ein besserer Kraftstoffverbrauch erzielt.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung eines Befestigungsverfahrens wesentlicher Elemente einer Phasenänderungsvorrichtung 4A an der Einlassnockenwelle 2 unter Bezugnahme auf 2.
Zuerst wird, wie durch die Phantomlinie von 2 dargestellt, eine Einheit 29 hergestellt, welche ein ringartiges Gehäuse 11 umfasst, welches darin das Schaufelelement 12 lose aufnimmt. Das heißt, zur Herstellung dieser Einheit 29 werden, wie oben beschrieben und wie anhand von 1, 3 und 5 ersichtlich, der Gehäusekörper 16 sowie erste und zweite ringartige Platten 17 und 18 mittels sechs Schrauben 19 verbunden, um ein ringartiges Gehäuse 11 zu bilden, und anschließend, wie anhand von 7 ersichtlich, wird das Schaufelelement 12 in geeigneter Weise in dem ringartigen Gehäuse 11 angeordnet.
Anschließend, wie anhand von 2 ersichtlich, wird die Einheit 29 in Axialrichtung auf der Einlassnockenwelle 2 ausgehend von einem linken Ende der Nockenwelle 2 angeordnet, wodurch ermöglicht wird, dass kreisförmige Öffnungen 12b, 17c und 18b davon in diesen einen Teil der Nockenwelle 2 aufnehmen, und die Einheit 29 wird nach rechts bewegt. An einem Abschnitt, an welchem die erste Nockenerhebung 7a angeordnet ist, wird die Einheit 29 in Radialrichtung nach oben bei dem dargestellten Fall verschoben, das heißt, in einer Richtung, in welcher der höchste Abschnitt der Nockenerhebung 7a vorsteht, um zu ermöglichen, dass die kreisförmigen Öffnungen 12b, 17c und 18b die erste Nockenerhebung 7a räumen bzw. löschen (Engl.: „clear"). Nach einem Räumen bzw. Löschen (engl. „clearing") der ersten Nockenerhebung 7a wird die Einheit 29 weiter nach rechts zu einem Abschnitt bewegt, an welchem die zweite Nockenerhebung 7b angeordnet ist. An diesem Abschnitt wird die Einheit 29 in Radialrichtung abwärts in dem dargestellten Fall verschoben, das heißt, in einer Richtung, in welcher der höchste Abschnitt der Nockenerhebung 7b vorsteht, um zu ermöglichen, dass die kreisförmigen Öffnungen 12, 17b und 18b die zweite Nockenerhebung 7b räumen bzw. löschen (Engl.: „clear").
Anschließend wird die Einheit 29 auf den vergrößerten zylindrischen Abschnitt 8 der Einlassnockenwelle 2 geschoben und an einer geeigneten festgelegten Position auf dem Abschnitt 8 angeordnet. Das heißt, in diesem Zustand befindet sich die kreisförmige Öffnung 17b auf der Umfangsfläche des Flanschabschnitts 8a, und die kreisförmige Öffnung 12b befindet sich auf dem Hauptabschnitt des vergrößerten zylindrischen Abschnitts 8.
Anschließend, wie anhand der Zeichnung ersichtlich, wird die Mutter 20 mit dem Außengewindeabschnitt 8b der Einlassnockenwelle 2 nach Passieren der linken Hälfte der Nockenwelle 2 in Eingriff gebracht. Anschließend wird die Mutter 20 in einer Befestigungs- bzw. Spannrichtung durch einen Schlüssel oder Ähnliches gedreht.
Durch die oben erwähnten Schritte wird die Einheit 29 mit einem ringartigen Gehäuse 11, welches ein Schaufelelement 12 aufweist, welches darin eingebaut ist, in geeigneter Weise auf einem vergrößerten zylindrischen Abschnitt 8 der Einlassnockenwelle 2 befestigt, wie dargestellt. Das heißt, es erfolgt eine Montage der Phasenänderungsvorrichtung 4A, welche das ringartige Gehäuse 11 sowie das Schaufelelement 12 umfasst.
Es ist nun darauf hinzuweisen, dass in diesem montierten Zustand das Schaufelelement 12 an dem vergrößerten zylindrischen Abschnitt 8 der Einlassnockenwelle 2 befestigt wird und somit diese Elemente 12 und 2 sich wie eine einzige Einheit bewegen, und es wird ermöglicht, dass das ringartige Gehäuse 11 dreht, jedoch leicht, um ein Schaufelelement 12 in einem Winkel, welcher in dem oben erwähnten Winkelbereich zwischen der äußersten Nacheilposition des Schaufelelements 12 und der äußersten Voreilposition desselben entspricht.
Im folgenden werden Vorteile des variablen Ventilsystems des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Zuerst, wie oben erwähnt, kann die Phasenänderungsvorrichtung 4A leicht an der Einlassnockenwelle 2 befestigt werden. Die Vorrichtung 4A wird an einem mittleren Abschnitt der Nockenwelle 2 befestigt, und somit übersteigt die Gesamtlänge einer Einheit, welche die Nockenwelle 2 und die Vorrichtung 4A umfasst, nicht die Länge der Nockenwelle 2. Das heißt, die Einheit weist eine kompakte Größe auf, und somit kann ein Motor, an welchem die Einheit praktisch angebracht wird, eine kompakte Größe aufweisen, was den Aufbau des Motors in einem Motorraum eines Fahrzeugs einfach macht.
