DE102012219484A1 - Ventilsteuerungsvorrichtung für Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

In einer Ventilsteuerungsvorrichtung, die gestaltet ist, eine Drehbewegung eines Flügel-Rotors relativ zu einem Steuerrad in einer Phasenverzögerungs-Richtung oder einer Phasenvorlauf-Richtung zu ermöglichen, indem die Lieferung und der Auslass von Hydraulikdruck für jede der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern und die Lieferung und der Auslass von Hydraulikdruck für jede der Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern gesteuert wird, sind erste und zweite Verriegelungsstifte in einem Rotor-Teil mit großem Durchmesser und nicht in einem Rotor-Teil mit kleinem Durchmesser angeordnet. Die Drehbewegung des Flügel-Rotors relativ zum Steuerrad von einer Zwischen-Verriegelungs-Position zwischen einer Position mit maximalem Phasenvorlauf und einer Position mit maximaler Phasenverzögerung wird durch Kopplung des ersten Verriegelungsstiftes mit einem ersten Verriegelungsloch und durch Kopplung des zweiten Verriegelungsstiftes mit einem zweiten Verriegelungsloch begrenzt. Der Flügel-Rotor wird in der Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Kopplung des ersten Verriegelungsstiftes mit dem zweiten Verriegelungsloch gehalten.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zum variablen Steuern der Ventileinstellung eines Motorventils, wie eines Einlassventils und/oder eines Abgasventils, abhängig von einer Motor-Betriebsbedingung.
  • Stand der Technik
  • In den vergangenen Jahren wurden verschiedene Ventilsteuerungsvorrichtungen vorgeschlagen und entwickelt, die gestaltet sind, den so genannten ”Atkinson-Kreisprozess” zu realisieren, indem sie das Einlassventil zwischen einer maximalen Position mit Phasenverzögerung und einer maximale Position mit Phasenvorlauf auf eine Phasenlage steuern, die gegen eine Zwischen-Phase verzögert ist, wenn ein Verbrennungsmotor kalt gestartet wird, wodurch ein Expansionsverhältnis geschaffen wird, das größer ist als ein effektives Kompressionsverhältnis.
  • Bei einem Hybrid-Elektrofahrzeug (hybrid electric vehicle, HEV) oder bei einem mit einer Start-Stopp-Automatik ausgestatteten Fahrzeug, bei dem ein Verbrennungsmotor automatisch ohne Absicht des Fahrers angehalten werden kann, wird das Fahrzeug jedoch normalerweise bei hohen Motortemperaturen erneut gestartet. Somit ist es erforderlich, den Motor mit der Ventileinstellung erneut anzulassen, die bezüglich der Zwischen-Phase, die für den Kaltstart des Motors geeignet ist, verzögert ist.
  • Daher beschreibt die vorläufige japanische Patentveröffentlichung Nr. 2010-195308 (im Folgenden als ” JP 2010-195308 ” bezeichnet) eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug, in dem eine variable Ventilsteuerungsvorrichtung (valve timing control, VTC) eingesetzt wird, die gestaltet ist, die Ventileinstellung an einer Zwischen-Phase so zu halten, dass eine gute Startfähigkeit beim Kaltstart-Betrieb sichergestellt ist, wenn der Motor durch manuelles Drehen eines Zündschalters auf EIN angelassen wird, und die auch so gestaltet ist, die Ventileinstellung an einer Phasenlage zu halten, die gegenüber der Zwischen-Phase verzögert ist, um Geräusche und Vibrationen des Motors während des automatischen erneuten Anlassens des Motors zu verringern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Bei der in JP 2010-195308 offenbarten Ventilsteuerungsvorrichtung wird jedoch, wenn der Motor angehalten wird, indem der Zündschalter von Hand auf AUS gedreht wird, ein Flügel-Rotor der VTC-Vorrichtung mechanisch in einer Winkelposition gehalten, die der Zwischen-Phase entspricht, indem ein Verriegelungsstift in ein Verriegelungsloch einrastet. Umgekehrt wird, wenn der Motor automatisch mittels der Start-Stopp-Automatik angehalten wird, ohne dass der in einem EIN-Zustand gehaltene Zündschalter von Hand auf AUS gedreht wird, der Flügel-Rotor nicht mechanisch, sondern hydraulisch in einer Winkelposition gehalten, die gegenüber der Zwischen-Phase verzögert ist. Aus diesem Grund erfordert das System in JP 2010-195308 eine getrennte Hydraulikdruck-Quelle, um den Flügel-Rotor hydraulisch in der gegenüber der Zwischen-Phase verzögerten Winkelposition zu halten.
  • Folglich ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Ventilsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors zu schaffen, die in der Lage ist, die Ventileinstellung mechanisch in einer vorgegebenen Phasenlage zu halten, statt sie hydraulisch in der vorgegebenen Phasenlage halten zu müssen, sogar wenn der Motor mittels einer Start-Stopp-Automatik automatisch angehalten wird.
  • Um die oben erwähnten und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, umfasst eine Ventilsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors ein Gehäuse, das geeignet ist, durch eine Kurbelwelle des Motors angetrieben zu werden und gestaltet ist, darin eine Arbeitsmittel-Kammer zu definieren, indem ein Innenraum durch Backen abgeteilt wird, die von einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses radial nach innen vorstehen, einen Flügel-Rotor, der einen Rotor, der geeignet ist, fest mit einer Nockenwelle verbunden zu sein, und sich radial erstreckende Flügel aufweist, die an einem Außenrand des Rotors ausgebildet sind, um die Arbeitsmittel-Kammer des Gehäuses durch die Backen und die Flügel zu unterteilen, um Phasenvorlauf-Hydraulikkammern und Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern zu definieren, einen Anschlag zur Begrenzung eines Winkelbereichs der relativen Drehung des Flügel-Rotors bezüglich des Gehäuses, ein erstes Verriegelungselement, das im Flügel-Rotor angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen, ein zweites Verriegelungselement, das im Flügel-Rotor angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen, einen ersten Verriegelungs-Aussparungsteil, der im Gehäuse angeordnet und gestaltet ist, die Drehbewegung des Flügel-Rotors relativ zum Gehäuse in einer Richtung der Phasenverzögerung von einer Zwischen-Verriegelungsposition zwischen einer Position mit maximalem Phasenvorlauf und einer Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes in den ersten Verriegelungs-Aussparungsteil zu begrenzen, und einen zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil, der im Gehäuse angeordnet und gestaltet ist, die Drehbewegung des Flügel-Rotors relativ zum Gehäuse in einer Richtung des Phasenvorlaufs von einer Zwischen-Verriegelungsposition durch Einrasten des zweiten Verriegelungselementes in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil zu begrenzen, und der gestaltet ist, im Zusammenwirken mit dem Einrasten des ersten Verriegelungselementes mit dem ersten Verriegelungs-Aussparungsteil den Flügel-Rotor an der Zwischen-Verriegelungsposition zu halten, und der ferner gestaltet ist, den Flügel-Rotor in der Position mit maximaler Phasenverzögerung zu halten, indem er die Drehbewegung des Flügel-Rotors der Richtung des Phasenvorlaufs durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil in einem Zustand begrenzt, in dem die Drehbewegung des Flügel-Rotors relativ zum Gehäuse in der Richtung der Phasenverzögerung durch den Anschlag begrenzt ist.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst eine Ventilsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors ein antreibendes Drehelement, das geeignet ist, durch eine Kurbelwelle des Motors angetrieben zu werden, ein angetriebenes Drehelement, das geeignet ist, fest mit einer Nockenwelle verbunden zu sein und gestaltet ist, abhängig von einer Betriebsbedingung des Motors, einen Relativ-Drehwinkel des angetriebenen Drehelementes bezüglich des antreibenden Drehelementes innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs zu ändern, einen Phasenänderungsmechanismus, der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern und Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern aufweist und gestaltet ist, das angetriebene Drehelement relativ zum antreibenden Drehelement in einer Richtung des Phasenvorlaufs zu drehen, indem Hydraulikdruck in jede der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern geliefert wird, und Arbeitsmittel aus jeder der Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern abgesaugt wird, und der gestaltet ist, das angetriebene Drehelement relativ zum antreibenden Drehelement in einer Richtung der Phasenverzögerung zu drehen, indem Hydraulikdruck in jede der Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern geliefert wird, und Arbeitsmittel aus jeder der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern abgesaugt wird, ein erstes Verriegelungselement und ein zweites Verriegelungselement, von denen jedes gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen, einen ersten Verriegelungs-Aussparungsteil, der gestaltet ist, die Drehbewegung des angetriebenen Drehelementes relativ zum antreibenden Drehelement in einer Richtung der Phasenverzögerung von einer Zwischen-Verriegelungsposition zwischen einer Position mit maximalem Phasenvorlauf und einer Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes in den ersten Verriegelungs-Aussparungsteil zu begrenzen, und einen zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil, der gestaltet ist, die Drehbewegung des angetriebenen Drehelementes relativ zum antreibenden Drehelement in einer Richtung des Phasenvorlaufs von der Zwischen-Verriegelungsposition durch Einrasten des zweiten Verriegelungselementes in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil zu begrenzen, und der gestaltet ist, durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes mit dem zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil das angetriebene Drehelement in der Position mit maximaler Phasenverzögerung zu halten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Ventilsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors ein Gehäuse, das geeignet ist, durch eine Kurbelwelle des Motors angetrieben zu werden und gestaltet ist, darin eine Arbeitsmittel-Kammer zu definieren, indem ein Innenraum durch Backen abgeteilt wird, die von einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses radial nach innen vorstehen, einen Flügel-Rotor, der einen Rotor, der geeignet ist, fest mit einer Nockenwelle verbunden zu sein, und sich radial erstreckende Flügel aufweist, die an einem Außenrand des Rotors ausgebildet sind, um die Arbeitsmittel-Kammer des Gehäuses durch die Backen und die Flügel zu unterteilen, um Hydraulikkammern mit Phasenvorlauf und Hydraulikkammern mit Phasenverzögerung zu definieren, einen Anschlag zur Begrenzung eines Winkelbereichs der relativen Drehung des Flügel-Rotors bezüglich des Gehäuses, ein erstes Verriegelungselement, das im Flügel-Rotor angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen, ein zweites Verriegelungselement, das im Flügel-Rotor angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen, ein drittes Verriegelungselement, das im Flügel-Rotor angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen, einen ersten Verriegelungs-Aussperrungsteil, der gestaltet ist, die Drehbewegung des angetriebenen Drehelementes relativ zum antreibenden Drehelement in einer Richtung der Phasenverzögerung von einer Zwischen-Verriegelungsposition zwischen einer Position mit maximalem Phasenvorlauf und einer Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes in den ersten Verriegelungs-Aussparungsteil zu begrenzen, einen zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil, der gestaltet ist, die Drehbewegung des angetriebenen Drehelementes relativ zum antreibenden Drehelement in einer Richtung des Phasenvorlaufs von der Zwischen-Verriegelungsposition durch Einrasten des zweiten Verriegelungselementes in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil zu begrenzen, und einen dritten Verriegelungs-Aussparungsteil, der im Gehäuse angeordnet ist und einen gestuften Teil aufweist, dessen untere Fläche sich schrittweise in der Richtung des Phasenvorlaufs absenkt und der gestaltet ist, das erste Verriegelungselement durch Bewegung des dritten Verriegelungselementes zum Einrasten mit dem dritten Verriegelungs-Aussperrungsteil in Richtung zum ersten Verriegelungs-Aussperrungsteil zu führen, und der ferner gestaltet ist, den Flügel-Rotor in der Position mit maximaler Phasenverzögerung zu halten, indem er die Drehbewegung des Flügel-Rotors der Richtung des Phasenvorlaufs durch Einrasten des zweiten Verriegelungselementes in den dritten Verriegelungs-Aussparungsteil in einem Zustand begrenzt, in dem die Drehbewegung des Flügel-Rotors relativ zum Gehäuse in der Richtung der Phasenverzögerung durch den Anschlag begrenzt ist.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Ventilsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors ein Gehäuse, das geeignet ist, durch eine Kurbelwelle des Motors angetrieben zu werden und gestaltet ist, darin eine Arbeitsmittel-Kammer zu definieren, einen Flügel-Rotor, der einen Rotor aufweist, der geeignet ist, fest mit einer Nockenwelle verbunden zu sein, und Flügel, um die Arbeitsmittel-Kammer in Phasenvorlauf-Hydraulikkammern und Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern zu unterteilen, und der gestaltet ist, bezüglich des Gehäuses einen Phasenvorlauf aufzuweisen, indem Hydraulikdruck in jede der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern geliefert wird, während Arbeitsmittel aus jeder der Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern abgesaugt wird, und der gestaltet ist, bezüglich des Gehäuses eine Phasenverzögerung aufzuweisen, indem Hydraulikdruck in jede der Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern geliefert wird, während Arbeitsmittel aus jeder der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern abgesaugt wird, ein erstes Verriegelungselement, das im Flügel-Rotor angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen, ein zweites Verriegelungselement, das im Flügel-Rotor angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen, einen ersten Verriegelungs-Aussparungsteil, der im Gehäuse angeordnet und gestaltet ist, die Drehbewegung des Flügel-Rotors relativ zum Gehäuse in einer Richtung der Phasenverzögerung von einer Zwischen-Verriegelungsposition zwischen einer Position mit maximalem Phasenvorlauf und einer Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes in den ersten Verriegelungs-Aussparungsteil zu begrenzen, und einen zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil, der im Gehäuse angeordnet und gestaltet ist, die Drehbewegung des Flügel-Rotors relativ zum Gehäuse in einer Richtung des Phasenvorlaufs von der Zwischen-Verriegelungsposition durch Einrasten des zweiten Verriegelungselementes in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil zu begrenzen, und der ferner gestaltet ist, durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes mit dem zweiten Verriegelungs-Aussperrungsteil den Flügel-Rotor in der Position mit maximaler Phasenverzögerung zu halten.
  • Weitere Ziele und Merkmale dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitende Zeichnung verständlich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist ein Systemdiagramm, das eine Ausführungsform einer Ventilsteuerungsvorrichtung zeigt.
  • 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche die Ventilsteuerungsvorrichtung (VTC) der Ausführungsform zeigt, wobei der wesentliche Teil der Vorrichtung hervorgehoben wird.
  • 3 ist eine Querschnitts-Ansicht entlang der Linie A-A in 1 und zeigt einen Zustand mit maximaler Phasenverzögerung, in dem der Flügel-Rotor der VTC-Vorrichtung der Ausführungsform in eine Winkelposition gedreht wurde, die einer maximal verzögerten Phase entspricht.
  • 4 ist eine Querschnitts-Ansicht entlang der Linie A-A in 1 und zeigt einen Zustand mit Zwischen-Phase, in dem der Flügel-Rotor der VTC-Vorrichtung in einer Winkelposition gehalten wird, die einer Zwischen-Phase entspricht.
  • 5 ist eine Querschnitts-Ansicht entlang der Linie A-A in 1 und zeigt einen Zustand mit maximalem Phasenvorlauf,
    in dem der Flügel-Rotor der VTC-Vorrichtung in eine Winkelposition gedreht wurde, die einer maximal vorlaufenden Phase entspricht.
  • 6 ist eine Abwicklungs-Querschnittsansicht, die einen Betrieb jeder der Verriegelungsstifte zeigt, wobei der Flügel-Rotor in der Position mit maximaler Phasenverzögerung gehalten wird.
  • 7 ist eine Abwicklungs-Querschnittsansicht, die einen anderen Betrieb jeder der Verriegelungsstifte zeigt, wobei der Flügel-Rotor durch wechselndes Drehmoment leicht aus der Position mit maximaler Phasenverzögerung auf die Seite mit Phasenvorlauf gedreht ist.
  • 8 ist eine Abwicklungs-Querschnittsansicht, die einen weiteren Betrieb jeder der Verriegelungsstifte zeigt, wobei der Flügel-Rotor weiter von der Winkelposition in 7 auf die Seite mit Phasenvorlauf gedreht ist.
  • 9 ist eine Abwicklungs-Querschnittsansicht, die noch einen weiteren Betrieb jeder der Verriegelungsstifte zeigt, wobei der Flügel-Rotor weiter von der Winkelposition in 8 auf die Seite mit Phasenvorlauf gedreht ist.
  • 10 ist eine Abwicklungs-Querschnittsansicht, die einen anderen Betrieb jeder der Verriegelungsstifte zeigt, wobei der Flügel-Rotor weiter von der Winkelposition in 9 auf die Seite mit Phasenvorlauf gedreht ist.
  • 11 ist eine Abwicklungs-Querschnittsansicht, die einen weiteren Betrieb jeder der Verriegelungsstifte zeigt, wobei der Flügel-Rotor weiter von der Winkelposition in 10 auf die Seite mit Phasenvorlauf gedreht ist.
  • 12 ist eine Abwicklungs-Querschnittsansicht, die einen Betrieb jeder der Verriegelungsstifte zeigt, wobei der Flügel-Rotor der VTC-Vorrichtung der zweiten Ausführungsform in der Position mit maximaler Phasenverzögerung gehalten wird.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nun wird mit Bezug auf die Zeichnung, insbesondere auf die 1 bis 3, die Ventilsteuerungsvorrichtung der Ausführungsform in einer Phasensteuerungsvorrichtung veranschaulicht, die auf die Seite eines Einlassventils eines Verbrennungsmotors eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV), eines mit einer Start-Stopp-Automatik ausgestatteten Kraftfahrzeugs, und dergleichen angewendet wird.
