DE68915099T2

DE68915099T2 - Ventilsteuervorrichtung für Brennkraftmaschine.

Info

Publication number: DE68915099T2
Application number: DE68915099T
Authority: DE
Inventors: Akio C O Atsugi Unisia Akasaka; Seiji C O Atsugi Unisia C Suga; Makoto Yasuda
Original assignee: Atsugi Unisia Corp; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1994-12-08
Anticipated expiration: 2009-09-30
Also published as: DE68915099D1; EP0362076B1; US4960084A; JPH0272305U; EP0362076A1; JPH0528321Y2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft in allgemeiner Weise ein Ventilsteuerungsbetätigungssystem für eine Brennkraftmaschine, das die Öffnungs- und Schliesszeiten eines Einlass und eines Auslassventils in Abhängigkeit von einer Maschinensteuerungsbedingung regelt. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Ventilsteuerungsbetätigungssystem mit einem vereinfachten Aufbau für eine einfache Installation einer sich selbst bewegenden Brennkraftmaschine.

Beschreibung des Standes der Technik

Das Dokument US A 4231330 beschreibt ein variables Ventilsteuerungsbetätigungssystem für eine sich selbst bewegende Brennkraftmaschine. In dem beschriebenen System ist eine Nockenwelle zur Steuerung der Öffnungs- und Schliesszeiten eines Einlass- und Auslassventils mit einer Buchse an ihrem Vorderende durch eine Gewindeverbindung verbunden. Eine Vorrichtung zur zeitlichen Steuerung eines Ventils besitzt einen äusseren Zylinder, der ein Zeittaktzahnrad trägt, das zum Antrieb mit einer Ausgangswelle der Maschine durch eine Zeittaktkette oder einen Zeittaktriemen zur zynchronen Rotation mit diesem verbunden ist. Der äussere Zylinder ist mit einer inneren Getriebeverzahnung versehen. Die innere Verzahnung greift in eine äussere Getriebeverzahnung eines zylindrischen Zeiteinstellelementes ein, das eine innere Verzahnung besitzt, die mit der äusseren Verzahnung der Nockenwelle in Eingriff ist. Die äussere oder die innere Verzahnung des Zeiteinstellelementes ist mit einem spiralförmigen Getriebe versehen. Das Zeittakteinstellelement wird hydraulisch oder mechanisch in axialer Richtung in Abhängigkeit von der Maschinenantriebsbedingung gesteuert, um den relativen Winkelversatz der Nockenwelle bezogen auf das Zeittaktzahnrad zu bewirken. Dadurch werden die relativen Rotationsphasen der Nockenwelle und des Zahnrads versetzt, so dass eine Variation der Öffnungs- und Schliesszeiten des Ventils bewirkt wird.
Wie im vorangehenden dargelegt worden ist, erstellt das vorgeschlagene ältere Ventilsteuerungsbetätigungssystem eine Strategie zur Herstellung einer direkten Verbindung des Zeitregelelementes mit der äusseren Getriebeverzahnung der Nockenwelle. Während des Zusammenbauverfahrens erfolgt die Verbindung des Zeiteinstellelementes und der äusseren Verzahnung der Nockenwelle gleichzeitig mit dem Anbringen der Buchse an dem vorderen Ende der Nockenwelle mit Hilfe von Befestigungsbolzen. Diese Konstruktion besitzt den Nachteil, dass die Einstellung der relativen Winkelstellung der Nockenwelle und des Zeitzahnrades schwierig ist. In der Tat erfolgt in dem vorgeschlagenen älteren System die Einstellung der relativen Winkelstellungen der Nockenwelle und des Zeitzahnrades nach dem Anbringen der Buchse auf der Nockenwelle. Dies erfordert ein spezielles Einstellwerkzeug oder - Vorrichtung zur zufriedenstellenden Einstellung der ursprünglichen Phasenbeziehung zwischen der Nockenwelle und dem Zahnrad. Infolgedessen wird das Herstellungsverfahren kompliziert und teuer.
Ein System zur zeitlichen Steuerung eines Ventils gemäss dem Stand der Technik, bei dem ein zusätzlicher Zylinder auf der Nockenwelle befestigt wird, wird ebenfalls in DE-A-3617140 beschrieben.
Andererseits wird ein System zur zeitlichen Steuerung eines Ventils gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 in FR-A-2526858 beschrieben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Infolgedessen besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Ventilsteuerungsbetätigungssystem vorzuschlagen, das die Probleme des Standes der Technik löst und den Arbeitsvorgang des Zusammenbaues vereinfachen kann.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventilsteuerungsbetätigungssystem vorzuschlagen, das die einfachere Einstellung der Phasenbeziehung zwischen einer Nockenwelle und einem Zeitzahnrad vereinfacht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventilsteuerungs betätigungssystem vorzuschlagen, das die direkte Verbindung zwischen der Nockenwelle und einem Zeiteinstellelement vermeidet und infolgedessen die Befestigung der Zeitsteuervorrichtung auf der Nockenwelle nach Beendigung der Einstellung der Phasenbeziehung zwischen dem Zeiteinstellelement und dem Zahnrad erlaubt.