Wie aus 5 und 6 ersichtlich, ist das Kettenrad 1 gebildet auf einem Axialmittenabschnitt einer Umfangszylinderfläche eines ringartigen Gehäuses 11. Der Gesamtaufbau der Phasenänderungsvorrichtung 4A kann eine in ausreichender Weise reduzierte Axiallänge aufweisen.
Das Schaufelelement 12 ist abnehmbar verbunden mit der Einlassnockenwelle 2 mittels der Mutter 20. Somit wird eine einfache Auswechselung des Schaufelelements 12 erzielt.
Wie anhand von 1 ersichtlich, ist der zylindrische Basisabschnitt 20b der Mutter 20 derart aufgebaut und angeordnet, dass dieser in die kreisförmige Öffnung 18b der zweiten ringartigen Platte 18 des ringartigen Gehäuses 11 eintreten kann. Ein derartiger Aufbau und eine derartige Anordnung fördern eine Verringerung der Axiallänge der Phasenänderungsvorrichtung 4A.
Aufgrund des Vorsehens der Motorstartzeitsetzvorrichtung "ESTS" (siehe 9), welche eine kreisförmige Vertiefung 30, vorgesehen durch das ringartige Gehäuse 11, und den vorstehenden Verriegelungsstift 31, vorgesehen durch das Schaufelelement 12, umfasst, kann die Phasenänderungsvorrichtung 4A die Einlassventile des Motors sicher mit einer Ventilzeit versehen, welche zum Starten des Motors geeignet ist. Da die kreisförmige Vertiefung 30 in der ersten ringartigen Platte 17 des ringartigen Gehäuses 11 vorgesehen ist, besteht kein Bedarf daran, einen getrennten Abschnitt für eine derartige Vertiefung 30 vorzusehen, und somit kann die Setzvorrichtung "ESTS" einen einfachen Aufbau aufweisen.
Wie anhand von 5 ersichtlich, wird das Drehmoment der Einlassnockenwelle 2 zur Auslassnockenwelle 3 übertragen über das zweite Zahnrad 17b, ausgebildet auf der ersten ringartigen Platte 17 und das Übertragungszahnrad 10, befestigt an der Auslassnockenwelle 3. Da diese Zahnräder 17b und 10 an mittleren Abschnitten der jeweiligen Nockenwellen 2 und 3 befestigt sind, hat das Vorsehen dieser Zahnräder 17b und 10 keinen Einfluss auf eine Veränderung der Länge der Nockenwellen 2 und 3.
Wie anhand von 1 ersichtlich, sind jeweilige Enden 23a und 24a der Nacheil- und Voreilfluiddurchgänge 23 und 24 bezüglich zylindrischer Bohrungen 2d und 2c freigelegt, welche in der Einlassnockenwelle 2 an diametral gegenüberliegenden Positionen bezüglich des vergrößerten zylindrischen Abschnitts 8 vorgesehen sind. Die Anordnung dieser Bohrungen 2d und 2c versieht die Einlassnockenwelle 2 mit einem ausgewogenen bzw. symmetrischen Durchgangsaufbau, und somit wird die mechanische Festigkeit der Nockenwelle 2 nicht geopfert.
Unter Bezugnahme auf 10 ist eine Ansicht ähnlich 3 dargestellt, welche jedoch eine Phasenänderungsvorrichtung 4B darstellt, welche in einer Ventilzeitensteuervorrichtung 200 für ein variables Ventilsystem eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Wie anhand eines Vergleichs von 10 mit 3 ersichtlich, sind die Durchmesser der kreisförmigen Öffnungen 12b, 17c und 18b des Schaufelelements 12 und der ersten und zweiten ringartigen Platte 17 und 18 größer als ein Durchmesser eines imaginären Kreises "IC-2", welcher gezogen wird durch einen in Radialrichtung äußersten Abschnitt jeder Nockenerhebung 7a, 7b, 7c oder 7d, wenn die Einlassnockenwelle 2 um die Achse davon dreht.
Somit kann bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Einheit 29 (siehe 2) einfach zu dem vergrößerten zylindrischen Abschnitt 8 der Einlassnockenwelle 2 gebracht werden, ohne eine Zick-Zack-Bewegung entlang der Welle 2, wie im Falle des oben erwähnten ersten Ausführungsbeispiels, auszuführen.
Unter Bezugnahme auf 11 und 12 ist eine Phasenänderungsvorrichtung 4C dargestellt, welche bei einer Ventilzeitensteuervorrichtung 300 für ein variables Ventilsystem eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Da die Vorrichtung 4C ähnlich der oben erwähnten Vorrichtung 4A, verwendet im ersten Ausführungsbeispiel, ist, werden lediglich Teile oder Abschnitte nachfolgend genau beschrieben, welche verschieden sind von denjenigen der Vorrichtung 4A.
Wie dargestellt in 11 und 12, ist in dieser Vorrichtung 4C eine Einlassnockenwelle 2 unterteilt in zwei zylindrische Stücke 2A und 2B, und ein Schaufelelement 12 ist fest bzw. dicht angeordnet zwischen einander zugewandten Enden der beiden zylindrischen Stücke 2A und 2B, wie aus 12 ersichtlich.
Wie dargestellt in 11, haben die beiden zylindrischen Stücke 2A und 2B an den einander zugewandten Enden davon jeweilige kreisartige Flansche 40 und 41, deren Durchmesser im wesentlichen gleich sind. Flansche 40 und 41 sind jeweils ausgebildet mit sechs Schraubenlöchern 40a und 41a, durch welche kürzere und längere Schrauben 42 und 43 geführt werden, wie nachfolgend beschrieben.