  • Wie in den 1–3 gezeigt umfasst die Ventilsteuerungsvorrichtung ein Steuerrad 1, das von einer Motor-Kurbelwelle über eine Steuerkette angetrieben wird und als antreibendes Drehelement dient, eine Nockenwelle 2 auf der Einlassventil-Seite, die in einer Längsrichtung des Motors angeordnet und gestaltet ist, mit dem Steuerrad 1 relativ drehbar zu sein, einen Phasenänderungs-Mechanismus 3, der zwischen Steuerrad 1 und Nockenwelle 2 installiert ist, um eine relative Winkelphase der Nockenwelle 2 zum Steuerrad 1 (der Kurbelwelle) zu ändern, einen Verriegelungsmechanismus 4, der zum Verriegeln oder Halten des Phasenänderungs-Mechanismus 3 in einer Position mit maximaler Phasenverzögerung sowie einer Zwischen-Phasen-Winkelposition zwischen einer Position mit maximalem Phasenvorlauf und der Position mit maximaler Phasenverzögerung vorgesehen ist, und einen Hydraulikkreis 5, der vorgesehen ist, um Phasenänderungs-Mechanismus 3 und Verriegelungsmechanismus 4 unabhängig voneinander zu betreiben.
  • Steuerrad 1 ist als rückseitige Abdeckung konstruiert, welche die hintere Öffnung eines Gehäuses (wird später beschrieben) hermetisch verschließt. Steuerrad 1 ist in einer dickwandigen Scheibenform ausgebildet. Der äußere Umfang des Steuerrades 1 weist einen gezähnten Teil 1a auf, auf den die Steuerkette aufgezogen ist. Steuerrad 1 ist auch mit einer gelagerten Bohrung 6 (eine zentrale Durchgangsbohrung) ausgebildet, die drehbar auf dem äußeren Umfang eines axialen Endes 2a der Nockenwelle 2 gelagert ist. Außerdem weist Steuerrad 1 auf seiner äußeren Umfangsseite vier über den Umfang in gleichen Abständen angeordnete Löcher 1b mit Innengewinde auf.
  • Die Nockenwelle 2 ist drehbar auf einem Zylinderkopf (nicht gezeigt) über Nockenlager (nicht gezeigt) gelagert. Die Nockenwelle 2 weist eine Vielzahl von Nocken auf, die einstückig auf ihrem äußeren Umfang ausgebildet sind und in Axialrichtung der Nockenwelle 2 einen Abstand voneinander aufweisen, um die Motorventile (d. h. Einlassventile) zu betätigen. Die Nockenwelle 2 weist ein Loch 2b mit Innengewinde auf, das entlang der Mitte der Nockenwelle am Achsen-Ende 2a ausgebildet ist.
  • Wie in den 1 bis 3 gezeigt besteht der Phasenänderungs-Mechanismus 3 aus einem Gehäuse 7, einem Flügel-Rotor 9, vier Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern (einfach bezeichnet als vier Phasenverzögerungskammern) 11, 11, 11, 11 und vier Phasenvorlauf-Hydraulikkammern (einfach bezeichnet als vier Phasenvorlaufkammern) 12, 12, 12, 12. Das Gehäuse 7 ist in der Axialrichtung einstückig mit dem Steuerrad 1 verbunden. Der Flügel-Rotor 9 ist mit dem axialen Ende der Nockenwelle 2 mittels einer Nockenschraube 8 fest verbunden, die in das Loch 2b mit Innengewinde am axialen Ende der Nockenwelle 2 geschraubt ist, und dient als angetriebenes Drehelement, das drehbar von dem Gehäuse 7 umschlossen ist. Das Gehäuse 7 weist vier radial nach innen vorstehende Backen auf (werden später beschrieben), die einstückig auf der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 7 ausgebildet sind. Vier Phasenverzögerungs-Kammern 11 und vier Phasenvorlauf-Kammern 12 sind definiert, indem die Arbeitsmittel-Kammer (der Innenraum) des Gehäuses 7 durch vier Backen des Gehäuses 7 und vier Flügel (werden später beschrieben) des Flügel-Rotors 9 unterteilt wird.
  • Das Gehäuse 7 umfasst einen zylindrischen Gehäuse-Hauptteil 10, eine Frontplatte 13 und das Steuerrad 1, das als hintere Abdeckung für das sich nach hinten öffnende Ende des Gehäuses 7 dient. Der Gehäuse-Hauptteil 10 ist als zylindrisches Hohl-Gehäuseelement ausgebildet, das an beiden Enden in zwei gegenüber liegenden Axialrichtungen offen ist. Die Frontplatte 13 ist durch Pressen hergestellt. Die Frontplatte 13 ist vorgesehen, um das vordere offene Ende des Gehäuse-Hauptteils 10 hermetisch abzudecken.
  • Der Gehäuse-Hauptteil 10 ist aus gesinterten Metalllegierungs-Materialien hergestellt, wie etwa aus auf Eisen basierenden gesinterten Metalllegierungs-Materialien. Der Gehäuse-Hauptteil 10 weist vier radial nach innen vorstehende Backen 10a, 10b, 10c und 10d auf, die auf seinem inneren Umfang einstückig ausgebildet sind. Vier Schraubenlöcher, nämlich die axialen Durchgangsbohrungen 10e, 10e, 10e, 10e sind in jeweiligen Backen 10a bis 10d ausgebildet.
  • Die Frontplatte 13 ist als dünnwandige Metallscheibe ausgebildet. Die Frontplatte 13 ist mit einer zentralen Durchgangsbohrung 13a ausgebildet. Außerdem weist die Frontplatte 13 vier über den Umfang in gleichen Abständen angeordnete Schraubenlöcher auf, nämlich die axialen Durchgangsbohrungen 13b, 13b, 13b, 13b.
  • Das Steuerrad 1, der Gehäuse-Hauptteil 10 und die Frontplatte 13 sind einstückig miteinander verbunden, indem sie mit vier Schrauben 14, 14, 14, 14 miteinander verbunden sind, die jeweilige Schraubenlöcher durchdringen (d. h. vier Durchgangsbohrungen 13b, die in der Frontplatte 13 ausgebildet sind, und vier Durchgangsbohrungen 10e, die in jeweiligen Backen 10a bis 10d ausgebildet sind) und in jeweilige Löcher 1b mit Innengewinde des Steuerrades 1 geschraubt sind.
  • In den 2 bis 3 ist ein Stift, der mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet ist, ein Positionierungsstift, der an der Innenfläche 1c des Steuerrades 1 befestigt ist während eine sich axial erstreckende Nut, die mit dem Bezugszeichen 51 bezeichnet ist, eine Positionierungs-Nut ist, die im äußeren Umfang der ersten Backe 10a des Gehäuse-Hauptteils 10 ausgebildet ist. Beim Zusammenbau wird der Positionierungsstift 50 des Steuerrades 1 in der Positionierungs-Nut 51 der ersten Backe 10a des Gehäuse-Hauptteils befestigt, wodurch eine einfache Positionierung des Gehäuse-Hauptteils 10 bezüglich des Steuerrades 1 sichergestellt ist.
  • Der Flügel-Rotor 9 ist aus einem Metall-Material ausgebildet. Der Flügel-Rotor 9 besteht aus einem Rotor 15, der mittels der Nockenschraube 8 fest mit dem axialen Ende der Nockenwelle 2 verbunden ist, und vier sich radial erstreckenden Flügelblättern (einfach als Flügel bezeichnet) 16a, 16b, 16c und 16d, die auf dem äußeren Umfang des Rotors 15 ausgebildet sind und über den Umfang den Abstand von ungefähr 90 Grad voneinander aufweisen.
  • Der Rotor 15 ist in einer axial dickwandigen Scheibenform mit unterschiedlichem Durchmesser ausgebildet. Der Rotor 15 ist einstückig mit einem zentralen Schraubenloch (einer axialen Durchgangsbohrung) 15a ausgebildet. Eine im Wesentlichen kreisförmig ausgeschnittene Lagerfläche 15b, auf der der Kopf der Nockenschraube 8 aufliegt, ist in der vorderen Endfläche des Rotors 15 ausgebildet.
  • Betrachtet man die Form des Rotors 15, insbesondere den lateralen Querschnitts-Aufbau des Rotors 15, ist die Kontur zwischen dem ersten Flügel 16a und dem vierten Flügel 16d, die auf dem Umfang einander benachbart sind, als Teil 15c mit einem kleinen Durchmesser aufgebaut, während die Kontur zwischen dem zweiten Flügel 16b und dem dritten Flügel 16c, die auf dem Umfang einander benachbart sind, ebenfalls als Teil 15d mit einem kleinen Durchmesser aufgebaut ist. Das Paar mit kleinem Durchmesser (d. h. der erste Teil 15c mit kleinem Durchmesser und der zweite Teil 15d mit kleinem Durchmesser) dient als ein Basis-Kreis. Im Gegensatz dazu ist die Kontur zwischen dem ersten Flügel 16a und dem zweiten Flügel 16b, die auf dem Umfang einander benachbart sind, als ein Teil 15e mit einem großen Durchmesser aufgebaut, der einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der der ersten und zweiten Teile 15c bis 15d mit kleinen Durchmesser. Außerdem ist die Kontur zwischen dem dritten Flügel 16c und dem vierten Flügel 16d, die auf dem Umfang einander benachbart sind, als ein Teil zweiter 15f mit einem großen Durchmesser aufgebaut, der einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der der ersten und zweiten Teile 15c bis 15d mit kleinen Durchmesser.
  • Der erste Teil 15c mit kleinem Durchmesser und der zweite Teil 15d mit kleinem Durchmesser sind an Winkelpositionen am Umfang angeordnet, die um ungefähr 180 Grad voneinander entfernt sind. Das heißt, der erste und der zweite Teil 15c bis 15d mit kleinem Durchmesser sind so angeordnet, dass sie einander diametral gegenüber liegen. Die äußere Umfangsfläche jedes der ersten und zweiten Teile mit kleinem Durchmesser 15c bis 15d ist in Kreisbogenform ausgebildet, die denselben Krümmungsradius aufweist.
  • Andererseits sind der erste und zweite Teil mit großem Durchmesser 15e bis 15f an Winkelpositionen am Umfang angeordnet, die um ungefähr 180 Grad voneinander entfernt sind. Das heißt, der erste und der zweite Teil mit großem Durchmesser 15e bis 15f sind so angeordnet, dass sie einander diametral gegenüber liegen. Die äußere Umfangsfläche jedes der ersten und zweiten Teile mit großem Durchmesser 15e bis 15f ist in Kreisbogenform ausgebildet, die denselben Krümmungsradius aufweist. Der Außendurchmesser der äußeren Umfangsflächen von Teilen 15e bis 15f mit großem Durchmesser ist jedoch so gestaltet, dass er eine Abmessung größer ist als der der Teile 15c bis 15d mit kleinem Durchmesser.
  • Daher ist die erste Backe 10a, deren Spitze der äußeren Umfangsfläche des ersten Teils 15c mit kleinem Durchmesser gegenüber liegt, als vergleichsweise lange radial nach innen vorstehende Trennwand ausgebildet, die im Wesentlichen rechteckige Seitenflächen aufweist. Auf ähnliche Weise ist die zweite Backe 10b, deren Spitze der äußeren Umfangsfläche des zweiten Teils 15d mit kleinem Durchmesser gegenüber liegt, als vergleichsweise lange radial nach innen vorstehende Trennwand ausgebildet, die im Wesentlichen rechteckige Seitenflächen aufweist. Im Gegensatz dazu ist die dritte Backe 10c, deren Spitze der äußeren Umfangsfläche des ersten Teils 15e mit großem Durchmesser gegenüber liegt, als vergleichsweise kurze radial nach innen vorstehende Trennwand ausgebildet, die im Wesentlichen kreisbogenförmige Seitenflächen aufweist. Auf ähnliche Weise ist die vierte Backe 10d, deren Spitze der äußeren Umfangsfläche des zweiten Teils 15f mit großem Durchmesser gegenüber liegt, als vergleichsweise kurze radial nach innen vorstehende Trennwand ausgebildet, die im Wesentlichen kreisbogenförmige Seitenflächen aufweist.
  • Vier Backen 10a bis 10d weisen jeweilige axial ausgedehnte Dichtungs-Halte-Nuten auf, die in ihren innersten Enden (Scheitelpunkten) ausgebildet sind und sich in Axialrichtung erstrecken. Jede der vier Dichtungs-Halte-Nuten der Backen ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Vier Öldichtungselemente (vier Scheitelpunkt-Dichtungen) 17a, 17a, 17a, 17a, von denen jedes einen im Wesentlichen quadratischen seitlichen Querschnitt aufweist, sind in jeweiligen Dichtungs-Halte-Nuten von vier Backen 10a bis 10d befestigt, um die vier Scheitelpunkt-Dichtungen 17a in gleitenden Kontakt mit den jeweiligen äußeren Umfangsflächen erster und zweiter Teile 15c bis 15d mit kleinem Durchmesser und erster und zweiter Teile 15e bis 15f mit großem Durchmesser zu bringen. Blattfedern (nicht gezeigt) sind in den jeweiligen Dichtungs-Halte-Nuten von vier Backen 10a bis 10d installiert, um die vier Scheitelpunkt-Dichtungen von vier Backen 10a bis 10d in Richtung der jeweiligen äußeren Umfangsflächen erster und zweiter Teile 15c bis 15d mit kleinem Durchmesser und erster und zweiter Teile 15e bis 15f mit großem Durchmesser dauerhaft vorzuspannen, wodurch eine Dichtungswirkung zwischen den verformten äußeren Umfangsflächen mit unterschiedlichem Durchmesser von Rotor 15 und den innersten Enden (Scheitelpunkten) der Backen 10a bis 10d vorgesehen wird.
  • Bezüglich der vier Flügel 16a bis 16d, die einstückig mit dem Rotor 15 ausgebildet sind und sich von der äußeren Umfangsfläche von Rotor 15 radial nach außen erstrecken, sind ihre Gesamtlängen so dimensioniert, um im Wesentlichen einander identisch zu sein. Umfangsbreiten von vier Flügeln 16a bis 16d sind so dimensioniert, dass sie im Wesentlichen einander identisch sind, und somit ist jeder der Flügel 16a bis 16d als dünnwandige Platte ausgebildet. Vier Flügel 16a bis 16d sind in jeweiligen Innenräumen angeordnet, die durch vier Backen 10a bis 10d definiert sind. Auf ähnliche Weise wie die vier Backen 10a bis 10d weisen vier Flügel 16a bis 16d jeweilige axial ausgedehnte Dichtungs-Halte-Nuten auf, die in ihren äußersten Enden (Scheitelpunkten) ausgebildet sind und sich in Axialrichtung erstrecken. Jede der vier Dichtungs-Halte-Nuten der Flügel ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Vier Öldichtungselemente (vier Scheitelpunkt-Dichtungen) 17b, 17b, 17b, 17b, von denen jedes einen im Wesentlichen quadratischen seitlichen Querschnitt aufweist, sind in jeweiligen Dichtungs-Halte-Nuten von vier Flügeln 16a bis 16d befestigt, um die vier Scheitelpunkt-Dichtungen 17b in gleitenden Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuse-Hauptteils 10 zu bringen. Blattfedern (nicht gezeigt) sind in den jeweiligen Dichtungs-Halte-Nuten von vier Flügeln 16a bis 16d installiert, um die vier Scheitelpunkt-Dichtungen von vier Flügeln 16a bis 16d in Richtung der inneren Umfangsfläche des Gehäuse-Hauptteils 10 dauerhaft vorzuspannen, wodurch eine Dichtungswirkung zwischen der inneren Umfangsfläche des Gehäuse-Hauptteils 10 und den äußersten Enden (Scheitelpunkten) der Flügel 16a bis 16d vorgesehen wird.
  • Wie oben erläutert arbeiten die Scheitelpunkt-Dichtungen 17a der Backen 10a bis 10d und die Scheitelpunkt-Dichtungen 17b der Flügel 16a bis 16d zusammen, um eine flüssigkeitsdichte Dichtungsstruktur zwischen der Phasenverzögerungs-Kammer 11 und der Phasenvorlauf-Kammer 12 sicherzustellen.
  • Wenn der Flügel-Rotor 9 sich relativ zum Gehäuse 7 (oder zum Steuerrad 1) in der Richtung der Phasenverzögerung dreht, wird, wie in 3 gezeigt, eine Seitenfläche (eine Seitenfläche im Gegenuhrzeigersinn 16e, wie in 3 gezeigt) des ersten Flügels 16a in anstoßende Kopplung zu einer radial nach innen vorstehenden Fläche, die auf einer Seitenfläche (eine Seitenfläche im Uhrzeigersinn, wie in 3 gezeigt) der gegenüber liegenden ersten Backe 10a ausgebildet ist, gebracht, und somit wird eine maximale Phasenverzögerungs-Winkelposition des Flügel-Rotors 9 beschränkt. Umgekehrt wird, wie in 5 gezeigt, wenn der Flügel-Rotor 9 sich relativ zum Gehäuse 7 (oder zum Steuerrad 1) in der Richtung des Phasenvorlaufs dreht, die andere Seitenfläche (eine Seitenfläche im Uhrzeigersinn, wie in 5 gezeigt) des ersten Flügels 16a in anstoßende Kopplung zu einer radial nach innen vorstehenden Fläche, die auf einer Seitenfläche (eine Seitenfläche im Gegenuhrzeigersinn, wie in 5 gezeigt) der gegenüber liegenden. dritten Backe 10c ausgebildet ist, gebracht, und somit wird eine maximale Phasenvorlauf-Winkelposition des Flügel-Rotors 9 beschränkt. Das heißt, die dritte Backe 10c arbeitet zusammen mit dem ersten Flügel 16a, um eine Anschlag-Funktion vorzusehen (d. h. einen Anschlag auf der Seite des maximalen Phasenvorlaufs), um eine maximale Phasenvorlauf-Winkelposition des Flügel-Rotors 9 zu beschränken (mit anderen Worten die Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 bezüglich dem Steuerrad 1 in Richtung des Phasenvorlaufs). Auf ähnliche Weise arbeitet die erste Backe 10a zusammen mit dem ersten Flügel 16a, um eine Anschlag-Funktion vorzusehen (d. h. einen Anschlag auf der Seite der maximalen Phasenverzögerung), um eine maximale Phasenverzögerungs-Winkelposition des Flügel-Rotors 9 zu beschränken (mit anderen Worten die Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 bezüglich dem Steuerrad 1 in Richtung der Phasenverzögerung).