Zur Lösung der vorangehenden erwähnten und anderer Aufgaben besitzt ein Ventilsteuerungsbetätigungssystem gemäss der vorliegenden Erfindung zur Einstellung der Winkelphasenbeziehung zwischen einem synchron mit der Maschine sich drehen den Element und einem Nockensteuerelement:
einen dem mit dem Motorumlauf gleich laufenden Element zugeordneten ersten zylindrischen Bestandteil oder Bauteil zur gemeinsamen Drehung mit diesem;
einen zweiten zylindrischen Bauteil, der geeignet ist, das genannte Nockenantriebselement und den genannten ersten zylindrischen Bauteil mit dem ersten zylindrischen Bauteil in mit diesem ersten zylindrischen Bauteil koaxialer Weise und mit einem radialen Abstand zu diesem ersten zylindrischen Bauteil zu verbinden und der einen am Ende des genannten ersten zylindrischen Bauteils tragenden radialen Ansatz hat, wobei der zweite Bestandteil oder Bauteil aus einem an dem genannten Nockenantriebselement fest angebrachten zusätzlichen Zylinder besteht;
einen zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil angeordneten dritten Bauteil, um ein Drehmoment an das genannte Nockenantriebselement über den genannten zweiten zylindrischen Bauteil zu übertragen, wobei der dritte Bauteil in bezug auf den ersten und den zweiten zylindrischen Bauteil beweglich ist;
einen mit dem genannten dritten Bauteil oder Bestandteil zusammenwirkenden vierten Bauteil oder Bestandteil, um die Axialbewegung des besagten dritten Bauteils in eine Winkelphasenverschiebung des genannten ersten oder zweiten Bauteils in bezug auf den anderen umzuwandeln, um eine Änderung der Winkelphasenbeziehung zwischen dem genannten mit dem Motor synchron umlaufenden Element und dem genannten Nockenantriebselement bei einer vorbestimmten Phasenbeziehung zu bewirken ; und
einen fünften Bauteil, um das Ventilsteuerungsbetätigungssystem in zusammengebauter Form zu befestigen, wobei der fünfte Bauteil Mittel zum Tragen des anderen Endes des genannten ersten Bauteils besitzt, die in diesem eine Druckkammer bildet, die die Axialbewegung des dritten Bau teils mit Hilfe eines Fluiddrucks bewirkt und um eine Axialbewegung von dem letzteren zu begrenzen, wobei die genannten Trägermittel einen relativen Gleitkontakt zwischen dem genannten ersten zylindrischen Bauteil und dem genannten zweiten zylindrischen Bauteil herstellen, um eine relative Winkelverschiebung zwischen dem genannten ersten zylindrischen Bauteil und dem genannten Nockenantriebselement zu gestatten, und ist dadurch gekennzeichnet, dass
das genannte fünfte Bauteil einen Axialbefestigungsbolzen aufweist, der schraubengewindemässig in einer in einem Ende des genannten Nockenantriebselementes ausgebildeten axialen Bohrung aufgenommen wird und mittels dessen der genannte zweite zylindrische Bauteil an dem genannten Nockenantriebselement befestigt ist,
der genannte fünfte Bauteil ausserdem eine etwa ringförmige Endplatte besitzt, die an dem sich öffnen den Ende des ersten zylindrischen Bauteils in fluid- dichter Weise angebracht ist, wobei der innere Bereich der genannten ringförmigen Endplatte mit einer entweder an einem Flansch des axialen Befestigungsbolzens oder an einem Bund des zweiten zylindrischen Bauteils vorgesehenen äusseren Umfangsfiäche gleitend in solcher Weise zusammenwirkt, dass die ringförmige Endplatte in bezug auf den Befestigungsbolzen und den zusätzlichen Zylinder des zweiten Bauteils drehbar angeordnet ist.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in den hinzugefügten und vom Patentanspruch 1 abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 erklärt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird vollständiger verständlich aus der ins einzelne gehenden Beschreibung, die im folgenden gegeben wird, und den beigefügten Abbildungen der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die jedoch nicht als die Erfindung auf das spezifische Ausführungsbeispiel begrenzend, sondern als diese erklärend verstanden werden soll.

Auf der Abbildlungen:

Die Figur 1 ist eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform eines Ventilsteuerungsbetätigungssystems gemäss der vorliegenden Erfindung; und
Die Figur 2 ist ein Schnittansicht der zweiten Ausführungsform eines Ventilsteuerungsbetätigungssystems gemäss der vorliegenden Erfindung.