Die Dicke eines Flansches 40 ist im wesentlichen dieselbe wie diejenige einer zweiten ringartigen Platte 18, und die Dicke des anderen Flansches 41 ist im wesentlichen dieselbe wie diejenige einer ersten ringartigen Platte 17, welche dick ist.
Eine kreisartige Öffnung einer ersten ringartigen Platte 17 ist bezeichnet durch ein Bezugszeichen 44, und eine kreisartige Öffnung einer zweiten ringartigen Platte 18 ist bezeichnet durch ein Bezugszeichen 45.
Wie ersichtlich aus 12, wird bei Montage ein Flansch 41 aufgenommen in einer kreisartigen Öffnung 44 einer ersten ringartigen Platte 17, und der andere Flansch 40 wird aufgenommen in einer kreisartigen Öffnung 45 einer zweiten ringartigen Platte 18. Ein ringartiges Gehäuse 11, welches einen Gehäusekörper 16 und eine erste und eine zweite ringartige Platte 17 und 18 umfasst, wird drehbar, jedoch leicht, getragen bzw. gelagert durch den dickeren Flansch 41 eines zylindrischen Stücks 2B.
Wie ersichtlich aus der Zeichnung, hat ein Schaufelelement 12 eine kreisartige Form und hat an seinem Schaufelrotormittenabschnitt 12a sechs Radialdurchgänge 21, welche eine zylindrische Bohrung 2d verbinden mit sechs Nacheilarbeitskammern 14, und sechs Radialdurchgänge 22, welche die andere zylindrische Bohrung 2c verbinden mit sechs Voreilarbeitskammern 15.
Ein Schaufelrotormittenabschnitt 12a hat ferner sechs Gewindeschraubenlöcher 46, welche bei richtiger Positionierung in Ausrichtung sind mit den oben erwähnten Schraubenlöchern 40a eines Flanschs und den Schraubenlöchern 41a des anderen Flanschs 41.
Wie ersichtlich aus 12 wird bei Montage eine Verbindung eines Flanschs 40 mit einem Schaufelelement 12 erreicht durch kürzere Schrauben 42 in Eingriff mit linken Abschnitten von Gewindeschraubenlöchern 46, und eine Verbindung eines Flanschs 41 mit einem Schaufelelement 12 wird erreicht durch längere Schrauben 43 in Eingriff mit rechten Abschnitten der Schraubenlöcher 46.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Montage einer Ventilzeitensteuervorrichtung 300, das heißt, zur Montage einer Phasenänderungsvorrichtung 4C an den beiden zylindrischen Stücken 2A und 2B beschrieben mit Hilfe von 11 und 12.
Zuerst wird, wie ersichtlich aus 11, eine Einheit 29A, welche ein ringartiges Gehäuse 11 umfasst, in welchem ein Schaufelelement 12 installiert ist, vorhergehend erzeugt. Zur Erzeugung dieser Einheit 29A werden eine erste und eine zweite ringartige Platte 17 und 18 gesichert bzw. befestigt an einem Gehäusekörper 16 mittels sechs Schrauben 19 mit darin aufgenommenem Schaufelelement 12.
Anschließend werden, wie ersichtlich aus 12, nach Beendigung eines Positionierens zwischen diesen, ein Flansch 40 eines zylindrischen Stücks 2A und ein Flansch 41 des anderen zylindrischen Stücks 2B gesichert bzw. befestigt an in Axialrichtung entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Flächen eines Schaufelrotormittenabschnitts 12a eines Schaufelelements 12 mittels sechs kürzerer Schrauben 42 und sechs längerer Schrauben 43.
Wie ersichtlich aus 12, wird, wenn die beiden Stücke 2A und 2B richtig verbunden sind mit einem Schaufelelement 12, ein Flansch 40 aufgenommen in eine kreisartige Öffnung 45 einer zweiten ringartigen Platte 18, wobei zwischen diesen ein kleiner ringartiger Zwischenraum bleibt, und der andere Flansch 41 wird eng, jedoch drehbar aufgenommen in eine kreisartige Öffnung 44 einer ersten ringartigen Platte 17.
Infolge des Zwei-Stück-Aufbaus bzw. zweistückigen Aufbaus einer Einlassnockenwelle 2 wird eine Montage einer Phasenänderungsvorrichtung 4C einfach durchgeführt, wie oben beschrieben.
Ferner wird bei dieser Phasenänderungsvorrichtung 4C ein Schaufelelement 12 angebracht an einem Mittelabschnitt einer montierten Einlassnockenwelle 2, so dass die Gesamtlänge der Einheit, welche die Nockenwelle 2 und die Vorrichtung 4C umfasst, die Länge der Nockenwelle 2 nicht überschreitet.
Bezugnehmend auf 13, ist eine Phasenänderungsvorrichtung 4D, verwendet in einer Ventilzeitensteuervorrichtung 400 für ein variables Ventilsystem eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, dargestellt.
Da die Vorrichtung 4D ähnlich der oben erwähnten Vorrichtung 4A, verwendet in dem ersten Ausführungsbeispiel, ist, werden lediglich Teile oder Abschnitte nachfolgend genau beschrieben, welche von jenen der Vorrichtung 4A verschieden sind.