  • Mit dem in seiner maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition gehaltenen ersten Flügel 16a (siehe 3) oder mit dem in seiner maximalen Phasenvorlauf-Winkelposition gehaltenen ersten Flügel 16a (siehe 5) werden beide Seitenflächen jedes der anderen Flügel 16b bis 16d in einer kontaktfreien mit Zwischenräumen versehenen Beziehung mit entsprechenden Seitenflächen der zugehörigen Backen gehalten. Folglich kann die Genauigkeit des Anstoßens zwischen dem Flügel-Rotor 9 und der Backe (d. h. der ersten Backe 10a) verbessert werden, und zusätzlich kann die Geschwindigkeit der Versorgung mit Hydraulikdruck zu jeder der Hydraulikkammern 11 und 12 erhöht werden, so dass eine Ansprechempfindlichkeit der Normaldrehung/Drehung in Gegenrichtung des Flügel-Rotors 9 verbessert werden kann.
  • Die oben erläuterten vier Phasenverzögerungs-Kammern 11 und die vier Phasenvorlauf-Kammern 12 sind durch beide Seitenflächen jedes der Flügel 16a bis 16d und durch beide Seitenflächen jeder der Backen 10a bis 10d definiert. Bezüglich des Fassungsvermögens der Phasenverzögerungs-Kammer 11 und der Phasenvorlauf-Kammer 12 wird mithilfe der verformten äußeren Umfangsfläche des Rotors 15 das Gesamt-Fassungsvermögen der Hydraulikkammern 11a und 12a, die sich in dem Bereich befinden, der dem Teil mit kleinem Durchmesser (jedem der ersten und zweiten Teile 15c bis 15d mit kleinem Durchmesser) des Rotors 15 entspricht, so eingestellt, dass es größer ist als das Gesamt-Fassungsvermögen der Hydraulikkammern 11b und 12b, die sich in dem Bereich befinden, der dem Teil mit großem Durchmesser (jedem der ersten und zweiten Teile 15e bis 15f mit großem Durchmesser) entspricht. Somit ist die Druck aufnehmende Oberfläche jeder der Seitenflächen 16e bis 16h der Flügel 16a bis 16d, die den Hydraulikkammern 11a und 12a gegenüber liegen, die sich in dem Bereich befinden, der dem Teil mit kleinem Durchmesser (jedem der ersten und zweiten Teile 15c bis 15d mit kleinem Durchmesser) entspricht, so eingestellt, dass sie größer ist als jede der Seitenflächen der Flügel 16a bis 16d, die den Hydraulikkammern 11b und 12b gegenüber liegen, die sich in dem Bereich befinden, der dem Teil mit großem Durchmesser (jedem der ersten und zweiten Teile 15e bis 15f mit großem Durchmesser) entspricht.
  • Jede der Phasenverzögerungs-Kammern 11 ist so gestaltet, dass sie mit dem Hydraulikkreis 5 (wird später beschrieben) über das erste Verbindungsloch 11c, das im Rotor 15 ausgebildet ist, in Verbindung steht. Auf ähnliche Weise ist jede der Phasenvorlauf-Kammern 12 so gestaltet, dass sie mit dem Hydraulikkreis 5 über das zweite Verbindungsloch 12c, das im Rotor 15 ausgebildet ist, in Verbindung steht.
  • Der Verriegelungsmechanismus 4 ist vorgesehen, um eine Winkelposition des Flügel-Rotors 9 relativ zum Gehäuse 7 entweder in einer Zwischenphasen-Winkelposition, die der Winkelposition (einer Zwischen-Verriegelungsposition) des Flügel-Rotors 9 in 4 entspricht, zwischen der Winkelposition mit maximaler Phasenverzögerung (siehe 3) und der Winkelposition mit maximalem Phasenvorlauf (siehe 5) oder an der Winkelposition mit maximaler Phasenverzögerung zu halten oder zu verriegeln, abhängig davon, ob der Motor manuell angehalten wird, indem ein Zündschalter auf AUS gedreht wird, oder automatisch durch eine Start-Stopp-Automatik angehalten wird.
  • Das heißt, wie in den 2 und 6 bis 11 gezeigt, besteht der Verriegelungsmechanismus 4 aus einem ersten Verriegelungsloch 24, einem zweiten Verriegelungsloch 25, einem dritten Verriegelungsloch 26, einem ersten Verriegelungsstift 27, einem zweiten Verriegelungsstift 28, einem dritten Verriegelungsstift 29 und einem Verriegelungs-Entriegelungs-Durchlass (einfach als Verriegelungs-Durchlass bezeichnet) 20. Die ersten, zweiten und dritten Verriegelungslöcher 24 bis 26 (die als erstes, zweites und drittes Verriegelungs-Aussparungsteil dienen) sind in der Innenfläche 1c des Steuerrades 1 angeordnet und in entsprechenden vorgegebenen Umfangspositionen angeordnet.
  • Der erste Verriegelungsstift 27 (der als im Wesentlichen zylindrisches Verriegelungselement, gekoppelt mit dem zugehörigen Aussparungsteil dient) ist funktionsbereit in dem ersten Teil 15e mit großem Durchmesser des Rotors 15 angeordnet, so dass die Bewegung des ersten Verriegelungsstiftes 27 in die und aus der Kopplung mit dem ersten Verriegelungsloch 24 ermöglicht ist. Der zweite Verriegelungsstift 28 (der als im Wesentlichen zylindrisches Verriegelungselement dient) ist funktionsbereit in dem ersten Teil 15e mit großem Durchmesser des Rotors 15 angeordnet, so dass die Bewegung des zweiten Verriegelungsstiftes 28 in die und aus der Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25 ermöglicht ist. Auf ähnliche Weise ist der dritte Verriegelungsstift 29 (der als im Wesentlichen zylindrisches Verriegelungselement dient) funktionsbereit in dem zweiten Teil 15f mit großem Durchmesser des Rotors 15 angeordnet, so dass die Bewegung des dritten Verriegelungsstiftes 29 in die und aus der Kopplung mit dem dritten Verriegelungsloch 26 ermöglicht ist. Die ersten, zweiten und dritten Verriegelungsstifte 27 bis 29 sind an jeweiligen vorgegebenen Umfangspositionen des Rotors 15 angeordnet. Der Verriegelungs-Durchlass 10 ist vorgesehen, um den ersten Verriegelungsstift 27 aus dem ersten Verriegelungsloch 24 zu entkoppeln, den zweiten Verriegelungsstift 28 aus dem zweiten Verriegelungsloch 25 zu entkoppeln und den dritten Verriegelungsstift 29 aus dem dritten Verriegelungsloch 26 zu entkoppeln.
  • Wie man in den 2 und 6 bis 11 sieht, ist das erste Verriegelungsloch 24 auf der Seite des ersten Teils 15e mit großem Durchmesser angeordnet. Das erste Verriegelungsloch 24 ist in Form eines Hohlzylinders ausgebildet, der einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Außendurchmesser der Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27, so das eine leichte Umfangsbewegung der Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 ermöglicht ist, der mit dem ersten Verriegelungsloch 24 gekoppelt ist. Außerdem ist das erste Verriegelungsloch 24 in der Innenfläche 1c des Steuerrades 1 ausgebildet und in einer Zwischen-Position angeordnet, die etwas versetzt in Richtung der Phasenvorlauf-Seite bezogen auf die maximale Phasenverzögerungs-Winkelposition des Flügel-Rotors 9 ist. Zusätzlich ist die Tiefe der Bodenfläche 24a des ersten Verriegelungslochs 24 so dimensioniert oder eingestellt, dass sie fast dieselbe Tiefe aufweist, wie die zweite Bodenfläche 25b des zweiten Verriegelungslochs 25 und ist auch so dimensioniert, dass sie fast dieselbe Tiefe aufweist, wie die zweite Bodenfläche 26b des dritten Verriegelungslochs 26. Somit wird bei einer Bewegung des ersten Verriegelungsstiftes 27 in eine Kopplung mit dem ersten Verriegelungsloch 24 durch die Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 in Richtung des Phasenvorlaufs die Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 in anstoßende Kopplung mit der Bodenfläche 24a des ersten Verriegelungslochs 24 gebracht. Gleichzeitig wird der äußere Umfang (der Rand) der Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 in anstoßende Kopplung mit der aufrechten Innenfläche 24b des ersten Verriegelungslochs 24 gebracht, wodurch eine Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 in der Richtung der Phasenverzögerung beschränkt wird (siehe 11).
  • Das zweite Verriegelungsloch 25 ist auf der Seite des ersten Teils 15e mit großem Durchmesser auf ähnliche Weise wie das erste Verriegelungsloch 24 angeordnet. Das zweite Verriegelungsloch 25 ist mit einer elliptischen oder ovalen Form ausgebildet (eine Nut in Form eines Langlochs), die sich in der Umfangsrichtung des Steuerrades 1 erstreckt. Das heißt, das zweite Verriegelungsloch 25 ist als zweistufiges abgestuftes Loch ausgebildet, dessen Bodenfläche sich stufenweise von der Seite der Phasenverzögerung zur Seite des Phasenvorlaufs absenkt. Das zweite Verriegelungsloch 25 (d. h. die zweistufige abgestufte Nut) ist gestaltet, als eine zweite Verriegelungs-Führungsnut zu dienen. Das heißt, unter der Annahme, dass die Innenfläche 1c des Steuerrades 1 als oberste Ebene betrachtet wird, ist die zweite Verriegelungs-Führungsnut (die zweistufige abgestufte Nut) 25 gestaltet, sich in dieser Reihenfolge allmählich von der ersten Bodenfläche 25a zur zweiten Bodenfläche 25b abzusenken. Jede der Innenflächen, die sich vertikal von jeweiligen Bodenflächen 25a bis 25b auf der Phasenverzögerungs-Seite erstrecken, ist als aufrechte Wandfläche ausgebildet (siehe 6 bis 11). Die Innenfläche 25c, die sich vertikal von der zweiten Bodenfläche 25b auf der Phasenvorlauf-Seite erstreckt, ist ebenfalls als aufrechte Wandfläche ausgebildet (siehe 6 bis 11).
  • Die zweite Bodenfläche 25b ist als etwas längliche vertiefte Nut ausgebildet, die sich zur Phasenvorlauf-Seite erstreckt. Mit der Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 gekoppelt mit der zweiten Bodenfläche 25b ermöglicht die etwas längliche zweite Bodenfläche 25b eine leichte Bewegung des zweiten Verriegelungsstiftes 28 in der Phasenvorlauf-Richtung (siehe die 10 bis 11).
  • Das dritte Verriegelungsloch 26 ist auf der Seite des zweiten Teils 15f mit großem Durchmesser angeordnet und in Form eines Kokons ausgebildet (oder als eine kreisbogenförmige Nut in Form Langlochs), der sich in Umfangsrichtung des Steuerrades 1 erstreckt und dimensioniert ist, länger als das zweite Verriegelungsloch 25 zu sein. Das dritte Verriegelungsloch 26 ist in der Innenfläche 1c des Steuerrades 1 ausgebildet und in einer Zwischen-Position angeordnet, die etwas versetzt in Richtung der Phasenvorlauf-Seite bezogen auf die maximale Phasenverzögerungs-Winkelposition des Flügel-Rotors 9 ist. Zusätzlich ist das dritte Verriegelungsloch 26 als zweistufiges abgestuftes Loch ausgebildet, dessen Bodenfläche sich stufenweise von der Seite der Phasenverzögerung zur Seite des Phasenvorlaufs absenkt. Das dritte Verriegelungsloch 26 (d. h. die zweistufige abgestufte Nut) ist gestaltet, als eine Verriegelungs-Führungsnut zu dienen.
  • Das heißt, wie in den 6 bis 11 gezeigt, ist unter der Annahme, dass die Innenfläche 1c des Steuerrades 1 als eine oberste Ebene betrachtet wird, die dritte Verriegelungs-Führungsnut (die zweistufige abgestufte Nut) 26 gestaltet, sich in dieser Reihenfolge allmählich von der ersten Bodenfläche 26a zur zweiten Bodenfläche 26b abzusenken. Jede der Innenflächen, die sich vertikal von jeweiligen Bodenflächen 26a bis 26b auf der Phasenverzögerungs-Seite erstrecken, ist als eine aufrechte Wandfläche ausgebildet (siehe 6 bis 11). Die Innenfläche 26c, die sich vertikal von der zweiten Bodenfläche 26b auf der Phasenvorlauf-Seite erstreckt, ist ebenfalls als aufrechte Wandfläche ausgebildet (siehe 6 bis 11).
  • Wie man am besten in den 2 und 6 bis 11 sieht, ist der erste Verriegelungsstift 27 verschiebbar in einem ersten Verriegelungsstift-Loch 31a (eine axiale Durchgangsbohrung) angeordnet, das im ersten Teil 15e mit großem Durchmesser des Rotors 15 ausgebildet ist. Der erste Verriegelungsstift 27 ist als gestufte Form ausgebildet, die aus der Spitze 27a mit vergleichsweise kleinem Durchmesser, einem Grundteil 27b in Form eines Hohlzylinders mit vergleichsweise großem Durchmesser, der einstückig durchgängig mit dem hinteren Ende der Spitze 27a mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, und einer gestuften Druck aufnehmenden Fläche 27c, die zwischen der Spitze 27a und dem Grundteil 27b in Form eines Hohlzylinders mit großem Durchmesser definiert ist, besteht. Die Endfläche der Spitze 27a ist als ebene Fläche ausgebildet, die in anstoßende Kopplung (exakt in Wandkontakt) mit jeder der Bodenflächen 24a und 24b gebracht werden kann. Der erste Verriegelungsstift 27 ist dauerhaft in eine Richtung der Bewegung des ersten Verriegelungsstiftes 27 in Kopplung mit dem ersten Verriegelungsloch 24 durch eine Federkraft einer ersten Feder 36 vorgespannt (ein erstes Vorspannungs-Element oder eine erste Vorspannungs-Einrichtung).
  • Die erste Feder 36 ist zwischen der Bodenfläche einer axialen Feder-Bohrung, die in dem Grundteil 27b in Form eines Hohlzylinders mit großem Durchmesser ausgebildet ist, in einer Weise angeordnet, dass sie sich axial von der hinteren Endfläche und der inneren Wandfläche der Frontabdeckung 13 unter Vorspannung erstreckt.
  • Der erste Verriegelungsstift 27 ist auch so gestaltet, dass Hydraulikdruck von einer ersten entriegelnden Druck aufnehmenden Kammer 32, die im Rotor 15 ausgebildet ist, auf die gestufte Druck aufnehmende Fläche 27c angewendet wird. Der angewendete Hydraulikdruck verursacht eine Rückwärtsbewegung des ersten Verriegelungsstiftes 27 gegen die Federkraft der ersten Feder 36, und somit wird der erste Verriegelungsstift 27 aus dem ersten Verriegelungsloch 24 entkoppelt.
  • Auf ähnliche Weise wie beim ersten Verriegelungsstift 27 ist der zweite Verriegelungsstift 28 verschiebbar in einem zweiten Verriegelungsstift-Loch 31b angeordnet (eine axiale Durchgangsbohrung), die im ersten Teil 15e mit großem Durchmesser des Rotors 15 ausgebildet ist. Der zweite Verriegelungsstift 28 ist als gestufte Form ausgebildet, die aus der Spitze 28a mit vergleichsweise kleinem Durchmesser, einem Grundteil 28b in Form eines Hohlzylinders mit vergleichsweise großem Durchmesser, der einstückig durchgängig mit dem hinteren Ende der Spitze 28a mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, und einer gestuften Druck aufnehmenden Fläche 28c, die zwischen der Spitze 28a und dem Grundteil 28b in Form eines Hohlzylinders mit großem Durchmesser definiert ist, besteht. Die Endfläche der Spitze 28a ist als ebene Fläche ausgebildet, die in anstoßende Kopplung (exakt in Wandkontakt) mit jeder der Bodenflächen 25a und 25b gebracht werden kann.
  • Der zweite Verriegelungsstift 28 ist dauerhaft in eine Richtung der Bewegung des zweiten Verriegelungsstiftes 28 in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25 durch eine Federkraft einer zweiten Feder 37 vorgespannt (ein zweites Vorspannungs-Element oder eine zweite Vorspannungs-Einrichtung). Die zweite Feder 37 ist zwischen der Bodenfläche einer axialen Feder-Bohrung, die in dem Grundteil 28b in Form eines Hohlzylinders mit großem Durchmesser ausgebildet ist, in einer Weise angeordnet, dass sie sich axial von der hinteren Endfläche und der inneren Wandfläche der Frontabdeckung 13 unter Vorspannung erstreckt.
  • Der zweite Verriegelungsstift 28 ist auch so gestaltet, dass Hydraulikdruck von einer zweiten entriegelnden Druck aufnehmenden Kammer 33, die im Rotor 15 ausgebildet ist, auf die gestufte Druck aufnehmende Fläche 28c angewendet wird. Der angewendete Hydraulikdruck verursacht eine Rückwärtsbewegung des zweiten Verriegelungsstiftes 28 gegen die Federkraft der ersten Feder 37, und somit wird der zweite Verriegelungsstift 28 aus dem zweiten Verriegelungsloch 25 entkoppelt.
  • Der dritte Verriegelungsstift 29 ist verschiebbar in einem dritten Verriegelungsstift-Loch 31c (eine axiale Durchgangsbohrung) angeordnet, das im zweiten Teil 15f mit großem Durchmesser des Rotors 15 ausgebildet ist. Der dritte Verriegelungsstift 29 ist als gestufte Form ausgebildet, die aus der Spitze 29a mit vergleichsweise kleinem Durchmesser, einem Grundteil 29b in Form eines Hohlzylinders mit vergleichsweise großem Durchmesser, der einstückig durchgängig mit dem hinteren Ende der Spitze 29a mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, und einer gestuften Druck aufnehmenden Fläche 29c, die zwischen der Spitze 29a und dem Grundteil 29b in Form eines Hohlzylinders mit großem Durchmesser definiert ist, besteht. Die Endfläche der Spitze 29a ist als ebene Fläche ausgebildet, die in anstoßende Kopplung (exakt in Wandkontakt) mit der Bodenfläche 26a gebracht werden kann.
  • Der dritte Verriegelungsstift 29 ist dauerhaft in eine Richtung der Bewegung des dritten Verriegelungsstiftes 29 in Kopplung mit dem dritten Verriegelungsloch 26 durch eine Federkraft einer dritten Feder 38 vorgespannt (ein drittes Vorspannungs-Element oder eine dritte Vorspannungs-Einrichtung). Die dritte Feder 38 ist zwischen der Bodenfläche einer axialen Feder-Bohrung, die in dem Grundteil 29b in Form eines Hohlzylinders mit großem Durchmesser ausgebildet ist, in einer Weise angeordnet, dass sie sich axial von der hinteren Endfläche und der inneren Wandfläche der Frontabdeckung 13 unter Vorspannung erstreckt.
  • Der dritte Verriegelungsstift 29 ist auch so gestaltet, dass Hydraulikdruck von einer dritten entriegelnden Druck aufnehmenden Kammer 34, die im Rotor 15 ausgebildet ist, auf die gestufte Druck aufnehmende Fläche 29c angewendet wird. Der angewendete Hydraulikdruck verursacht eine Rückwärtsbewegung des dritten Verriegelungsstiftes 29 gegen die Federkraft der dritten Feder 38, und somit wird der dritte Verriegelungsstift 29 aus dem dritten Verriegelungsloch 26 entkoppelt.
  • Die Relativpositionsbeziehung der ersten, zweiten und dritten Verriegelungslöcher 24 bis 26, die in der Innenfläche 1c des Steuerrades 1 ausgebildet sind, und der ersten, zweiten und dritten Verriegelungsstifte 27 bis 28, die sich im Rotor 15 befinden und in ihm installiert sind, ist wie folgt: Das heißt, wie in 6 gezeigt, wird wenn der Flügel-Rotor 9 sich relativ zum Steuerrad 1 gedreht und die Position mit maximaler Phasenverzögerung erreicht hat, der erste Verriegelungsstift 27 in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25 gebracht, und somit wird die axiale Endfläche der Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 in anstoßende Kopplung mit der zweiten Bodenfläche 25b des zweiten Verriegelungslochs 25 gebracht, und gleichzeitig wird der äußere Umfang (der Rand) der Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 ebenfalls in anstoßende Kopplung mit der aufrechten Innenfläche 25c der Phasenvorlauf-Seite gebracht.
  • Danach wird mit aus der Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25 gleitendem ersten Verriegelungsstift 27 angenommen, dass der Flügel-Rotor 9 sich aus der Position mit maximaler Phasenverzögerung etwas in Phasenvorlauf-Richtung dreht. In einer Phase, in der der dritte Verriegelungsstift 29 in Kopplung mit der ersten Bodenfläche 26a des dritten Verriegelungslochs 26 gebracht wird (siehe 7), und in einer Phase, direkt nachdem der dritte Verriegelungsstift 29 in Kopplung mit der zweiten Bodenfläche 26b gebracht wurde (siehe 8) werden die axiale Endfläche der Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 und die axiale Endfläche der Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 weiter in anstoßender Kopplung zur Innenfläche 1c des Steuerrades 1 gehalten.
  • Danach wird, wie in 9 gezeigt, wenn durch eine leichte Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 in die Phasenvorlauf-Richtung die axiale Endfläche der Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 entlang der zweiten Bodenfläche 26b des dritten Verriegelungslochs 26 gleitet und dann einen im Wesentlichen mittleren Punkt der zweiten Bodenfläche 26b erreicht, die Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 in anstoßende Kopplung mit der ersten Bodenfläche 25a des zweiten Verriegelungslochs 25 gebracht.
  • Wie in 10 gezeigt, gleitet, wenn die Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 sich weiter in die Phasenvorlauf-Richtung bewegt, während sie in gleitendem Kontakt mit der zweiten Bodenfläche 26b gehalten wird, die Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes aus der Kopplung mit der ersten Bodenfläche 25a des zweiten Verriegelungslochs 25 und gleitet in anstoßende Kopplung mit der zweiten Bodenfläche 25b. Zu diesem Zeitpunkt gleitet die axiale Endfläche der Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 in die Phasenvorlauf-Richtung, während sie weiter in anstoßender Kopplung zur Innenfläche 1c des Steuerrades 1 gehalten wird.
  • Danach bewegen sich, wegen einer weiteren Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 in die Phasenvorlauf-Richtung der zweite Verriegelungsstift 28, der in anstoßender Kopplung zur zweiten Bodenfläche 25b gehalten wird, und der dritte Verriegelungsstift 29, der in anstoßender Kopplung zur zweiten Bodenfläche 26b gehalten wird, weiter in dieselbe Phasenvorlauf-Richtung, wobei die Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 in Kopplung mit dem ersten Verriegelungsloch 24 gleitet (siehe 11). Auf diese Weise wird die Relativpositionsbeziehung zwischen ersten, zweiten und dritten Verriegelungslöchern 24 bis 26 und ersten, zweiten und dritten Verriegelungsstiften 27 bis 29 voreingestellt. Mit drei mit entsprechenden Verriegelungslöchern 24 bis 26 gekoppelten Verriegelungsstiften 27 bis 29 stoßen die sich über den Umfang gegenüber liegenden äußeren Ränder der ersten und zweiten Verriegelungsstifte 27 bis 28, die sich über den Umfang gegenüber liegen, an die sich über den Umfang gegenüber liegenden aufrechten Innenflächen 24b und 25c des ersten, bzw. zweiten Verriegelungslochs 24 bis 25, so dass die spezifizierte Fläche der Innenfläche 1c des Steuerrades 1, die zwischen die beiden aufrechten Innenflächen 24b und 25c reicht, mit den beiden Verriegelungsstiften 27 bis 28 eingepfercht ist.
  • Dabei ist, wie man am besten in 11 sieht, eine weitere Bewegung des dritten Verriegelungsstiftes 29 in der Phasenvorlauf-Richtung durch eine kombinierte Verriegelungswirkung der ersten und zweiten Verriegelungsstifte 27 bis 28 (d. h. durch Anstoßen des äußeren Umfangs (des Randes) der Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 an die aufrechte Innenfläche 24b und durch Anstoßen des äußeren Umfangs (des Randes) der Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 an die aufrechte Innenfläche 25c) unter einem spezifizierten Zustand eingeschränkt, in dem der äußere Umfang der Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 einen geringfügigen Abstand von der aufrechten Innenfläche 26c aufweist, die sich vertikal von der zweiten Bodenfläche 26b erstreckt.
  • Kurz gesagt wird, wie man in den Querschnitten der 6 bis 11 sehen kann, entsprechend der Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 von der Phasenverzögerungs-Position in Richtung zur Phasenvorlauf-Position der dritte Verriegelungsstift 29 nacheinander (schrittweise) in anstoßende Kopplung mit den ersten und zweiten Bodenflächen 26a bis 26b gebracht und bewegt sich weiter in Phasenvorlauf-Richtung, während er in gleitendem Kontakt mit der zweiten Bodenfläche 26b gehalten wird. Von der Mitte der Gleitbewegung der Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 entlang der Bodenfläche 26b, gleitet der zweite Verriegelungsstift 28 in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25 und wird dann nacheinander (schrittweise) in anstoßende Kopplung mit den ersten und zweiten Bodenflächen 25a bis 25b gebracht. Danach wird der erste Verriegelungsstift 27 fortlaufend in Kopplung mit dem ersten Verriegelungsloch 24 gebracht. Wie oben beschrieben erlauben die dritte und zweite Verriegelungs-Führungsnut-Struktur (d. h. dritte und zweite Löcher 26 bis 25) und das erste Verriegelungsloch 24 die normale Drehung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in der Phasenvorlauf-Richtung, aber beschränken oder verhindern eine Rückwärtsdrehung (Gegendrehung) des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in der Phasenverzögerungs-Richtung durch eine insgesamt fünfstufige Knarren-Wirkung. Schließlich wird die Winkelposition des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in der Zwischen-Phasen-Winkelposition (siehe 4) zwischen der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition (siehe 3) und der maximalen Phasenvorlauf-Winkelposition (siehe 5) gehalten oder verriegelt.
  • Kehrt man zurück zu 1, ist das hintere Ende jedes der ersten, zweiten und dritten Verriegelungsstift-Löcher 31a bis 31c gestaltet, über eine Entlüftungsvorrichtung 39 zur Atmosphäre geöffnet zu sein, wodurch eine leichte Gleitbewegung jedes der Verriegelungsstifte 27, 28 und 29 sichergestellt ist.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst der Hydraulikkreis 5 einen Phasenverzögerungs-Durchlass 18, einen Phasenvorlauf-Durchlass 19, einen Verriegelungs-Durchlass 20, eine Ölpumpe 40 (die als Flüssigkeitsdruckquelle dient) und ein einziges elektromagnetisches Richtungssteuerungsventil 41. Der Phasenverzögerungs-Durchlass 18 ist vorgesehen, über das erste Verbindungsloch 11c für jede der Phasenverzögerungskammern 11 Flüssigkeitsdruck zu liefern und abzugeben. Der Phasenvorlauf-Durchlass 19 ist vorgesehen, über das zweite Verbindungsloch 12c für jede der Phasenvorlaufkammern 12 Flüssigkeitsdruck zu liefern und abzugeben. Der Verriegelungs-Durchlass 20 ist vorgesehen, für jede der ersten, zweiten und dritten entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 Flüssigkeitsdruck zu liefern und abzugeben. Die Ölpumpe 40 ist vorgesehen, an mindestens einen von Phasenverzögerungs-Durchlass 18 und Phasenvorlauf-Durchlass 19 Flüssigkeitsdruck zu liefern, und ist auch vorgesehen an den Verriegelungs-Durchlass 20 Flüssigkeitsdruck zu liefern. Das einzige elektromagnetisches Richtungssteuerungsventil 41 ist vorgesehen, um zwischen Phasenverzögerungs-Durchlass 18 und Phasenvorlauf-Durchlass 19 umzuschalten, und ist auch vorgesehen, zwischen dem Liefern von Flüssigkeitsdruck an den Verriegelungs-Durchlass 20 und dem Abgeben von Flüssigkeitsdruck vom Verriegelungs-Durchlass 20 umzuschalten.
  • Ein Ende des Phasenverzögerungs-Durchlasses 18 und ein Ende des Phasenvorlauf-Durchlasses 19 ist mit entsprechenden Anschlüssen (nicht gezeigt) des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 verbunden. Das andere Ende des Phasenverzögerungs-Durchlasses 18 ist gestaltet, über einen axialen Durchlass-Teil 18a, der in der Nockenwelle 2 ausgebildet ist, und das erste Verbindungsloch 11c, das im Rotor 15 ausgebildet ist, mit jeder der Phasenverzögerungskammern 11 in Verbindung zu stehen. Das andere Ende des Phasenverzögerungs-Durchlasses 19 ist gestaltet, über einen sich axial erstreckenden, aber teilweise radial gebogenen Durchlass-Teil 19a, der in der Nockenwelle 2 ausgebildet ist, und das zweite Verbindungsloch 12c, das im Rotor 15 ausgebildet ist, mit jeder der Phasenvorlaufkammern 12 in Verbindung zu stehen.
  • Wie in den 1 bis 2 gezeigt, ist ein Ende des Verriegelungs-Durchlasses 20 mit einem Verriegelungs-Anschluss (nicht gezeigt) des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 verbunden. Das andere Ende des Verriegelungs-Durchlasses 20, das als Flüssigkeits-Durchlass-Teil 20a dient, ist in der Nockenwelle ausgebildet, um von der Radialrichtung zur Axialrichtung gebogen zu sein. Der Flüssigkeits-Durchlass-Teil 20a des Verriegelungs-Durchlasses 20 ist gestaltet, mit entsprechenden entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 über Verzweigungs-Öl-Löcher 20b bis 20c, die im Rotor 15 ausgebildet sind und sich verzweigen, in Verbindung zu stehen.
  • In der gezeigten Ausführungsform wird eine Innenzahnrad-Kreiselpumpe, wie etwa eine Trochoidpumpe mit Innen- und Außenrotoren, als Ölpumpe 40 verwendet, die durch die Kurbelwelle des Motors angetrieben wird. Im Betrieb der Ölpumpe 40, dreht sich, wenn der innere Rotor angetrieben wird, der äußere Rotor ebenfalls in derselben Drehrichtung wie der innere Rotor wegen des Zahneingriffs zwischen dem inneren Zahnteil des äußeren Rotors und dem äußeren Zahnteil des inneren Rotors. Arbeitsmittel in einer Ölwanne 42 wird durch einen Ansaug-Durchlass in die Pumpe eingebracht und dann durch einen Abgabe-Durchlass 40a abgegeben. Ein Teil des Arbeitsmittels, das von der Ölpumpe 40 abgegeben wird, wird durch eine Haupt-Öldurchlassbohrung M/G an gleitende oder sich bewegende Motorteile geliefert. Das restliche von der Ölpumpe 40 abgegebene Arbeitsmittel wird an das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 geliefert. Ein Ölfilter (nicht gezeigt) ist in der Ablaufseite des Abgabe-Durchlasses 40a angeordnet. Außerdem ist ein Durchflussregelventil (nicht gezeigt) vorgesehen, um eine Menge an Arbeitsmittel, das von der Ölpumpe 40 in den Abgabe-Durchlass 40a abgegeben wird, geeignet zu regeln, und somit zu ermöglichen, dass überschüssiges Arbeitsmittel, das von der Ölpumpe 40 abgegeben wird, über einen Abfluss-Durchlass 43 zur Ölwanne 42 geleitet wird.
  • Wie man in 1 sieht, ist das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 ein mit einem Elektromagneten betätigtes Proportional-Steuerventil mit sechs Anschlüssen, sechs Positionen und Federendstellung. Das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 besteht aus einem im Wesentlichen zylindrischen, hohlen, axial ausgedehnten Ventil-Hauptkörper (einem Ventil-Gehäuse), einem Ventil-Kolben (einem elektrisch betätigten Ventilelement), der in dem Ventil-Hauptkörper verschiebbar auf eine Weise installiert ist, dass er axial in einer sehr eng passenden Bohrung des Ventil-Hauptkörpers gleitet, einer Ventilfeder, die im Innern eines axialen Endes des Ventil-Hauptkörpers installiert ist, um den Ventil-Kolben in einer axialen Richtung dauerhaft vorzuspannen, und einem am Ventil-Hauptkörper befestigten Elektromagneten, um eine axiale Gleitbewegung des Ventil-Kolbens gegen die Federkraft der Ventilfeder zu bewirken.
  • Das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 ist gestaltet, den Ventil-Kolben durch die beiden entgegengesetzten Druckkräfte, die durch eine Federkraft der Ventilfeder und einen Steuerstrom, der von einer Steuereinheit 35 erzeugt wird und durch die Spule des Elektromagneten fließt, zu einer von sechs axialen Positionen zu bewegen, um einen Zustand der Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Abgabe-Durchlass 40a der Ölpumpe 40 und jedem der drei Durchlässe (das heißt Phasenverzögerungs-Durchlass 18, Phasenvorlauf-Durchlass 19 und Verriegelungs-Durchlass 20) zu ändern und gleichzeitig einen Zustand der Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Abfluss-Durchlass 43 und jedem der drei Durchlässe 18, 19 und 20 zu ändern, abhängig von einer gewählten der sechs Positionen des Ventil-Kolbens.
  • Wie oben erläutert, ist das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 so gestaltet, dass es den Weg des Flusses durch das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 ändert, indem es selektiv zwischen den Anschlüssen umschaltet, abhängig von einer gegebenen axialen Position des Ventilkolbens, die auf der Grundlage der neuesten aktuellen Information über den Betriebszustand des Motors bestimmt wird (z. B. Motordrehzahl und Motorbelastung), wodurch eine relative Winkel-Phase des Flügel-Rotors 9 (Nockenwelle 2) zum Steuerrad 1 (der Kurbelwelle) geändert wird und außerdem eine selektive Umschaltung zwischen verriegelten und entriegelten Zuständen des Verriegelungsmechanismus 4 ermöglicht wird, mit anderen Worten wird eine selektive Umschaltung zwischen einem verriegelten (gekoppelten) Zustand der Verriegelungsstifte 27 bis 29 mit entsprechenden Verriegelungslöchern 24 bis 26 und einem entriegelten (entkoppelten) Zustand der Verriegelungsstifte 27 bis 29 aus den entsprechenden Verriegelungslöchern 24 bis 26 ermöglicht. Folglich kann mit dem elektromagnetischen Richtungssteuerungsventil 41 wie oben beschrieben abhängig von der Betriebsbedingung des Motors die freie Drehung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 freigegeben (erlaubt) oder gesperrt (eingeschränkt) werden.