Wie dargestellt in der Zeichnung, ist bei dieser Vorrichtung 4D ein Schaufelelement 12 einstückig mit der Einlassnockenwelle 2 vorgesehen. Das heißt, ein Schaufelelement ist einstückig ausgebildet auf einem vergrößerten zylindrischen Abschnitt 8 der Nockenwelle 2. Ein Bezugszeichen 8c bezeichnet ein zylindrisches linkes Teil des Abschnitts 8, welches vorgesehen ist als Ersatz für eine Mutter 20, verwendet in der Phasenänderungsvorrichtung 4A des ersten Ausführungsbeispiels von 1.
Genauer ist ein Schaufelrotormittenabschnitt 12 mit sechs Schaufeln 12c einstückig mit dem generell mittleren Abschnitt der Nockenwelle 2 vorgesehen, und ein Schaufelrotormittenabschnitt 12 hat sechs Radialdurchgänge 21, welche eine zylindrische Bohrung 2d verbinden mit sechs Nacheilarbeitskammern 14, und sechs Radialdurchgänge 22, welche die andere zylindrische Bohrung 2c verbinden mit sechs Voreilarbeitskammern 15.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Montage einer Ventilzeitensteuervorrichtung 400, das heißt, zur Montage einer Phasenänderungsvorrichtung 4D auf einer Einlassnockenwelle 2 mit Hilfe von 13 beschrieben.
Zuerst wird ein ringartiger Gehäusekörper 16 aufgenommen an bzw. auf einer Einlassnockenwelle 2 von einem Ende derselben und wird bewegt hin zu einem Schaufelrotormittenabschnitt 12 und darauf angeordnet bzw. gesetzt. Anschließend werden nach einem Anordnen auf bzw. an der Nockenwelle 2 und einem Bewegen längs der Nockenwelle 2 eine erste und eine zweite ringartige Platte 17 und 18 relativ zu einem vergrößerten zylindrischen Abschnitt 8 der Nockenwelle 2 positioniert. Anschließend werden diese beiden ringartigen Platten 17 und 18 gesichert bzw. befestigt an in Axialrichtung entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Flächen des Gehäusekörpers 16 mit Hilfe von sechs Schrauben 19.
Infolge der einstückigen Struktur eines Schaufelelements 12 mit einer Einlassnockenwelle 2 kann die Anzahl von Bauteilen, welche verwendet werden zum Montieren einer Phasenänderungsvorrichtung 4D, reduziert werden, und eine Montage der Vorrichtung 4D kann einfach durchgeführt werden.
Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung 2004-180426, eingereicht am 18. Juni 2004, ist hierin durch Verweis enthalten.
Obwohl die Erfindung oben beschrieben wurde unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele der Erfindung, ist die Erfindung nicht auf derartige Ausführungsbeispiele wie oben beschrieben beschränkt. Verschiedene Modifikationen und Änderungen derartiger Ausführungsbeispiele können durch Fachleute auf diesem Gebiet anhand der obigen Beschreibung durchgeführt werden.

Claims

Variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotors, umfassend: eine Nockenwelle (2); eine Vielzahl von Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d) einstückig mit und montiert auf der Nockenwelle (2) und arbeitend zum Öffnen und Schließen von Motorventilen, wenn die Nockenwelle (2) dreht, wobei jeweils zwei benachbarte Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d) jeweils in vorbestimmten Abständen zueinander angeordnet sind; ein ringartiges Schaufelelement (12) mit einer Vielzahl von Schaufeln (12c), welche in Radialrichtung davon nach außen vorstehen, und einer kreisartigen Öffnung (12b), welche bemessen ist zum Zulassen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d); ein ringartiges Gehäuse (11) zum darin Aufnehmen des Schaufelelements (12) in einer Weise zum Zulassen einer Drehung des Schaufelelements relativ zum ringartigen Gehäuse (11), wobei das ringartige Gehäuse (11) eine kreisartige Öffnung (17c, 18b) aufweist, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d); eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments einer Nockenwelle des Motors auf das ringartige Gehäuse (11); mindestens ein Paar von Nacheil- und Voreilarbeitskammern (14, 15), definiert zwischen dem ringartigen Schaufelelement (12) und dem ringartigen Gehäuse (11); und einen Hydraulikkreis (23, 24, 25, 26, 27, 28) zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikfluids zu einer der Nacheil- und Voreilarbeitskammern (14, 15) in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors, wobei sowohl eine Axiallänge "W" des ringartigen Gehäuses (11) als auch eine Axiallänge "W1" des Schaufelelements (12) derart festgelegt sind, dass sie kleiner sind als der kürzeste der vorbestimmten Abstände, und wobei das Schaufelelement (12) fest angebracht ist an einem gegebenen Abschnitt (8) der Nockenwelle (2), um damit zu drehen.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 1, bei welchem das ringartige Schaufelelement (12) gesichert bzw. befestigt ist an dem gegebenen Abschnitt (8) der Nockenwelle (2) mittels einer Mutter (20).