  • Die Steuereinheit (ECU) 35 umfasst im Allgemeinen einen Mikrocomputer. Die Steuereinheit (ECU) 35 enthält eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle (I/O), Speicher (RAM/ROM) und einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit (CPU). Die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) der Steuereinheit 35 empfängt Eingabe-Informationen von verschiedenen Motor/Fahrzeug-Schaltern und Sensoren, nämlich von einem Kurbelwinkel-Sensor (einem Kurbelpositionssensor), einem Luftmengenmesser, einem Motortemperatur-Sensor (z. B. einem Motor-Kühlmitteltemperatur-Sensor), einem Drosselklappen-Öffnungs-Sensor (einem Drosselklappenschalter), einem Nockenwinkel-Sensor, einem Ölpumpen-Abgabedruck-Sensor und dergleichen. Der Kurbelwinkel-Sensor ist vorgesehen, um Drehzahlen der Motor-Kurbelwelle zu ermitteln und eine Motordrehzahl zu berechnen. Der Luftmengenmesser ist vorgesehen, um ein Ansaugluft-Durchflussmengen-Signal zu erzeugen, das eine aktuelle Ansaugluft-Durchflussrate oder eine aktuelle Luftmenge anzeigt. Der Motortemperatur-Sensor ist vorgesehen, um eine Betriebstemperatur des Motors zu messen. Der Nockenwinkel-Sensor ist vorgesehen, um neueste aktuelle Informationen über eine Winkel-Phase der Nockenwelle 2 zu messen. Der Abgabedruck-Sensor ist vorgesehen, um einen Abgabedruck des Arbeitsmittels zu messen, das von der Ölpumpe 40 abgegeben wird. In der Steuereinheit 35 erlaubt die Zentraleinheit (CPU) durch die I/O-Schnittstelle den Zugriff auf Eingabe-Informations-Datensignale von den oben beschriebenen Motor/Fahrzeug-Schaltern und Sensoren, um den aktuellen Betriebszustand des Motors zu ermitteln und auch um einen Steuerimpuls-Strom für die Spule des Elektromagneten des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 zu erzeugen, der auf der Grundlage der neuesten aktuellen Informationen über den gemessenen Betriebszustand des Motors und dem gemessenen Abgabe-Druck festgelegt wird, um die axiale Position des gleitenden Ventilkolbens zu steuern, wodurch eine selektive Umschaltung zwischen den Anschlüssen abhängig von der gesteuerten axialen Position des Ventilkolbens erreicht wird.
  • Wie im Folgenden detailliert beschrieben wird, wird die Ausgabesteuerung für den Impulsstrom, der an das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 angelegt wird, in eine so genannte Impulsstrom-Ausgabesteuerung für manuellen Motor-Stopp, der ausgeführt wird, wenn der Motor manuell durch Drehen des Zündschalters auf AUS ausgeschaltet wird, und eine so genannte Impulsstrom-Ausgabesteuerung für automatischen Motor-Stopp klassifiziert, der ausgeführt wird, wenn der Motor automatisch vorübergehend durch eine Start-Stopp-Automatik ausgeschaltet wird, zum Beispiel entsprechend einem Motorabschaltungs-(Leerlauf-Stopp)-System.
  • [Betrieb der Ventilsteuerungsvorrichtung der Ausführungsform]
  • Im Folgenden werden Einzelheiten des Betriebs der Ventilsteuerungsvorrichtung der Ausführungsform beschrieben.
  • [Manueller Motor-Stopp]
  • Wenn nach dem normalen Fahren des Fahrzeugs ein Zündschalter auf AUS gedreht wurde und somit der Motor aufgehört hat sich zu drehen, wird zum Beispiel die Lieferung des Steuerstroms von der Steuereinheit 35 an die Spule des Elektromagneten des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 gestoppt und somit der Elektromagnet abgeschaltet. Somit wird der Ventilkolben durch die Federkraft der Ventilfeder an der äußersten rechten axialen Position (d. h. der ”ersten Position”, mit anderen Worten der sich durch die Federkraft ergebenden Position oder der Federendstellung) positioniert. Somit steht der Abgabe-Durchlass 40a sowohl mit dem Phasenverzögerungs-Durchlass 18 als auch dem Phasenvorlauf-Durchlass 19 in Verbindung, während der Verriegelungs-Durchlass 20 mit dem Abfluss-Durchlass 43 in Verbindung steht.
  • Gleichzeitig wird die Ölpumpe 40 in einen ausgeschalteten Zustand geschaltet, und somit wird die Arbeitsmittelversorgung zur Phasenverzögerungskammer 11 oder zur Phasenvorlaufkammer 12 angehalten, und ebenfalls wird die Arbeitsmittelversorgung zu jeder der ersten, zweiten und dritten entriegelnden Druck aufnehmenden Kammer 32 bis 34 angehalten.
  • Das heißt, während des Leerlaufs bevor der Motor in einen angehaltenen Zustand gebracht wird, wird der Flügel-Rotor 9 durch die Versorgung jeder der Phasenverzögerungskammern 11 mit Arbeitsmittel-Druck in die in 3 gezeigte maximale Phasenverzögerungs-Winkelposition gebracht. Wie in 6 gezeigt, werden zu diesem Zeitpunkt der zweite und dritte Verriegelungsstift 28 bis 29 außerhalb der Kopplung mit den jeweiligen Verriegelungslöchern 25 bis 26 gehalten, sondern werden in anstoßender Kopplung mit der Innenflache 1c des Steuerrades 1 gehalten. Andererseits wird der erste Verriegelungsstift 27 in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25 gehalten.
  • Unter diesen Bedingungen wird, wenn der Zündschalter manuell ausgeschaltet wird, ein Impulsstrom an die Spule des Elektromagneten des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 ausgegeben, und zwar unmittelbar bevor der Motor anhält während des ersten Teils des Ausschaltens des Zündschalters, und somit wird als Reaktion auf die Ausgabe des Impulsstroms Arbeitsmittel von der Ölpumpe 40 an jede der entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 geliefert. Somit erfolgt, wie durch die einfach gestrichelte Linie in 6 gezeigt, eine Rückwärtsbewegung des ersten Verriegelungsstiftes 27 gegen die Federkraft der ersten Feder 36. Als Folge davon gleitet der erste Verriegelungsstift 27 aus der Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25.
  • Außerdem tritt unmittelbar vor dem Anhalten des Motors ein wechselndes Drehmoment auf, das auf die Nockenwelle 2 wirkt. Insbesondere wenn durch das negative Drehmoment des auf die Nockenwelle 2 wirkenden wechselnden Drehmomentes eine Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in Richtung des Phasenvorlaufs auftritt, und somit die Winkelposition des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 die Zwischen-Phasen-Winkelposition erreicht (siehe 4), werden die Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27, die Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 und die Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 durch die Federkräfte der ersten, zweiten und dritten Federn 36 bis 38 (siehe 11) in Kopplung mit entsprechenden Verriegelungslöchern 24 bis 26 gebracht. Als Folge davon wird die Winkelposition des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in der Zwischen-Phasen-Winkelposition (siehe 4) zwischen der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition (siehe 3) und der maximalen Phasenvorlauf-Winkelposition (siehe 5) gehalten oder verriegelt.
  • Konkreter wird an einem Zeitpunkt, wenn eine leichte Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in der Phasenvorlauf-Richtung (siehe die durch den Pfeil in 6 angezeigte Richtung) aus der Winkelposition in 6 in die Winkelposition in 7 durch das negative Drehmoment des wechselnden Drehmomentes, das auf die Nockenwelle 2 wirkt, auftritt, ein Impulsstrom, der von der Steuereinheit 35 an die Spule des Elektromagneten des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 ausgegeben wird, angehalten, und somit wird die Lieferung von Arbeitsmittel von der Ölpumpe 40 an jede der entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 ebenfalls angehalten.
  • Wie in 7 gezeigt, wird somit die Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 in anstoßender Kopplung zur Innenfläche 1c des Steuerrades 1 unter Vorbelastung (durch die Federkraft der ersten Feder 36) gehalten, und die Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 wird durch die Federkraft der dritten Feder 38 in anstoßende Kopplung zur ersten Bodenfläche 26a des dritten Verriegelungslochs 26 gebracht. Dabei kann, sogar wenn der Flügel-Rotor 9 dazu tendiert, wegen dem positiven Drehmoment des wechselnden Drehmomentes, das auf die Nockenwelle 2 wirkt, sich relativ zum Steuerrad 1 in der entgegengesetzten Richtung zu drehen (d. h. in der Richtung der Phasenverzögerung), eine solche Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 in Richtung der Phasenverzögerung (siehe die durch den Pfeil in 7 angezeigte Richtung) dadurch eingeschränkt werden, dass der äußere Umfang (der Rand) der Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 an die aufrechte gestufte Innenfläche anstößt, die sich vertikal von der ersten Bodenfläche 26a erstreckt.
  • Danach, wenn eine weitere Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in Phasenvorlauf-Richtung durch das auf die Nockenwelle 2 wirkende negative Drehmoment auftritt, wie in den 7 bis 8 gezeigt, senkt sich der dritte Verriegelungsstift 29 von der ersten Bodenfläche 29a zur zweiten Bodenfläche 29b schrittweise in der Phasenvorlauf-Richtung, und somit wird die Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 in anstoßende Kopplung mit der zweiten Bodenfläche 26b gebracht. Dann bewegt sich durch die Knarren-Wirkung die Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 entlang der zweiten Bodenfläche 26b in Richtung der Phasenvorlaufs und erreicht dann einen im Wesentlichen in der Mitte liegenden Punkt der zweiten Bodenfläche 26b. Wie in 9 gezeigt, gleitet dabei die Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 durch die Federkraft der zweiten Feder 37 in anstoßende Kopplung mit der ersten Bodenfläche 25a des zweiten Verriegelungslochs 25. Danach bewegt sich, wenn der Flügel-Rotor 9 sich weiter in der Phasenvorlauf-Richtung dreht, wie in den 9 bis 10 gezeigt, die Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 in die Nähe der aufrechten Innenfläche 26c des dritten Verriegelungslochs 26. Gleichzeitig wird durch die Knarren-Wirkung die Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 in anstoßende Kopplung mit der zweiten Bodenfläche 25b gebracht.
  • Wenn der Flügel-Rotor 9 sich durch das negative Drehmoment weiter in der Phasenvorlauf-Richtung dreht, wie in den 10 bis 11 gezeigt, gleitet die Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 in Kopplung mit dem ersten Verriegelungsloch 24, während der zweite und der dritte Verriegelungsstift 28 bis 29 in dieselbe Richtung gleiten. Unter diesen Bedingungen stoßen, wie oben erläutert, die sich über den Umfang gegenüber liegenden äußeren Ränder der ersten und zweiten Verriegelungsstifte 27 bis 28, die sich über den Umfang gegenüber liegen, an die sich über den Umfang gegenüber liegenden aufrechten Innenflächen 24b und 25c des ersten, bzw. zweiten Verriegelungslochs 24 bis 25, so dass die spezifizierte Fläche der Innenfläche 1c des Steuerrades 1, die zwischen die beiden aufrechten Innenflächen 24b und 25c reicht, mit den beiden Verriegelungsstiften 27 bis 28 eingepfercht ist. Somit kann der Flügel-Rotor 9 stabil sicher in der Zwischen-Phasen-Winkelposition (siehe 4) zwischen der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition und der maximalen Phasenvorlauf-Winkelposition gehalten oder verriegelt werden.
  • Danach, unmittelbar nachdem der Zündschalter auf EIN geschaltet wurde, um den Motor anzulassen, beginnt durch die erste Explosion (den Beginn des Anlassens) die Ölpumpe 40 zu arbeiten. Somit wird der Abgabe-Druck des Arbeitsmittels, das von der Ölpumpe 40 abgegeben wird, über jeweilige Durchlässe 18 und 19 an jede Phasenverzögerungs-Kammer 11 und jede Phasenvorlauf-Kammer 12 geliefert. Andererseits wird der Verriegelungs-Durchlass 20 in einer Beziehung mit Flüssigkeits-Verbindung zum Abfluss-Durchlass 43 gehalten. Somit werden erste, zweite und dritte Verriegelungsstifte 27 bis 29 durch die Federkräfte der ersten, zweiten und dritten Feder 36 bis 38 in Kopplung mit entsprechenden Verriegelungslöchern 24 bis 26 gehalten.
  • Wie oben erläutert wird die axiale Position des Ventilkolbens des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 abhängig von neuester aktueller Information über die ermittelte Motor-Betriebsbedingung und dem ermittelten Pumpen-Abgabedruck durch die Steuereinheit 35 gesteuert. Somit werden, wenn der Motor mit einer Leerlaufdrehzahl dreht, bei der der Abgabedruck des von der Ölpumpe 40 abgegebenen Arbeitsmittels instabil ist, die gekoppelten Zustände (verriegelten Zustände) des ersten, zweiten und dritten Verriegelungsstiftes 27 bis 29 aufrecht erhalten.
  • Danach, unmittelbar bevor die Motor-Betriebsbedingung vom Leerlauf in einen Betriebsbereich mit geringer Last und kleiner Drehzahl oder in einen Betriebsbereich mit hoher Last und hoher Drehzahl wechselt, wird ein Steuerstrom von der Steuereinheit 35 an den Elektromagneten des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 ausgegeben. Somit wird der Ventilkolben leicht gegen die Federkraft der Ventilfeder verschoben. Die axiale Position des Ventilkolbens, der leicht aus der ”ersten Position” (der Federendstellung) verschoben ist, wird als ”sechste Position” bezeichnet. Mit dem in der ”sechsten Position” gehaltenen Ventilkolben wird die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Abgabe-Durchlass 40a und dem Verriegelungs-Durchlass 20 aufgebaut. Andererseits bleiben sowohl der Phasenverzögerungs-Durchlass 18 als auch der Phasenvorlauf-Durchlass 19 in einer Flüssigkeits-Verbindungs-Beziehung zum Abgabe-Durchlass 40a gehalten.
  • Daher kann Arbeitsmittel über den Flüssigkeits-Durchlass-Teil 20a des Verriegelungs-Durchlasses 20 jeder der ersten, zweiten und dritten entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 geliefert werden. Somit tritt gleichzeitig eine Bewegung der Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 aus der Kopplung mit dem ersten Verriegelungsloch 24 gegen die Federkraft der ersten Feder 36, eine Bewegung der Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 aus der Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25 gegen die Federkraft der zweiten Feder 37 und eine Bewegung der Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 aus der Kopplung mit dem dritten Verriegelungsloch 26 gegen die Federkraft der dritten Feder 38 auf. Somit kann die freie Drehung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in der normalen Drehrichtung oder in entgegengesetzter Drehrichtung zugelassen sein. Gleichzeitig wird Arbeitsmittel sowohl an die Phasenverzögerungs-Kammer 11 als auch die Phasenvorlauf-Kammer 12 geliefert.
  • Daraufhin wird angenommen, dass Arbeitsmitteldruck nur an eine von Phasenverzögerungs-Kammer 11 und Phasenvorlauf-Kammer 12 geliefert wird. In einem solchen Fall tritt eine Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in einer von Phasenverzögerungs-Richtung und Phasenvorlauf-Richtung auf, und somit muss der erste Verriegelungsstift 27 eine Scherkraft aufnehmen, die durch einen Umfangs-Versatz des ersten Verriegelungsstift-Lochs 31a des Rotors 15 relativ zum ersten Verriegelungsloch 24 verursacht wird. Auf ähnliche Weise muss der zweite Verriegelungsstift 28 eine Scherkraft aufnehmen, die durch einen Umfangs-Versatz des zweiten Verriegelungsstift-Lochs 31b des Rotors 15 relativ zum zweiten Verriegelungsloch 25 verursacht wird. Auf ähnliche Weise muss der dritte Verriegelungsstift 29 eine Scherkraft aufnehmen, die durch einen Umfangs-Versatz des zweiten Verriegelungsstift-Lochs 31c des Rotors 15 relativ zum zweiten Verriegelungsloch 26 verursacht wird. Als Folge davon wird der erste Verriegelungsstift 27 in einen so genannten eingeklemmten (gefassten) Zustand zwischen dem ersten Verriegelungsstift-Loch 31a und dem dazu relativ versetzten ersten Verriegelungsloch 24 gebracht. Der zweite Verriegelungsstift 28 wird ebenfalls in einen so genannten eingeklemmten (gefassten) Zustand zwischen dem zweiten Verriegelungsstift-Loch 31b und dem dazu relativ versetzten zweiten Verriegelungsloch 25 gebracht. Der dritte Verriegelungsstift 29 wird ebenfalls in einen so genannten eingeklemmten (gefassten) Zustand zwischen dem dritten Verriegelungsstift-Loch 31c und dem dazu relativ versetzten dritten Verriegelungsloch 26 gebracht. Folglich besteht die Möglichkeit, dass der verriegelte (gekoppelte) Zustand der Verriegelungsstifte 27 bis 29 mit den jeweiligen Verriegelungslöchern 24 bis 26 nicht einfach gelöst werden kann.
  • Außerdem wird angenommen, dass sowohl an die Phasenverzögerungs-Kammer 11 als auch an die Phasenvorlauf-Kammer 12 kein Hydraulikdruck geliefert wird. In einem solchen Fall tendiert wegen des wechselnden Drehmomentes, das von der Nockenwelle 2 übertragen wird, der Flügel-Rotor 9 dazu zu flattern, und somit wird der Flügel-Rotor 9 (insbesondere der erste Flügel 16a) in Kollisions-Kontakt zur Backe 10a des Gehäuse-Hauptteils 10 gebracht, und dadurch besteht eine erhöhte Tendenz, dass Klopfgeräusche auftreten.
  • Im Gegensatz zum oben Gesagten kann entsprechend der Ventilsteuerungsvorrichtung der Ausführungsform Arbeitsmittel-Druck (Hydraulikdruck) gleichzeitig sowohl an die Phasenverzögerungs-Kammer 11 als auch an die Phasenvorlauf-Kammer 12 geliefert werden. Somit ist es möglich geeignet zu verhindern, dass der Flügel-Rotor 9 flattert und ebenfalls geeignet den eingeklemmten (gefassten) Zustand des ersten Verriegelungsstiftes 27 zwischen dem ersten Verriegelungsstift-Loch 31a und dem ersten Verriegelungsloch 24, den eingeklemmten (gefassten) Zustand des zweiten Verriegelungsstiftes 28 zwischen dem zweiten Verriegelungsstift-Loch 31b und dem zweiten Verriegelungsloch 25 und den eingeklemmten (gefassten) Zustand des dritten Verriegelungsstiftes 29 zwischen dem dritten Verriegelungsstift-Loch 31c und dem dritten Verriegelungsloch 26 zu verhindern.
  • Danach, wenn die Motor-Betriebsbedingung zu einem Betriebsbereich mit kleiner Last und kleiner Drehzahl verschoben wurde, wird der Ventilkolben weiter gegen die Federkraft der Ventilfeder verschoben, indem der Elektromagnet mit einem weiteren Anstieg des elektrischen Stroms aktiviert wird, der durch die Spule des Elektromagneten des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 fließt, und somit in der ”dritten Position” positioniert wird. Sowohl der Verriegelungs-Durchlass 20 als auch der Phasenverzögerungs-Durchlass 18 werden in einer Beziehung mit Flüssigkeits-Verbindung mit dem Abgabe-Durchlass 40a gehalten. Die Flüssigkeits-Verbindung zwischen dem Phasenvorlauf-Durchlass 19 und dem Abfluss-Durchlass 43 wird hergestellt.
  • Als Folge davon werden der erste, zweite und dritte Verriegelungsstift 27 bis 29 aus der Kopplung mit den jeweiligen Verriegelungslöchern 24 bis 26 gelöst. Außerdem fließt Arbeitsmittel in der Phasenvorlauf-Kammer 12 durch den Abfluss-Durchlass 43 ab, und somit wird der Hydraulikdruck in der Phasenvorlauf-Kammer 12 gering, während Arbeitsmittel über den Abgabe-Durchlass 40a an die Phasenverzögerungs-Kammer 11 geliefert wird und somit der Hydraulikdruck in der Phasenverzögerungs-Kammer 11 hoch wird. Folglich dreht sich der Flügel-Rotor 9 relativ zum Gehäuse 7 (d. h. zum Steuerrad 1) zur maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition.
  • Folglich wird eine Überlappung der Öffnungszeiten von Einlass- und Abgasventilen klein, und somit verringert sich die Menge von Restgas im Zylinder ebenfalls, wodurch sich ein Wirkungsgrad der Verbrennung erhöht und folglich stabile Motorumdrehungen und ein geringerer Kraftstoffverbrauch sichergestellt werden.
  • Danach, wenn die Motor-Betriebsbedingung zu einem Betriebsbereich mit hoher Last und großer Drehzahl verschoben wurde, wird der Ventilkolben weiter verschoben, indem der Elektromagnet des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 mit einem kleinen Steuerstrom aktiviert wird, der durch die Spule des Elektromagneten fließt, und somit in der ”zweiten Position” positioniert wird. Als Ergebnis wird die Flüssigkeits-Verbindung zwischen dem Phasenverzögerungs-Durchlass 18 und dem Abfluss-Durchlass 43 hergestellt. Der Verriegelungs-Durchlass 20 bleibt in einer Beziehung mit Flüssigkeits-Verbindung mit dem Abgabe-Durchlass 40a. Gleichzeitig wird die Flüssigkeits-Verbindung zwischen dem Phasenvorlauf-Durchlass 19 und dem Abgabe-Durchlass 40a hergestellt.
  • Daher werden der erste, zweite und dritte Verriegelungsstift 27 bis 29 aus der Kopplung mit den jeweiligen Verriegelungslöchern 24 bis 26 gehalten. Außerdem fließt Arbeitsmittel in der Phasenverzögerungs-Kammer 11 durch den Abfluss-Durchlass 43 ab, und somit wird der Hydraulikdruck in der Phasenverzögerungs-Kammer 11 gering, während Arbeitsmittel über den Abgabe-Durchlass 40a an die Phasenvorlauf-Kammer 12 geliefert wird und somit der Hydraulikdruck in der Phasenvorlauf-Kammer 12 hoch wird. Folglich dreht sich der Flügel-Rotor 9 relativ zum Gehäuse 7 (d. h. zum Steuerrad 1) zur maximalen Phasenvorlauf-Winkelposition (siehe 5). Somit wird der Phasenwinkel der Nockenwelle 2 relativ zum Steuerrad 1 in die maximale vorlaufende Relativdrehungs-Phase umgewandelt.
  • Folglich wird eine Überlappung der Öffnungszeiten von Einlass- und Abgasventilen groß, und somit wird die Effizienz der Luftzufuhr erhöht, wodurch sich die Drehmomentabgabe des Motors verbessert.
  • Im Gegensatz dazu wird, wenn die Motor-Betriebsbedingung vom Betriebsbereich mit kleiner Last und kleiner Drehzahl oder dem Betriebsbereich mit hoher Last und großer Drehzahl zur Leerlauf-Bedingung verschoben wird, die Lieferung von Steuerstrom von der Steuereinheit 35 an den Elektromagneten des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 angehalten, und somit wird der Elektromagnet abgeschaltet. Somit wird der Ventilkolben durch die Federkraft der Ventilfeder in der in 1 gezeigten ”ersten Position” (d. h. der Federendstellung) positioniert. Der Verriegelungs-Durchlass 20 steht in Verbindung zum Abfluss-Durchlass 43, während der Abgabe-Durchlass 40a sowohl mit dem Phasenverzögerungs-Durchlass 18 als auch dem Phasenvorlauf-Durchlass 19 in Verbindung steht. Folglich werden Hydraulikdrücke mit fast denselben Druckwerten an die jeweiligen Hydraulikkammern (Phasenverzögerungs-Kammer 11 und Phasenvorlauf-Kammer 12) angelegt.
  • Aus den oben erläuterten Gründen tritt, sogar wenn der Flügel-Rotor 9 in einer Phasenverzögerungs-Winkelposition positioniert wurde, wegen des wechselnden Drehmomentes, das auf die Nockenwelle 2 wirkt, eine Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in Richtung des Phasenvorlaufs auf. Folglich wird durch die Federkraft der ersten Feder 36 und durch die Knarren-Wirkung der ersten Verriegelungs-Führungsnut (Bodenfläche 24a) der erste Verriegelungsstift 27 wegen der Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 in Phasenvorlauf-Richtung in Kopplung mit der Bodenfläche 24a des ersten Verriegelungslochs 24 gebracht. Auf ähnliche Weise wird durch die Federkraft der zweiten Feder 37 und durch die Knarren-Wirkung der zweiten gestuften Verriegelungs-Führungsnut (Bodenflächen 25a bis 25b) der zweite Verriegelungsstift 28 wegen der Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 in Phasenvorlauf-Richtung in Kopplung mit der ersten und der zweiten Bodenfläche 25a bis 25b des zweiten Verriegelungslochs 25 gebracht. Außerdem wird durch die Federkraft der dritten Feder 38 und durch die Knarren-Wirkung der dritten gestuften Verriegelungs-Führungsnut (Bodenflächen 26a bis 26b) der dritte Verriegelungsstift 29 wegen der Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 in Phasenvorlauf-Richtung in Kopplung mit der ersten und der zweiten Bodenfläche 26a bis 26b des dritten Verriegelungslochs 26 gebracht. Daher wird die Winkelposition des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in der Zwischen-Phasen-Winkelposition (siehe 4) zwischen der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition und der maximalen Phasenvorlauf-Winkelposition gehalten oder verriegelt.
  • Auch wird bei manuellen Ausschalten des Motors der Zündschalter auf AUS gedreht. Wie oben beschrieben werden der erste, zweite und dritte Verriegelungsstift 27 bis 29 in ihren verriegelten Zuständen gehalten, wobei die Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 mit der Bodenfläche 24a des ersten Verriegelungslochs 24 gekoppelt ist, die Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 mit der zweiten Bodenfläche 25b des zweiten Verriegelungslochs 25 gekoppelt ist und die Spitze 29a des dritten Verriegelungsstiftes 29 mit der zweiten Bodenfläche 26b des dritten Verriegelungslochs 26 gekoppelt ist.
  • Ferner wird angenommen, dass der Motor kontinuierlich in einem gegebenen Motor-Betriebsbereich arbeitet, die elektromagnetische Spule des Elektromagneten des Richtungssteuerungsventils 41 mit einem gegebenen Steuerstrom gespeist wird, und somit der Ventilkolben an einer im Wesentlichen in der Mitte befindlichen axialen Position, das heißt der ”vierten Position” positioniert ist. Als Folge davon ist die Flüssigkeits-Verbindung zwischen dem Phasenvorlauf-Durchlass 19 und dem Abgabe-Durchlass 40a blockiert, und die Flüssigkeits-Verbindung zwischen dem Phasenverzögerungs-Durchlass 18 und dem Abfluss-Durchlass 43 ist blockiert. Andererseits ist die Flüssigkeits-Verbindung zwischen Abgabe-Durchlass 40a und dem Verriegelungs-Durchlass 20 hergestellt. Folglich wird der Hydraulikdruck des Arbeitsmittels in jeder der Phasenverzögerungs-Kammern 11 und der Hydraulikdruck des Arbeitsmittels in jeder der Phasenvorlauf-Kammern 12 konstant gehalten. Außerdem werden durch den von dem Abgabe-Durchlass 40a an den Verriegelungs-Durchlass 20 gelieferten Hydraulikdruck der erste, zweite und dritte Verriegelungsstift 27 bis 29 außerhalb der Kopplung mit entsprechenden Verriegelungslöchern 24 bis 26 gehalten, das heißt sie werden in ihren entriegelten Zuständen gehalten.
  • Daher wird die Winkelposition des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in einer gewünschten Winkelposition gehalten, die der gegebenen Menge an Steuerstrom entspricht, und somit wird die Winkel-Phase der Nockenwelle 2 relativ zum Steuerrad 1 (d. h. Gehäuse 7) auf einer gewünschten Relativdrehungs-Phase gehalten. Folglich kann das Einlassventil-Öffnungs-Timing (IVO) und das Einlassventil-Schließ-Timing (IVC) auf entsprechenden gewünschten Timing-Werten gehalten werden.
  • Auf diese Weise kann durch Ansteuern des Elektromagneten des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 mit einer gewünschten Menge Steuerstrom oder durch Abschalten des Elektromagneten durch die Steuereinheit 35 abhängig von neuester aktueller Information über einen Betriebszustand des Motors und somit durch Steuern der axialen Bewegung des Ventilkolbens die axiale Position des Ventilkolbens auf eine der ersten, zweiten, dritten und vierten Positionen gesteuert werden. Wie oben erläutert kann die Winkel-Phase der Nockenwelle 2 relativ zum Steuerrad 1 (d. h. Gehäuse 7) auf eine gewünschte Relativdrehungs-Phase (eine optimale Relativdrehungs-Phase) eingestellt oder geregelt werden, indem sowohl der Phasenänderungs-Mechanismus 3 als auch der Verriegelungs-Mechanismus 4 gesteuert werden, so dass die Steuerungsgenauigkeit der Ventilsteuerung sicherer verbessert wird.
  • Außerdem nehmen wir an, dass der axial gleitende Kolben des eingeschalteten elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 durch Verunreinigungen, Schmutz oder Fremdkörper (z. B. ein sehr kleines Metallstück), die in dem im Hydraulikkreis 5 verwendeten Arbeitsmittel enthalten sind, festklemmt, und zwischen dem Rand jeder der Randteile des Kolbens und dem Rand jedes der Anschlüsse festklemmt, wenn der Motor abnorm wegen einem ungewünschten Abwürgen des Motors angehalten hat, oder beim Neustart des Motors nachdem der Motor normal angehalten hat. Durch den festklemmenden Kolben ist es schwierig, eine selektive Umschaltung zwischen den Anschlüssen zu erzielen, d. h. einen Wechsel in dem Weg des Flusses durch das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41. Unter solch einer abnormen Bedingung, das heißt in einem Zustand, in dem die Gleitbewegung des Ventilkolbens blockiert ist, arbeitet das Steuerventil-System der Ausführung wie folgt.
  • Das heißt, wenn wegen dem festklemmenden Ventilkolben sich der Ventilkolben im blockierten Zustand der Gleitbewegung befindet, ist es natürlich unmöglich, die Regelung der Winkel-Phase des Flügel-Rotors 9 auszuführen. Die abnorme Bedingung (d. h. der blockierte Zustand der Bewegung des Ventilkolbens) wird durch die Steuereinheit 35 auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs zwischen der aktuellen Winkel-Phase, die durch den Nockenwinkel-Sensor ermittelt wird, und der gewünschten Winkel-Phase der Nockenwelle 2 festgestellt, mit anderen Worten basierend auf einer Zeitdauer während der ein Zustand andauert, in dem ein Sollwert (ein gewünschter Ventilsteuerungs-Wert) für die Ventilsteuerung sich von einem tatsächlich ermittelten Wert unterscheidet, und auf seiner vorgegebenen Schwellwert-Zeitdauer. Wenn die abnorme Bedingung durch die Steuereinheit 35 festgestellt wurde, erzeugt die Steuereinheit 35 einen maximalen Steuerstrom zur elektromagnetischen Spule des Elektromagneten des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41. Als Folge davon wird der Ventilkolben durch die maximale Stärke der elektromagnetischen Kraft, die von dem Elektromagneten erzeugt wird, gewaltsam axial gegen die Federkraft der Ventilfeder verschoben, während er die Verunreinigungen oder Fremdkörper wegschiebt, und somit in der ”fünften Position” positioniert. Daher stehen alle von Phasenverzögerungs-Durchlass 18, Phasenvorlauf-Durchlass 19 und Verriegelungs-Durchlass 20 in Verbindung mit dem Ablauf-Durchlass 43, und als Folge davon wird Arbeitsmittel in jeder der Phasenverzögerungs-Kammern 11, Arbeitsmittel in jeder der Phasenvorlauf-Kammern 12 und Arbeitsmittel in jeder der ersten, zweiten und dritten entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 in die Ölwanne 42 abgelassen. Wie oben erläutert weist das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 sechs verschiedene Kolben-Konfigurationen auf. In 1 entspricht die Kolben-Konfiguration ganz rechts des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 der ”ersten Position”, während die Kolben-Konfiguration ganz links der ”fünften Position” entspricht. Das heißt, die Kolben-Konfiguration ganz rechts, die der ”ersten Position” entspricht, die Kolben-Konfiguration, die der ”sechsten Position” entspricht, die Kolben-Konfiguration, die der ”dritten Position” entspricht, die Kolben-Konfiguration, die der ”vierten Position” entspricht, die Kolben-Konfiguration, die der ”zweiten Position” entspricht und die Kolben-Konfiguration ganz links, die der ”fünften Position” entspricht, sind in dieser Reihenfolge in der Richtung von rechts nach links angeordnet.
  • [Automatischer Motor-Stopp]
  • Wenn der Motor automatisch durch ein Start-Stopp-System auf ähnliche Weise angehalten wird, wie oben für den manuellen Motor-Stopp erläutert, ist im Leerlauf bevor der Motor automatisch anhält das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 noch durch die Steuereinheit 35 eingeschaltet, so dass der Ventilkolben des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 in der ”dritten Position” positioniert ist. Die Flüssigkeits-Verbindung zwischen dem Phasenverzögerungs-Durchlass 18 und dem Abgabe-Durchlass 40a ist hergestellt, während die Flüssigkeits-Verbindung zwischen dem Phasenvorlauf-Durchlass 19 und dem Ablauf-Durchlass 43 hergestellt ist. Gleichzeitig ist die Flüssigkeits-Verbindung zwischen dem Verriegelungs-Durchlass 20 und dem Abgabe-Durchlass 40a hergestellt. Daher werden der erste, zweite und dritte Verriegelungsstift 27 bis 29 in ihren zurückgezogenen Positionen unter Hydraulikdruck gehalten. Arbeitsmittel wird über den Abgabe-Durchlass 40a an die Phasenverzögerungs-Kammer 11 geliefert, und somit wird der Hydraulikdruck in der Phasenverzögerungs-Kammer 11 groß, während Arbeitsmittel in der Phasenvorlauf-Kammer 12 über den Ablauf-Durchlass 43 abfließt und somit der Hydraulikdruck in der Phasenvorlauf-Kammer 12 klein wird. Folglich wird der Flügel-Rotor 9 in der in 3 gezeigten maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition platziert.
  • Sofort, wenn der Flügel-Rotor 9 die in 3 gezeigte maximale Phasenverzögerungs-Winkelposition erreicht, wird ein Impulsstrom von der Steuereinheit 35 zur elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 angehalten, und somit wird der Ventilkolben des elektromagnetischen Richtungssteuerungsventils 41 in der in 1 gezeigten ”ersten Position” (d. h. in der Federendstellung) positioniert, so dass der Verriegelungs-Durchlass 20 dem Ablauf-Durchlass 43 in Verbindung steht. Zu diesem Zeitpunkt wird kein Arbeitsmittel von der Ölpumpe 40 an jede der entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 geliefert, und somit werden die ersten, zweiten und dritten Verriegelungsstifte 27 bis 29 durch die Vorspannungskräfte der ersten, zweiten und dritten Federn 36 bis 38 in ihre Dehnungsrichtungen gezwungen. Wie in 6 gezeigt, werden als Folge davon der zweite und dritte Verriegelungsstift 28 bis 29 außerhalb der Kopplung mit den jeweiligen Verriegelungslöchern 25 bis 26 gehalten, sondern werden in anstoßender Kopplung mit der Innenfläche 1c des Steuerrades 1 unter Vorbelastung (durch die Vorspannungskräfte der zweiten und dritten Federn 37 bis 38) gehalten. Andererseits wird der erste Verriegelungsstift 27 durch die Vorspannungs-Kraft der ersten Feder 36 in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25 gehalten.
  • Folglich kann der Flügel-Rotor 9 stabil sicher in der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition (siehe 3) gehalten oder verriegelt werden. Danach, wenn der Motor automatisch wieder angelassen wird, das heißt beim Beginn des Anlassens, kann der Motor bei einer Einlassventil-Steuerung erneut gestartet werden, die der Phase mit maximaler Verzögerung entspricht. Dies trägt zu einem geeignet verringerten effektiven Kompressionsverhältnis bei, wodurch Geräusche und Vibrationen des Motors hinreichend unterdrückt werden, während eine gute Startfähigkeit sichergestellt wird.