Variables Ventilsystem nach Anspruch 2, bei welchem der gegebene Abschnitt der Nockenwelle (2) umfasst: einen vergrößerten zylindrischen Abschnitt (8), einstückig ausgebildet auf der Nockenwelle (2) und eng aufgenommen in der kreisartigen Öffnung (12b) des Schaufelelements (12); einen Flanschabschnitt (8a), einstückig ausgebildet auf der Nockenwelle (2) an einem axialen einen Ende des vergrößerten zylindrischen Abschnitts (8) und eng verbunden mit einer axialen Endfläche des Schaufelelements (12), wobei ein Außendurchmesser des Flanschabschnitts (8a) größer ist als derjenige der kreisförmigen Öffnung (12b) des ringartigen Schaufelelements (12); und einen Außengewindeabschnitt (8b), einstückig ausgebildet auf der Nockenwelle (2j an dem anderen axialen Ende des vergrößerten zylindrischen Abschnitts (8), wobei die Mutter (20) in Eingriff ist mit dem Außengewindeabschnitt (8b) zum Drücken des Schaufelelements (12) gegen den Flanschabschnitt (8a), um dadurch das Schaufelelement (12) an dem Flanschabschnitt (8a) zu sichern bzw. zu befestigen.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 3, bei welchem ein zylindrischer Basisabschnitt (20b) teilweise eingefügt ist in das ringartige Gehäuse (11), um gegen das Schaufelelement (12) anzuschlagen.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 3, bei welchem das ringartige Schaufelelement (12) ausgebildet ist mit einem nicht kreisartigen Kopfabschnitt (20a), welcher durch ein Drehwerkzeug zu betätigen ist.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 5, bei welchem das ringartige Gehäuse (11) eine Vielzahl von Teilen umfasst, welche verbunden sind mittels Schrauben (19), wobei die Mutter (20) in Radialrichtung innen bezüglich der Schrauben (19) angeordnet ist, und wobei Köpfe der Schrauben (19) bündig sind mit dem Kopf (20a) der Mutter (20).
Variables Ventilsystem nach Anspruch 1, bei welchem das ringartige Gehäuse (11) umfasst: einen ringartigen Gehäusekörper (16) mit einem ersten Zahnrad (6), welches darum ausgebildet ist; eine erste ringartige Platte (17), befestigt bzw. gesichert an einem axialen Ende des ringartigen Gehäusekörpers (16), wobei die erste ringartige Platte (17) ein zweites Zahnrad (17b) aufweist, welches darum ausgebildet ist; und eine zweite ringartige Platte (18), gesichert bzw. befestigt an dem anderen axialen Ende des ringartigen Gehäusekörpers (16), wobei eines des ersten und des zweiten Zahnrads (6, 17b) einen Teil der Antriebskraftübertragungsvorrichtung bildet, durch welche das Drehmoment der Kurbelwelle des Motors übertragen wird auf das ringartige Gehäuse (11), und wobei das andere des ersten und zweiten Zahnrads (6, 17b) verwendet wird zum Übertragen des Drehmoments des ringartigen Gehäuses 11 auf eine andere Kurbelwelle (3) des Motors durch ein Übertragungszahnrad (10), montiert auf der Nockenwelle (3).
Variables Ventilsystem nach Anspruch 7, ferner umfassend eine Zeitsetzvorrichtung "ESTS", welche fähig ist zum Liefern einer festen bzw. feststehenden Winkelposition des Schaufelelements (12) relativ zu dem ringartigen Gehäuse (11), wobei die Zeitsetzvorrichtung umfasst: eine Vertiefung (30), ausgebildet in der ersten ringartigen Platte (17); einen Verriegelungsstift (31), vorstehend gehalten durch das Schaufelelement (12); ein Vorspannelement zum Vorspannen des Verriegelungsstifts (31) in einer Richtung zum Anordnen des Verriegelungsstifts (31) in der Vertiefung, um dadurch einen Verriegelungseingriff zwischen diesen zu erreichen; und eine Einlassvertiefung (32), durch welche ein Hydraulikfluid eingespeist wird in die Vertiefung (30) zum Aufheben des Verriegelungseingriffs.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 1, bei welchem die Nockenwelle (2) ausgebildet ist an dem gegebenen Abschnitt (8) davon mit sowohl einem Nacheilfluiddurchgang (23, 23a, 21), welcher verbunden mit der Nacheilarbeitskammer (14), als auch einem Voreilfluiddurchgang (24, 24a, 22), welcher verbunden ist mit der Voreilarbeitskammer (15).
Variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotors, umfassend: zwei zylindrische Stücke (2A, 2B), welche bei koaxialer Verbindung eine Nockenwelle (2) bilden; eine Vielzahl von Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d), welche einstückig mit den beiden zylindrischen Stücken (2A, 2B) vorgesehen sind und daran angebracht sind und derart arbeiten, dass sie Motorventile öffnen und schließen, wenn die zylindrischen Stücke um ihre gemeinsame Achse drehen; ein kreisartiges Schaufelelement (12) mit einer Vielzahl von Schaufeln (12c), welche in Radialrichtung nach außen davon vorstehen, wobei das Schaufelelement (12) fest zwischen einander zugewandten Enden der zylindrischen Stücke (2A, 2B) angeordnet ist, um zusammen mit der Nockenwelle (2) zu drehen; ein ringartiges Gehäuse (11) zum darin Aufnehmen des Schaufelelements (12) in einer Weise zum Ermöglichen einer Drehung des Schaufelelements relativ zu dem ringartigen Gehäuse (11), wobei das ringartige Gehäuse (11) eine kreisartige Öffnung (44, 45) aufweist, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der einander zugewandten Enden der zylindrischen Stücke (2A, 2B); eine Vielzahl von Verbindungsschrauben (42, 43), durch welche die beiden zylindrischen Stücke (2A, 2B) und das kreisartige Schaufelelement (12) verbunden sind, um einen einzigen Aufbau zu bilden; eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments einer Nockenwelle des Motors auf ein ringartiges Gehäuse (11); mindestens ein Paar von Nacheil- und Voreilarbeitskammern (14, 15), definiert zwischen dem kreisartigen Schaufelelement (12) und dem ringartigen Gehäuse (11); und einen kreisartigen Kreis (23, 24, 25, 26, 27, 28) zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikfluids zu einer der Nacheil- und Voreilarbeitskammern (14, 15) in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 10, bei welchem das ringartige Gehäuse (11) umfasst: einen ringartigen Gehäusekörper (16) mit einem ersten Zahnrad (6), welches darum ausgebildet ist; eine erste ringartige Platte (17), gesichert bzw. befestigt an einem axialen Ende des ringartigen Gehäusekörpers (16), wobei die erste ringartige Platte (17) ein zweites Zahnrad (17b) aufweist, welches darum ausgebildet ist; und eine zweite ringartige Platte (18), gesichert bzw. befestigt an dem anderen axialen Ende des ringartigen Gehäusekörpers (16), wobei eines des ersten und des zweiten Zahnrads (6, 17b) ein Teil der Antriebskraftübertragungsvorrichtung bildet, durch welche das Drehmoment einer Kurbelwelle des Motors übertragen wird auf das ringartige Gehäuse (11), und wobei das andere Ende des ersten und des zweiten Zahnrads (6, 17b) verwendet wird zum Übertragen des Drehmoments des ringartigen Gehäuses (11) auf eine andere Nockenwelle (3) des Motors durch ein Übertragungszahnrad (10), angebracht auf der Nockenwelle (3).
Variables Ventilsystem nach Anspruch 11, ferner umfassend eine Zeitsetzvorrichtung "ESTS", welche fähig ist zum Liefern einer feststehenden bzw. festen Winkelposition des Schaufelelements (12) relativ zum ringartigen Gehäuse (11), wobei die Zeitsetzvorrichtung umfasst: eine Vertiefung (30), ausgebildet in der ersten ringartigen Platte (17); einen Verriegelungsstift (31), vorstehend gehalten durch das Schaufelelement (12); ein Vorspannelement zum Vorspannen des Verriegelungsstifts (31) in einer Richtung zum Anordnen des Verriegelungsstifts (31) in der Vertiefung, um dadurch einen Verriegelungseingriff zwischen diesen zu erreichen; und eine Einlassvertiefung (32), durch welche ein Hydraulikfluid eingespeist wird in die Vertiefung (30) zum Aufheben des Verriegelungseingriffs.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 10, bei welchem eines der zylindrischen Stücke (2A, 2B) ausgebildet ist mit einem Nacheilfluiddurchgang (23, 23a), welcher verbunden ist mit der Nacheilarbeitskammer (14), und das andere der zylindrischen Stücke (2A, 2B) ausgebildet ist mit einem Voreilfluiddurchgang (24, 24a), welcher verbunden ist mit der Voreilarbeitskammer (15).
Variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotors, umfassend: eine Nockenwelle (2); eine Vielzahl von Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d), welche einstückig mit der Nockenwelle (2) vorgesehen sind und daran angebracht sind und derart arbeiten, dass sie Motorventile öffnen und schließen, wenn die Nockenwelle (2) dreht, wobei jeweils zwei benachbarte Nockenerhebungen in jeweiligen vorbestimmten Abständen zueinander angeordnet sind; ein kreisartiges Schaufelelement (8), welches einstückig mit der Nockenwelle (2) vorgesehen ist und eine Vielzahl von Schaufeln (12c) aufweist, welche nach außen in Radialrichtung davon vorstehen; ein ringartiges Gehäuse (11) zum darin Aufnehmen des Schaufelelements (12) in einer Weise zum Ermöglichen einer Drehung des Schaufelelements relativ zum ringartigen Gehäuse (11), wobei das ringartige Gehäuse (11) eine kreisartige Öffnung (44, 45) aufweist, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d) und des Schaufelelements (12); eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments einer Kurbelwelle des Motors auf das ringartige Gehäuse (11); mindestens ein Paar von Voreil- und Nacheilarbeitskammern (14, 15), definiert zwischen dem Schaufelelement (12) und dem ringartigen Gehäuse (11); und ein Hydraulikkreis (23, 24, 25, 26, 27, 28) zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikfluids zu einer der Nacheil- und Voreilarbeitskammern (14, 15) in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors, wobei eine Axiallänge des ringartigen Gehäuses derart festgelegt ist, dass sie kleiner ist als der kürzeste der vorbestimmten Abstände.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 14, bei welchem das ringartige Gehäuse (11) umfasst: einen ringartigen Gehäusekörper (16) mit einem ersten Zahnrad (6), welches darum ausgebildet ist; eine erste ringartige Platte (17), gesichert bzw. befestigt an einem axialen Ende des ringartigen Gehäusekörpers (16), wobei die erste ringartige Platte (17) ein zweites Zahnrad (17b) aufweist, welches darum ausgebildet ist; und eine zweite ringartige Platte (18), gesichert bzw. befestigt an dem anderen axialen Ende des ringartigen Gehäusekörpers (16), wobei eines des ersten und des zweiten Zahnrads (6, 17b) ein Teil der Antriebskraftübertragungsvorrichtung bildet, durch welche das Drehmoment einer Kurbelwelle des Motors übertragen wird auf das ringartige Gehäuse (11), und wobei das andere des ersten und des zweiten Zahnrads (6, 17b) verwendet wird zum Übertragen. des Drehmoments des ringartigen Gehäuses (11) auf eine andere Nockenwelle (3) des Motors durch ein Übertragungszahnrad (10), welches an der Nockenwelle (3) angebracht ist.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 15, ferner umfassend eine Zeitsetzvorrichtung "ESTS", welche fähig ist zum Liefern einer feststehenden bzw. festen Winkelposition des Schaufelelements (12) relativ zum ringartigen Gehäuse (11), wobei die Zeitsetzvorrichtung umfasst: eine Vertiefung (30), ausgebildet in der ersten ringartigen Platte (17); einen Verriegelungsstift (31), vorstehend gehalten durch das Schaufelelement (12); ein Vorspannelement zum Vorspannen des Verriegelungsstifts (31) in einer Richtung zum Anordnen des Verriegelungsstifts (31) in der Vertiefung, um dadurch einen Verriegelungseingriff zwischen diesen zu erreichen; und eine Einlassvertiefung (32), durch welche ein Hydraulikfluid eingespeist wird in die Vertiefung (30) zum Aufheben des Verriegelungseingriffs.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 14, bei welchem die Nockenwelle (2) ausgebildet ist mit sowohl einem Nacheilfluiddurchgang (23, 23a, 21), welcher verbunden ist mit der Verzögerungsarbeitskammer (14), als auch einem Voreilfluiddurchgang (24, 24a, 22), welcher verbunden ist mit der Voreilarbeitskammer (15).