  • Nachdem der Motor automatisch neu gestartet wurde, wird übrigens das elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 auf dieselbe Weise eingeschaltet, wie oben erläutert. Abhängig von der axialen Position des gleitenden Ventilkolbens wird die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Abgabe-Durchlass 40a und dem Verriegelungs-Durchlass 20 aufgebaut. Somit tritt eine Bewegung der Spitze 27a des ersten Verriegelungsstiftes 27 aus der Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25 gegen die Federkraft der ersten Feder 36 auf. Somit kann die freie Drehung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in der normalen Drehrichtung oder in entgegengesetzter Drehrichtung zugelassen sein.
  • Wie oben erläutert sind in der Ventilsteuerungsvorrichtung der Ausführungsform erste, zweite und dritte Verriegelungsstifte 27 bis 29 im Rotor 15 des Flügel-Rotors 9 über jeweilige Verriegelungsstift-Löcher 31a bis 31c installiert, ohne dass sie in den Flügeln 16a bis 16d des Flügel-Rotors 9 installiert sind. Somit ist es möglich, eine Umfangsdicke jedes der Flügel 16a bis 16d geeignet zu verringern, wodurch ein Relativbewegungs-Winkel des Flügel-Rotors 9 relativ zum Gehäuse 7 geeignet vergrößert wird. Dies trägt auch zu einer kompakteren VTC-Vorrichtung bei.
  • Bisher musste, um Verriegelungsstifte zu sichern oder zu halten, der Rotordurchmesser eines Flügel-Rotors (eines Flügel-Elementes) in sich selbst vergrößert werden. Im Gegensatz dazu weist in der Vorrichtung der Ausführungsform der Rotor 15 des Flügel-Rotors 9 teilweise verlängerte, auf dem Umfang im Abstand angeordnete Teile 15e bis 15f mit großem Durchmesser auf, ohne dass der Gesamtumfang des Rotors 15 vergrößert ist, und drei Verriegelungsstifte 27 bis 29 sind in den teilweise vergrößerten Teilen 15e bis 15f mit großem Durchmesser des Rotors 15 installiert. Mit Hilfe der verformten äußeren Umfangsfläche mit unterschiedlichem Durchmesser des Rotors 15 wird das Gesamt-Fassungsvermögen der Hydraulikkammern 11a und 12a, die sich in dem Bereich befinden, der dem Teil mit kleinem Durchmesser (jedem der ersten und zweiten Teile 15c bis 15d mit kleinem Durchmesser) des Rotors 15 entspricht, so eingestellt, dass es größer ist als das Gesamt-Fassungsvermögen der Hydraulikkammern 11b und 12b, die sich in dem Bereich befinden, der dem Teil mit großem Durchmesser (jedem der ersten und zweiten Teile 15e bis 15f mit großem Durchmesser) entspricht.
  • Somit ist die Druck aufnehmende Oberfläche jeder der Seitenflächen 16e bis 16h der Flügel 16a bis 16d, die den Hydraulikkammern 11a und 12a gegenüber liegen, die sich in dem Bereich befinden, der dem Teil mit kleinem Durchmesser (jedem der ersten und zweiten Teile 15c bis 15d mit kleinem Durchmesser) entspricht, so eingestellt, dass sie hinreichend größer ist als jede der Seitenflächen der Flügel 16a bis 16d, die den Hydraulikkammern 11b und 12b gegenüber liegen, die sich in dem Bereich befinden, der dem Teil mit großem Durchmesser (jedem der ersten und zweiten Teile 15e bis 15f mit großem Durchmesser) entspricht. Folglich kann während der Ventilsteuerung eine relative Drehzahl des Flügel-Rotors 9 zum Gehäuse 7 erhöht werden, wodurch eine Umwandlungs-Ansprechempfindlichkeit der Relativdrehungs-Phase der Nockenwelle 2 zum Gehäuse 7 (der Kurbelwelle) geeignet erhöht wird und die Ansprechempfindlichkeit der Einlassventilsteuerung zufriedenstellend verbessert wird.
  • Ferner sind zwei Teile 15c bis 15d mit kleinem Durchmesser in Winkelpositionen angeordnet, die über den Umfang einen Abstand voneinander aufweisen und einander diametral gegenüber liegen (konkret um ungefähr 180 Grad), während zwei Teile 15e bis 15f mit großem Durchmesser in Winkelpositionen angeordnet sind, die über den Umfang einen Abstand voneinander aufweisen und einander diametral gegenüber liegen (konkret um ungefähr 180 Grad). Insgesamt kann das Gewicht des Flügel-Rotors 9 über den Umfang ausgeglichen und vereinheitlicht werden, wodurch eine Drehungs-Unwucht des Flügel-Rotors 9 vermieden wird. Hierdurch wird eine leichte Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 relativ zum Gehäuse 7 sichergestellt.
  • Zusätzlich sind zwei Teile 15e bis 15f mit großem Durchmesser in Winkelpositionen angeordnet, die über den Umfang voneinander eine Winkelentfernung von ungefähr 180 Grad größer als 120 Grad aufweisen. Wenn der Rotor auf einer Werkzeugmaschine (z. B. einer Metallbearbeitungs-Werkzeugmaschine) befestigt wird, können die diametral gegenüber liegenden Teile 15e bis 15f mit großem Durchmesser leicht in einem Einspannfutter befestigt oder gegriffen werden. Somit kann die Arbeitseffizienz verbessert werden.
  • Zusätzlich kann in der Ausführungsform, wenn der Motor automatisch angehalten wird, der Flügel-Rotor 9 in der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition mechanisch durch den Verriegelungsmechanismus 4 und nicht hydraulisch verriegelt oder gehalten werden. Hierdurch wird eine getrennte Hydraulikdruck-Quelle unnötig, um den Flügel-Rotor 9 in der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition zu halten. Dies trägt auch zu einer vereinfachten VTC-Vorrichtung und verringerten Systemkosten bei.
  • Zusätzlich werden in der Ausführungsform eine Funktion der Hydraulikdruck-Steuerung für jede der Hydraulikdruckkammern (Phasenverzögerungs-Kammer 11 und Phasenvorlauf-Kammer 12) und eine Funktion der Hydraulikdruck-Steuerung für jede der ersten, zweiten und dritten entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 beide durch ein einziges elektromagnetisches Richtungssteuerungsventil 41 erzielt. Somit ist es möglich, die Flexibilität des Layouts des VTC-Systems auf dem Motorkörper zu erhöhen, und dadurch eine kürzere Systeminstallationszeit und geringere Kosten sicherzustellen.
  • Außerdem ist es möglich, die Fähigkeit zu verbessern, die Winkelposition des Flügel-Rotors 9 relativ zum Steuerrad 1 in der Zwischen-Phasen-Winkelposition mit dem Verriegelungsmechanismus 4 zu halten, wenn der Motor manuell angehalten wird. Zusätzlich sind durch die zweite Verriegelungs-Führungsnut (die zweistufig gestufte Verriegelungs-Führungsnut mit zwei Bodenflächen 25a bis 25b, die als Freilauf, mit anderen Worten als Knarre dient) und die dritte Verriegelungs-Führungsnut (die zweistufig gestufte Verriegelungs-Führungsnut mit zwei Bodenflächen 26a bis 26b, die als Freilauf, mit anderen Worten als Knarre dient), die Bewegung des zweiten Verriegelungsstiftes 28 nur in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungsloch 25 und die Bewegung des dritten Verriegelungsstiftes 29 nur in Kopplung mit dem dritten Verriegelungsloch 26 erlaubt, so dass eine sichere und zuverlässigere Führung für die Bewegung der Verriegelungsstifte 28 bis 29 in die Kopplung sichergestellt wird.
  • Sogar wenn der Flügel-Rotor 9 dazu tendiert, sich durch das positive Drehmoment relativ zum Steuerrad 1 in der Phasenverzögerungs-Richtung zu drehen, ist es möglich, den Flügel-Rotor 9 durch eine lange vierstufige Knarrenfunktion, die durch zwei Bodenflächen 25a bis 25b des zweiten Verriegelungslochs 25 und durch zwei Bodenflächen 26a bis 26b des dritten Verriegelungslochs 26 erzeugt wird, sicher und zuverlässig in die Zwischen-Phasen-Winkelposition zu führen.
  • Hydraulikdruck in jeder von Phasenverzögerungs-Kammer 11 und Phasenvorlauf-Kammer 12 wird nicht als Hydraulikdruck benutzt, der auf jede der ersten, zweiten und dritten entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 wirkt. Im Vergleich zu einem System, in dem Hydraulikdruck in jeder von Phasenverzögerungs-Kammer 11 und Phasenvorlauf-Kammer 12 auch als Hydraulikdruck benutzt wird, der auf jede der entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern wirkt, kann eine Ansprechempfindlichkeit des Hydrauliksystems der Ausführungsform auf Hydraulikdruck-Versorgung jeder der entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 beträchtlich verbessert werden. Somit ist es möglich, eine Ansprechempfindlichkeit jedes der Verriegelungsstifte 27 bis 29 auf eine Rückwärtsbewegung zum Entriegeln (Entkoppeln) zu verbessern. Das Hydrauliksystem der Ausführungsform, mit dem Hydraulikdruck an jede der entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 geliefert werden kann, ohne Hydraulikdruck in jeder von Phasenverzögerungs-Kammer 11 und Phasenvorlauf-Kammer 12 zu verwenden, konkreter das einzelne elektromagnetische Richtungssteuerungsventil 41 macht eine flüssigkeitsundurchlässige Dichtungsvorrichtung zwischen jeder von Phasenverzögerungs-Kammer 11 und Phasenvorlauf-Kammer 12 und jeder der entriegelnden Druck aufnehmenden Kammern 32 bis 34 unnötig.
  • Zusätzlich zu dem oben Gesagten besteht in der gezeigten Ausführungsform der Verriegelungsmechanismus 4 aus drei getrennten Verriegelungsvorrichtungen, das heißt (i) dem ersten Verriegelungsstift 27 und der ersten Verriegelungs-Führungsnut mit Bodenfläche 24a, (ii) dem zweiten Verriegelungsstift 28 und der zweiten Verriegelungs-Führungsnut (der zweistufig gestuften Nut) mit ersten und zweiten Bodenflächen 25a bis 25b, und (iii) dem dritten Verriegelungsstift 29 und der dritten Verriegelungs-Führungsnut (der zweistufig gestuften Nut) mit ersten und zweiten Bodenflächen 26a bis 26b. Folglich ist es möglich, die Wanddicke des Steuerrades 1 zu verringern, in dem jedes der Verriegelungslöcher 24 bis 26 ausgebildet ist. Etwas ausführlicher nehmen wir zum Beispiel an, dass der Verriegelungsmechanismus durch einen einzelnen Verriegelungsstift und eine einzelne Verriegelungs-Führungsnut (eine einzelne mehrstufig gestufte Nut) aufgebaut ist. In einem solchen Fall müssen fünf Bodenflächen in dem Steuerrad auf eine Weise ausgebildet werden, dass sie sich kontinuierlich stufenweise von der Phasenverzögerungs-Seite zur Phasenvorlauf-Seite absenken. Um die fünfstufig gestufte Nut vorzusehen ist es selbstverständlich, dass die Wanddicke des Steuerrades ebenfalls erhöht werden muss. Im Gegensatz dazu werden in der Ausführungsform drei getrennte Verriegelungsvorrichtungen (27, 24a; 28, 25a bis 25b; 29, 26a bis 26b) als Verriegelungsmechanismus verwendet, und daher ist es möglich, die Dicke des Steuerrades 1 zu verringern, wodurch die axiale Länge der VTC-Vorrichtung verkürzt und folglich die Flexibilität des Layouts des VTC-Systems auf dem Motorkörper verbessert wird.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • 12 zeigt die Abwicklungs-Querschnittsansicht der VTC-Vorrichtung der zweiten Ausführungsform. Die in 12 gezeigte VTC-Vorrichtung der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der in den 1 bis 11 gezeigten Ausführungsform darin, dass der Aufbau und die Gestaltung des Verriegelungs-Mechanismus 4 zur Verriegelung des Flügel-Rotors 9 in der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition etwas modifiziert ist.
  • Konkret ist der zweite Verriegelungsstift 28 im zweiten Teil 15f mit großem Durchmesser des Rotors 15 über das zweite Verriegelungsstift-Loch 31b installiert und benachbart zum dritten Verriegelungsstift 29 angeordnet. Zusätzlich ist das zweite Verriegelungsloch 25, mit dem der zweite Verriegelungsstift 28 in die Kopplung und aus ihr heraus gleitet, auf der Seite des zweiten Teils 15f mit großem Durchmesser angeordnet und in der Innenfläche 1c des Steuerrades 1 ausgebildet.
  • Wie in 12 gezeigt, wird, wenn der Flügel-Rotor 9 relativ zum Steuerrad 1 gedreht wurde und die maximale Phasenverzögerungs-Position erreicht hat, der erste Verriegelungsstift 27 in anstoßender Kopplung zur Innenfläche 1c des Steuerrades 1 unter Vorbelastung (durch die Vorspannung der ersten Feder 36) gehalten. Andererseits wird der zweite Verriegelungsstift 28 in anstoßende Kopplung mit der zweiten Bodenfläche 26b des dritten Verriegelungslochs 26 gebracht. Der weitere Aufbau der VTC-Vorrichtung der zweiten Ausführungsform von 12 ist derselbe wie für die erste Ausführungsform beschrieben.
  • Daher kann die zweite Ausführungsform denselben Betrieb und dieselben Wirkungen vorsehen wie die erste Ausführungsform. Insbesondere wenn der Motor durch ein Start-Stopp-System automatisch angehalten wird, wie oben beschrieben, wird der Flügel-Rotor 9 in der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition platziert, wie in 3 gezeigt, indem Arbeitsmittel in jede der Phasenverzögerungs-Kammern 11 geliefert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in 12 deutlich gezeigt, die axiale Endfläche der Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 in anstoßende Kopplung mit der zweiten Bodenfläche 26b des dritten Verriegelungslochs 26 gebracht, und gleichzeitig wird der äußere Umfang (der Rand) der Spitze 28a des zweiten Verriegelungsstiftes 28 ebenfalls in anstoßende Kopplung mit der aufrechten Innenfläche 26c der Phasenvorlauf-Seite gebracht, um die Drehbewegung des Flügel-Rotors 9 in Phasenvorlauf-Richtung zu begrenzen. Somit kann das Einlassventil-Schließ-Timing (IVC) auf einen Timing-Wert gesteuert und gehalten werden, welcher der maximal verzögerten Phase entspricht, wodurch Geräusche und Vibrationen effektiver geeignet unterdrückt werden, die erzeugt werden können, wenn der Motor automatisch erneut angelassen wird, das heißt zu Beginn des Anlassens.
  • Auf ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform kann in der VTC-Vorrichtung der zweiten Ausführungsform die Verriegelungs-Aktion, durch die Flügel-Rotor 9 verriegelt und in der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition gehalten wird, mechanisch durch den zweiten Verriegelungsstift 28, der mit dem dritten Verriegelungsloch 26 gekoppelt ist, und nicht hydraulisch erzielt werden. Dies trägt zu einer vereinfachten VTC-Vorrichtung und verringerten Systemkosten bei.
  • Es ist einzusehen, dass die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, die hier gezeigt und beschrieben sind, sondern dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können. Die Ventilsteuerungsvorrichtung (VTC) der gezeigten Ausführungsform wird beispielhaft an der Phasensteuerungs-Vorrichtung gezeigt, die auf die Einlassventil-Seite eines Verbrennungsmotors angewendet wird. Anstelle dessen kann die VTC-Vorrichtung für eine Phasensteuerungs-Vorrichtung verwendet werden, die auf einer Abgasventil-Seite installiert ist.
  • In der gezeigten Ausführungsform ist die Anzahl von Verriegelungsstiften des Verriegelungsmechanismus 4 gleich ”3”. Wie man aus dem oben Gesagten einsehen kann, kann das Grundkonzept der Erfindung auf eine Ventilsteuerungsvorrichtung angewendet werden, die mit einem Verriegelungsmechanismus ausgestattet ist, der drei oder mehr Verriegelungsstifte aufweist, z. B. vier Verriegelungsstifte, von denen jeder Stift gestaltet ist, den Flügel-Rotor 9 in der maximalen Phasenverzögerungs-Winkelposition zu verriegeln oder zu halten.
  • Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-234693 (eingereicht am 26. Oktober 2011) wird hier durch Bezugnahme mit aufgenommen.