Variables Ventilsystem eines Verbrennungsmotor, umfassend: eine Nockenwelle (2); eine Vielzahl von Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d), welche einstückig mit der Nockenwelle (2) vorgesehen sind und daran angebracht sind und derart arbeiten, dass sie Motorventile öffnen und schließen, wenn die Nockenwelle (2) dreht, wobei jeweils zwei benachbarte Nockenerhebungen in jeweiligen vorbestimmten Abständen zueinander angeordnet sind; ein ringartiges Schaufelelement (12) mit einer Vielzahl von Schaufeln (12), welche in Radialrichtung nach außen davon vorstehen, und einer kreisartigen Öffnung (12b), welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen; ein ringartiges Gehäuse (11) zum darin Aufnehmen des Schaufelelements (12) in einer Weise zum Ermöglichen einer Drehung des Schaufelelements relativ zum ringartigen Gehäuse (11), wobei das ringartige Gehäuse (11) eine kreisartige Öffnung (17c, 18b) aufweist, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen; eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments einer Kurbelwelle des Motors auf ein ringartiges Gehäuse (11); mindestens ein Paar von Nacheil- und Voreilarbeitskammern (14, 15), definiert zwischen dem ringartigen Schaufelelement (12) und dem ringartigen Gehäuse (11); und einen Hydraulikkreis (23, 24, 25, 26, 27, 28) zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikfluids zu einer der Nacheil- und Voreilarbeitskammern (14, 15) in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors, wobei sowohl die kreisartige Öffnung (12b) des ringartigen Schaufelelements (12) als auch die kreisartige Öffnung (17c, 18b) des ringartigen Gehäuses (11) im Durchmesser größer sind als ein imaginärer Kreis "IC-1", welcher einen Durchmesser aufweist, welcher zwischen höchsten und niedrigsten Abschnitten jeder Nockenerhebung ist, und im Durchmesser größer ist als ein imaginärer Kreis "IC-2", welcher durch einen in Radialrichtung äußersten Abschnitt jeder Nockenerhebung bei drehender Nockenwelle (2) gezogen wird, und wobei das Schaufelelement fest angebracht ist an einem gegebenen Abschnitt der Nockenwelle (2), um damit zu drehen.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 18, bei welchem das ringartige Schaufelelement (12) gesichert bzw. befestigt ist an dem gegebenen Abschnitt (8) der Nockenwelle (2) mittels einer Mutter (20).
Variables Ventilsystem nach Anspruch 19, bei welchem der gegebene Abschnitt (8) der Nockenwelle (2) umfasst: einen vergrößerten zylindrischen Abschnitt (8), einstückig ausgebildet auf der Nockenwelle (2) und eng aufgenommen in der kreisartigen Öffnung (12b) des Schaufelelements (12); einen Flanschabschnitt (8a), einstückig ausgebildet auf der Nockenwelle (2) an einem axialen einen Ende des vergrößerten zylindrischen Abschnitts (8) und in engem Kontakt mit einer axialen Endfläche des Schaufelelements (12), wobei ein Außendurchmesser des Flanschabschnitts (8a) größer ist als derjenige der kreisartigen Öffnung (12b) des ringartigen Schaufelelements (12); und einen Außengewindeabschnitt (8b), einstückig ausgebildet auf der Nockenwelle (2) an dem anderen axialen Ende des vergrößerten zylindrischen Abschnitts (8), wobei die Mutter (20) in Eingriff ist mit dem Außengewindeabschnitt (8b) zum Drücken des Schaufelelements (12) gegen den Flanschabschnitt (8a), um dadurch das Schaufelelement (12) zu sichern bzw. zu befestigen am Flanschabschnitt (8a).
Variables Ventilsystem nach Anspruch 19, bei welchem die Mutter (20) ausgebildet ist mit einem nicht kreisartigen Kopfabschnitt (20a), welcher zu betätigen ist durch ein Drehwerkzeug.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 21, bei welchem das ringartige Gehäuse (11) eine Vielzahl von Teilen umfasst, welche vereint bzw. verbunden sind mittels Schrauben (19), wobei die Mutter in Radialrichtung innen bezüglich der Schrauben (19) positioniert ist, und wobei Köpfe der Schrauben (19) bündig sind mit dem Kopf (20a) der Mutter (20).
Variables Ventilsystem nach Anspruch 18, bei welchem das ringartige Gehäuse (11) umfasst: einen ringartigen Gehäusekörper (16) mit einem ersten Zahnrad (6), welches darum ausgebildet ist; eine erste ringartige Platte (17), gesichert bzw. befestigt an einem axialen Ende des ringartigen Gehäusekörpers (16), wobei die erste ringartige Platte (17) ein zweites Zahnrad (17b) aufweist, welches darum ausgebildet ist; und eine zweite ringartige Platte (18), gesichert bzw. befestigt an dem anderen axialen Ende des ringartigen Gehäusekörpers (16), wobei eines des ersten und des zweiten Zahnrads (6, 17b) ein Teil der Antriebskraftübertragungsvorrichtung bildet, durch welche das Drehmoment der Kurbelwelle des Motors übertragen wird auf das ringartige Gehäuse (11), und wobei das andere des ersten und des zweiten Zahnrads (6, 17b) verwendet wird zum Übertragen des Drehmoments des ringartigen Gehäuses (11) auf eine andere Nockenwelle (3) des Motors durch ein Übertragungszahnrad (10), welches an der Nockenwelle (3) angebracht ist.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 23, ferner umfassend eine Zeitsetzvorrichtung "ESTS", welche fähig ist zum Liefern einer feststehenden bzw. festen Winkelposition des Schaufelelements (12) relativ zum ringartigen Gehäuse (11), wobei die Zeitsetzvorrichtung umfasst: eine Vertiefung (30), ausgebildet in der ersten ringartigen Platte (17); einen Verriegelungsstift (31), vorstehend gehalten durch das Schaufelelement (12); ein Vorspannelement zum Vorspannen des Verriegelungsstifts (31) in einer Richtung zum Anordnen des Verriegelungsstifts (31) in der Vertiefung, um dadurch einen Verriegelungseingriff zwischen diesen zu erreichen; und eine Einlassvertiefung (32), durch welche ein Hydraulikfluid eingespeist wird in die Vertiefung (30) zum Aufheben des Verriegelungseingriffs.
Variables Ventilsystem nach Anspruch 18, bei welchem die Nockenwelle (2) ausgebildet ist an dem gegebenen Abschnitt (8) davon mit sowohl einem Nacheilfluiddurchgang (23, 23a, 21), welcher verbunden ist mit der Nacheilarbeitskammer (14), als auch einem Voreilfluiddurchgang (24, 24a, 22), welcher verbunden ist mit der Voreilarbeitskammer (15).
Verfahren zur Montage eines variablen Ventilsystems eines Motors mit Innenverbrennung, wobei das variable Ventilsystem umfasst: eine Nockenwelle (2); eine Vielzahl von Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d), welche einstückig mit der Nockenwelle (2) vorgesehen sind und daran angebracht sind und derart arbeiten, dass sie Motorventile öffnen und schließen, wenn die Nockenwelle (2) dreht, wobei jeweils zwei benachbarte Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d) in jeweiligen vorbestimmten Abständen zueinander angebracht sind; ein ringartiges Schaufelelement (12) mit einer Vielzahl von Schaufeln (12c), welche in Radialrichtung nach außen davon vorstehen, und einer kreisartigen Öffnung (12b), welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d); ein ringartiges Gehäuse (11) zum darin Aufnehmen des Schaufelelements (12) in einer Weise zum Ermöglichen einer Drehung des Schaufelelements relativ zum ringartigen Gehäuse (11), wobei das ringartige Gehäuse (11) eine kreisartige Öffnung (17c, 18b) aufweist, welche bemessen ist zum Ermöglichen eines dadurch Hindurchtretens der Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d); eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments einer Kurbelwelle des Motors auf das ringartige Gehäuse (11); mindestens ein Paar von Nacheil- und Voreilarbeitskammern (14, 15), definiert zwischen dem ringartigen Schaufelelement (12) und dem ringartigen Gehäuse (11); und einen Hydraulikkreis (23, 24, 25, 26, 27, 28) zum wahlweisen Zuführen eines Hydraulikfluids zu einer der Nacheil- und Voreilarbeitskammern (14, 15) in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors, wobei sowohl eine Axiallänge "W" des ringartigen Gehäuses (11) als auch eine Axiallänge "W1" des Schaufelelements (12) kleiner sind als der kürzeste der vorbestimmten Abstände, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen einer Einheit (29) mit dem ringartigen Gehäuse (11), in welchem das Schaufelelement (12) lose aufgenommen ist bzw. wird; Anordnen des Schaufelelements (12) an einer rechten Position im ringartigen Gehäuse (11); Anordnen der Einheit (29) auf der Nockenwelle (2) von einem Ende der Nockenwelle (2) unter Ermöglichung einer Aufnahme der Nockenwelle (2) in den kreisartigen Öffnungen (12b, 17c, 18b); Bewegen der Einheit (29) zu einem vergrößerten gegebenen Abschnitt (8) der Nockenwelle (2) durch Ausführen einer Zick-Zack-Bewegung der Einheit (29), um die Nockenerhebungen (7a, 7b, 7c, 7d) zu räumen bzw. zu löschen (engl. „clear"); Positionieren der Einheit (29) relativ zum vergrößerten gegebenen Abschnitt (8); und In-Eingriff-Bringen einer Mutter (20) mit einem Gewindeabschnitt des vergrößerten gegebenen Abschnitts (8) zum Drücken des Schaufelelements (12) gegen einen Flanschabschnitt (8a) des vergrößerten gegebenen Abschnitts (8), um dadurch das Schaufelelement (12) an dem vergrößerten gegebenen Abschnitt (8) zu sichern bzw. zu befestigen.