  • Obwohl das Vorstehende eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, die hier gezeigt und beschrieben sind, sondern dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang und Erfindungsgedanken dieser Erfindung abzuweichen, wie sie durch die folgenden Ansprüche festgelegt sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2010-195308 [0004, 0005, 0005]
    • JP 2011-234693 [0134]

Claims (21)

  1. Ventilsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, umfassend: ein Gehäuse (7), das geeignet ist, durch eine Kurbelwelle des Motors angetrieben zu werden und gestaltet ist, darin eine Arbeitsmittel-Kammer zu definieren, indem ein Innenraum durch Backen (10a bis 10d) abgeteilt wird, die von einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses (7) radial nach innen vorstehen; einen Flügel-Rotor (9), der einen Rotor (15), der geeignet ist, fest mit einer Nockenwelle (2) verbunden zu sein, und sich radial erstreckende Flügel (16a bis 16d) aufweist, die an einem Außenrand des Rotors (15) ausgebildet sind, um die Arbeitsmittel-Kammer des Gehäuses (7) durch die Backen (10a bis 10d) und die Flügel (16a bis 16d) zu unterteilen, um Phasenvorlauf-Hydraulikkammern (12, 12, 12, 12) und Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern (11, 11, 11, 11) zu definieren; einen Anschlag (10c, 10a) zur Begrenzung eines Winkelbereichs der relativen Drehung des Flügel-Rotors (9) bezüglich des Gehäuses (7); ein erstes Verriegelungselement (27), das im Flügel-Rotor (9) angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen; ein zweites Verriegelungselement (28), das im Flügel-Rotor (9) angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen; einen ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24), der im Gehäuse (7) angeordnet und gestaltet ist, die Drehbewegung des Flügel-Rotors (9) relativ zum Gehäuse (7) in einer Richtung der Phasenverzögerung von einer Zwischen-Verriegelungsposition zwischen einer Position mit maximalem Phasenvorlauf und einer Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes (27) in den ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24) zu begrenzen; und einen zweiten Verriegelungs-Aussperrungsteil (25), der im Gehäuse (7) angeordnet und gestaltet ist, eine Drehbewegung des Flügel-Rotors (9) relativ zum Gehäuse (7) in einer Richtung des Phasenvorlaufs von der Zwischen-Verriegelungsposition durch Einrasten des zweiten Verriegelungselementes (28) in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) zu begrenzen, und der gestaltet ist, im Zusammenwirken mit dem Einrasten des ersten Verriegelungselementes (27) mit dem ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24) den Flügel-Rotor (9) an der Zwischen-Verriegelungsposition zu halten, und der ferner gestaltet ist, den Flügel-Rotor (9) in der Position mit maximaler Phasenverzögerung zu halten, indem er die Drehbewegung des Flügel-Rotors (9) in der Richtung des Phasenvorlaufs durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes (27) in den zweiten Verriegelungs-Aussperrungsteil (25) in einem Zustand begrenzt, in dem die Drehbewegung des Flügel-Rotors (9) relativ zum Gehäuse (7) in der Richtung der Phasenverzögerung durch den Anschlag (10a) begrenzt ist.
  2. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das erste und zweite Verriegelungselement (27 bis 28) im Rotor (15) angeordnet sind.
  3. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Rotor (15) einen Teil (15e; 15f) mit großem Durchmesser und einen Teil (15c; 15d) mit kleinem Durchmesser aufweist; und das erste und zweite Verriegelungselement (27 bis 28) im Teil (15e; 15f) mit großem Durchmesser angeordnet sind.
  4. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: eine radiale Länge einer ersten Backe (10c, 10d) der Backen (10a bis 10d), die dem Teil (15e; 15f) mit großem Durchmesser gegenüber liegt, und eine radiale Länge einer zweiten Backe (10a, 10b) der Backen (10a bis 10d), die dem Teil (15c; 15d) mit kleinem Durchmesser gegenüber liegt, so dimensioniert sind, dass sie sich voneinander unterscheiden, so dass sie im Wesentlichen übereinstimmend zu jeweiligen äußeren Umfangsflächen des Teils (15e; 15f) mit großem Durchmesser und des Teils (15c; 15d) mit kleinem Durchmesser sind.
  5. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: ein Boden des zweiten Verriegelungs-Aussparungsteils (25) als gestufter Teil ausgebildet ist, dessen Bodenfläche sich schrittweise in der Phasenvorlauf-Richtung absenkt.
  6. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, ferner umfassend: ein drittes Verriegelungselement (29), das im Flügel-Rotor (9) angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen; und einen dritten Verriegelungs-Aussparungsteil (26), der im Gehäuse (7) angeordnet ist und einen gestuften Teil aufweist, dessen Bodenfläche sich schrittweise in der Phasenvorlauf-Richtung absenkt, und der gestaltet ist, das erste Verriegelungselement (27) in Richtung zum ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24) zu führen, indem das dritte Verriegelungselement in Kopplung mit der dritten Verriegelungs-Aussparungsnut (26) bewegt wird.
  7. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei: das erste, zweite und dritte Verriegelungselement (27, 28, 29) im Rotor (15) angeordnet sind.
  8. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei: der Rotor (15) mindestens zwei Teile (15e; 15f) mit großem Durchmesser und mindestens zwei Teile (15c; 15d) mit kleinem Durchmesser aufweist; und das erste, zweite und dritte Verriegelungselement (27, 28, 29) in den Teilen (15e; 15f) mit großem Durchmesser angeordnet sind und nicht in den Teilen mit kleinem Durchmesser.
  9. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei: die Flügel vier Flügel (16a bis 16d) umfassen; der Rotor (15) einen ersten Teil (15e) mit großem Durchmesser aufweist, der zwischen einer ersten Gruppe benachbarter Flügel (16a, 16b) der vier Flügel (16a bis 16d) ausgebildet ist, einen zweiten Teil (15f) mit großem Durchmesser aufweist, der zwischen einer zweiten Gruppe benachbarter Flügel (16c, 16d) der vier Flügel (16a bis 16d) ausgebildet ist, einen ersten Teil (15c) mit kleinem Durchmesser aufweist, der zwischen einer dritten Gruppe benachbarter Flügel (16d, 16a) der vier Flügel (16a bis 16d) ausgebildet ist, und einen zweiten Teil (15d) mit kleinem Durchmesser aufweist, der zwischen einer vierten Gruppe benachbarter Flügel (16b, 16c) der vier Flügel (16a bis 16d) ausgebildet ist; das erste und das zweite Verriegelungselement (27 bis 28) im ersten Teil (15e) mit großem Durchmesser angeordnet sind, während das dritte Verriegelungselement (29) im zweiten Teil (15f) mit großem Durchmesser angeordnet ist.
  10. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei: der erste und der zweite Teil (15e, 15f) mit großem Durchmesser so angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen einander diametral gegenüber liegen; und der erste und der zweite Teil (15c, 15d) mit kleinem Durchmesser so angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen einander diametral gegenüber liegen.
  11. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Anschlag zwei spezifizierte Backen (10a, 10c) der Backen (10a bis 10d) umfasst, wobei eine (10a) der beiden spezifizierten Backen (10a, 10c) als Anschlag auf der Seite mit maximaler Phasenverzögerung durch Anstoßen an einen zugehörigen Flügel (16a) der Flügel (16a bis 16d) dient, und die andere (10c) der beiden spezifizierten Backen als Anschlag auf der Seite mit maximalem Phasenvorlauf durch Anstoßen an den zugehörigen Flügel (16a) dient.
  12. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein erstes Vorspannungs-Element (36) zum dauerhaften Vorspannen des ersten Verriegelungselementes (27) in eine Richtung der ausdehnenden Bewegung des ersten Verriegelungselementes (27) in Kopplung mit dem ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24) durch eine Vorspannungskraft des ersten Vorspannungselementes; und ein zweites Vorspannungs-Element (37) zum dauerhaften Vorspannen des zweiten Verriegelungselementes (28) in eine Richtung der Bewegung des zweiten Verriegelungselementes (28) in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) durch eine Vorspannungskraft des zweiten Vorspannungselementes vorgespannt ist; und wobei eine Rückwärtsbewegung jedes des ersten und zweiten Verriegelungselementes (27 bis 28) in eine zurückziehende Bewegungsrichtung jedes des ersten und zweiten Verriegelungselementes (27 bis 28) aus der Kopplung mit den jeweiligen Verriegelungs-Aussparungsteilen (24 bis 25) gegen die Vorspannungskräfte durch die Versorgung mit Hydraulikdruck erzeugt wird.
  13. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei: Hydraulikdruck an jedes der ersten und zweiten Verriegelungselemente (27 bis 28) über einen Hydraulikkreis (20) geliefert wird, der unabhängig von einem Hydraulikkreis (19) ist, der zur Lieferung und zum Auslass von Hydraulikdruck für jede der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern (12) vorgesehen ist, und unabhängig von einem Hydraulikkreis (18) ist, der zur Lieferung und zum Auslass von Hydraulikdruck für jede der Phasenerzögerungs-Hydraulikkammern (11) vorgesehen ist.
  14. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: das zweite Verriegelungselement (28) aus der Kopplung mit dem zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) in einem Zustand gehalten wird, in dem das erste Verriegelungselement (27) in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) gehalten wird.
  15. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei: das zweite Verriegelungselement (28) aus der Kopplung mit dem zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) und gleichzeitig das dritte Verriegelungselement (29) aus der Kopplung mit dem dritten Verriegelungs-Aussparungsteil (26) in einem Zustand gehalten wird, in dem das erste Verriegelungselement (27) in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) gehalten wird.
  16. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: eine Spitze (27a) des ersten Verriegelungselementes (27), die in Kopplung mit einem der ersten und zweiten Verriegelungs-Aussperrungsteile (24 bis 25) gleitet, und eine Spitze (28a) des zweiten Verriegelungselementes (28), die in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) gleitet, beide in einer zylindrischen Form ausgebildet sind,
  17. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei: eine Spitze (27a) des ersten Verriegelungselementes (27), die in Kopplung mit einem der ersten und zweiten Verriegelungs-Aussperrungsteile (24 bis 25) gleitet, eine Spitze (28a) des zweiten Verriegelungselementes (28), die in Kopplung mit dem zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) gleitet, und eine Spitze (29a) des dritten Verriegelungselementes (29), die in Kopplung mit dem dritten Verriegelungs-Aussparungsteil (26) gleitet, alle in einer zylindrischen Form ausgebildet sind.
  18. Ventilsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, umfassend: ein antreibendes Drehelement (1), das geeignet ist, von einer Kurbelwelle des Motors angetrieben zu werden; ein angetriebenes Drehelement (9), das geeignet ist, fest mit einer Nockenwelle (2) verbunden zu sein und gestaltet ist, abhängig von einer Betriebsbedingung des Motors einen Relativdrehungs-Winkel des angetriebenen Drehelementes (9) bezüglich des antreibenden Drehelementes (1) innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs zu ändern; einen Phasenänderungsmechanismus (3), der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern (12, 12, 12, 12) und Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern (11, 11, 11, 11) aufweist und gestaltet ist, das angetriebene Drehelement (9) relativ zum antreibenden Drehelement (1) in einer Richtung des Phasenvorlaufs zu drehen, indem Hydraulikdruck in jede der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern (12, 12, 12, 12) geliefert wird, und Arbeitsmittel aus jeder der Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern (11, 11, 11, 11) abgesaugt wird, und der gestaltet ist, das angetriebene Drehelement (9) relativ zum antreibenden Drehelement (1) in einer Richtung der Phasenverzögerung zu drehen, indem Hydraulikdruck in jede der Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern (11, 11, 11, 11) geliefert wird, und Arbeitsmittel aus jeder der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern (12, 12, 12, 12) abgesaugt wird; ein erstes Verriegelungselement (27) und ein zweites Verriegelungselement (28), von dem jedes gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen; einen ersten Verriegelungs-Aussperrungsteil (24), der gestaltet ist, eine Drehbewegung des angetriebenen Drehelementes (9) relativ zum antreibenden Drehelement (1) in einer Richtung der Phasenverzögerung von einer Zwischen-Verriegelungsposition zwischen einer Position mit maximalem Phasenvorlauf und einer Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes (27) in den ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24) zu begrenzen; und einen zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25), der gestaltet ist, eine Drehbewegung des angetriebenen Drehelementes (9) relativ zum antreibenden Drehelement (1) in einer Richtung des Phasenvorlaufs von einer Zwischen-Verriegelungsposition durch Einrasten des zweiten Verriegelungselementes (28) in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) zu begrenzen, und gestaltet ist, das angetriebene Drehelement (9) in der Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes (27) in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) zu halten.
  19. Ventilsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, umfassend: ein Gehäuse (7), das geeignet ist, durch eine Kurbelwelle des Motors angetrieben zu werden und gestaltet ist, darin eine Arbeitsmittel-Kammer zu definieren, indem ein Innenraum durch Backen (10a bis 10d) abgeteilt wird, die von einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses (7) radial nach innen vorstehen; einen Flügel-Rotor (9), der einen Rotor (15), der geeignet ist, fest mit einer Nockenwelle (2) verbunden zu sein, und sich radial erstreckende Flügel (16a bis 16d) aufweist, die an einem Außenrand des Rotors (15) ausgebildet sind, um die Arbeitsmittel-Kammer des Gehäuses (7) durch die Backen (10a bis 10d) und die Flügel (16a bis 16d) zu unterteilen, um Phasenvorlauf-Hydraulikkammern (12, 12, 12, 12) und Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern (11, 11, 11, 11) zu definieren; einen Anschlag (10c, 10a) zur Begrenzung eines Winkelbereichs der relativen Drehung des Flügel-Rotors (9) bezüglich des Gehäuses (7); ein erstes Verriegelungselement (27), das im Flügel-Rotor (9) angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen; ein zweites Verriegelungselement (28), das im Flügel-Rotor (9) angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen; ein drittes Verriegelungselement (29), das im Flügel-Rotor (9) angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen; einen ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24), der gestaltet ist, eine Drehbewegung des angetriebenen Drehelementes (9) relativ zum antreibenden Drehelement (1) in einer Richtung der Phasenverzögerung von einer Zwischen-Verriegelungsposition zwischen einer Position mit maximalem Phasenvorlauf und einer Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes (27) in den ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24) zu begrenzen; einen zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25), der gestaltet ist, eine Drehbewegung des angetriebenen Drehelementes (9) relativ zum antreibenden Drehelement (1) in einer Richtung des Phasenvorlaufs von der Zwischen-Verriegelungsposition durch Einrasten des zweiten Verriegelungselementes (28) in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) zu begrenzen; und einen dritten Verriegelungs-Aussparungsteil (26), der im Gehäuse (7) angeordnet ist und einen gestuften Teil aufweist, dessen Bodenfläche sich schrittweise in der Phasenvorlauf-Richtung absenkt, und der gestaltet ist, das erste Verriegelungselement (27) in Richtung zum ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24) zu führen, indem das dritte Verriegelungselement in Kopplung mit dem dritten Verriegelungs-Aussparungsteil (26) bewegt wird, und ferner gestaltet ist, den Flügel-Rotor (9) in der Position mit maximaler Phasenverzögerung zu halten, indem er die Drehbewegung des Flügel-Rotors (9) in der Richtung des Phasenvorlaufs durch Einrasten des zweiten Verriegelungselementes (28) in den dritten Verriegelungs-Aussparungsteil (26) in einem Zustand begrenzt, in dem die Drehbewegung des Flügel-Rotors (9) relativ zum Gehäuse (7) in der Richtung der Phasenverzögerung durch den Anschlag (10a) begrenzt ist.
  20. Ventilsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei: ein Boden des zweiten Verriegelungs-Aussparungsteils (25) als gestufter Teil ausgebildet ist, dessen Bodenfläche sich schrittweise in der Phasenvorlauf-Richtung absenkt; und eine Abwärtsbewegung des zweiten Verriegelungselementes (28) in eine Kopplung mit der gestuften Bodenfläche (25a bis 25b) des zweiten Verriegelungs-Aussparungsteils (25) und eine Abwärtsbewegung des dritten Verriegelungselementes (29) in eine Kopplung mit der gestuften Bodenfläche (26a bis 26b) des dritten Verriegelungs-Aussparungsteils (25) in verschiedenen Winkelpositionen des Flügel-Rotors (9) relativ zum Gehäuse (7) auftreten.
  21. Ventilsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, umfassend: ein Gehäuse (7), das geeignet ist, durch eine Kurbelwelle des Motors angetrieben zu werden und gestaltet ist, darin eine Arbeitsmittel-Kammer zu definieren; einen Flügel-Rotor (9), der einen Rotor (15), der geeignet ist, fest mit einer Nockenwelle (2) verbunden zu sein, und Flügel (16a bis 16d) aufweist, um die Arbeitsmittel-Kammer in Phasenvorlauf-Hydraulikkammern (12, 12, 12, 12) und Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern (11, 11, 11, 11) zu unterteilen, und gestaltet ist, Phasenvorlauf bezüglich des Gehäuses (7) aufzuweisen, indem Hydraulikdruck in jede der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern (12, 12, 12, 12) geliefert wird, während Arbeitsmittel aus jeder der Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern (11, 11, 11, 11) abgesaugt wird, und der gestaltet ist, Phasenverzögerung bezüglich des Gehäuses (7) aufzuweisen, indem Hydraulikdruck in jede der Phasenverzögerungs-Hydraulikkammern (11, 11, 11, 11) geliefert wird, während Arbeitsmittel aus jeder der Phasenvorlauf-Hydraulikkammern (12, 12, 12, 12) abgesaugt wird; ein erstes Verriegelungselement (27), das im Flügel-Rotor (9) angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen; ein zweites Verriegelungselement (28), das im Flügel-Rotor (9) angeordnet und gestaltet ist, sich nach Bedarf auszustrecken oder zurückzuziehen; einen ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24), der im Gehäuse (7) angeordnet und gestaltet ist, die Drehbewegung des Flügel-Rotors (9) relativ zum Gehäuse (7) in einer Richtung der Phasenverzögerung von einer Zwischen-Verriegelungsposition zwischen einer Position mit maximalem Phasenvorlauf und einer Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes (27) in den ersten Verriegelungs-Aussparungsteil (24) zu begrenzen; und einen zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25), der im Gehäuse (7) angeordnet und gestaltet ist, eine Drehbewegung des Flügel-Rotors (9) relativ zum Gehäuse (7) in einer Richtung des Phasenvorlaufs von der Zwischen-Verriegelungsposition durch Einrasten des zweiten Verriegelungselementes (28) in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) zu begrenzen, und der ferner gestaltet ist, den Flügel-Rotor (9) in der Position mit maximaler Phasenverzögerung durch Einrasten des ersten Verriegelungselementes (27) in den zweiten Verriegelungs-Aussparungsteil (25) zu halten.
DE102012219484A 2011-10-26 2012-10-25 Ventilsteuerungsvorrichtung für Verbrennungsmotor Withdrawn DE102012219484A1 (de)

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