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf die Abbildungen, insbesondere auf die Figur 1, ist festzustellen, dass die erste Ausführungsform eines Ventilsteuerungsbetätigungssystems gemäss der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, um die Öffnungs- und Schliesszeiten eines Einlassventils und eines Auslassventils der Brennkraftmaschine einzustellen. Im allgemeinen wird die Ventilzeitsteuerung in Abhängigkeit von den Maschinenantriebsbedingungen ausgeführt, wie der Geschwindigkeit der Maschine, der Last der Maschine und so weiter. Das Ventilsteuerungsbetätigungssystem gemäss der Erfindung ist besonders anwendbar für eine automatische Ventilzeitsteuerung.
Die Figur 1 zeigt einen Frontendabschnitt einer Nockenwelle 1 zur Öffnung und zum Verschluss eines Einlass- und eines Auslassventils (nicht dargestellt), die in einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung jedes Maschinenzylinders in an sich bekannter Weise vorgesehen sind.Wie deutlich auf der Figur 1 sichtbar ist, wird die Nockenwelle 1 drehbar mit Hilfe von einem oder mehreren Lagern 3 (nur eines ist dargestellt) in einem Zylinderkopf 2 getragen. Die Nockenwelle 1 ist mit einem angeformten ringartigen scheibenförmigen Flansch 4 am Frontende versehen. Der Flansch 4 besitzt eine flache Frontendfläche 4a.
Eine Vorrichtung zur Steuerung der Ventilzeiten ist dem Vorderende der Nockenwelle 1 zur Einstellung der Winkelphase der Nockenwelle 1 bezogen auf die Ausgangswelle der Maschine (nicht dargestellt) zugeordnet, die in Synchronismus mit einer Maschinenumdrehung zur Drehung angetrieben wird und so repräsentativ für die Position des Steuerungszyklus der Maschine ist. Die Ventilzeit- oder Ventilsteuerungsbetätigungsvorrichtung besitzt einen äusseren Zylinder 6. Am rückwärtigen Ende des äusseren Zylinders 6 ist ein Nockenzahn oder Zahnrad 9 angeformt.
Es ist zu bemerken, dass, obwohl die gezeigte Ausführungsform ein am äusseren Zylinder 6 angeformtes Nockenzahnrad 9 besitzt, es möglich ist, das Nockenzahnrad getrennt vom äusseren Zylinder auszubilden und diese drehfest miteinander zu verbinden. Obwohl die gezeigte Ausführungsform eine Kettenkraftübertragungsvorrichtung zum Antrieb der Nockenwelle 1 mit Hilfe des Antriebesmomentes, das von der Ausgangswelle geliefert wird, und so das Nockenzahnrad verwendet wird, kann dieses durch eine Nockenrolle ersetzt werden, wenn die Kraftübertragung durch einen Riemen bewirkt wird.
Der Nockenzahn 9 wird von einer Zeitkette 8 zur Übertragung des Momentes von der Ausgangswelle angetrieben. Der äussere Zylinder ist mit einer relativen langen inneren Getriebeverzahnung 10 versehen, das sich auf dessen innerer Umfangswand erstreckt. Der äussere Zylinder 6 ist ferner mit einem hinteren Borloch 11 versehen, das einen inneren Durchmesser besitzt, der grösser ist als der seines Hauptquerschnitts. Ein innerer Zylinder 12 ist im Innenraum des äusseren Zylinders 6 so angebracht, dass sein äusserer Umfang vom inneren Umfang des äusseren Zylinders abgewandt ist. Der innere Zylinder 12 ist an einen ringförmigen Flansch 14 angeformt, der eine flache Endfläche 14a und eine flache Stirnendfläche 14b und ein Aussenumfangsfläche 4c besitzt. Der innere Zylinder 12 besitzt eine äussere Getriebeverzahnung 13, die an dessen äusserem Umfang ausgebildet ist. Der innere Zylinder 12 ist mit der Nockenwelle 1 mit einem flächigen Kontakt zwischen den Flanschen 4 und 14 so verbunden, dass die Rückendfläche 14a an der Frontendfläche 4a anliegt. Der äussere Umfangsbereich 14b des Flanches 14 ist dreh bar in die rückwärtige Bohrung 11 des äusseren Zylinders 6 eingesetzt, sodass die äussere Umfangsfläche 14b an der inneren Umfangsfläche des äusseren Zylinders 6 anliegt und so die rückwärtige Bohrung in luftdichter Weise definiert.
Eine Phaseneinstellvorrichtung 15 ist zwischen dem äusseren Zylinder 6 und dem inneren Zylinder 12 vorgesehen. Die Phaseeinstellvorrichtung 15 besitzt ein ringförmiges Getriebeglied 16, das ein erstes Getriebeelement 16a und ein zweites Getriebeelement 16b besitzt. Das erste und das zweite Getriebeelement 16a und 16b sind zueinander so ausgerichtet, dass sie im wesentlichen Getriebeelemente 16a und 16b bilden. Wie ersichtlich ist, erstrecken sich die innere und die äussere Getriebeverzahnung 16c und 16d in axialer Richtung über das erste und das zweite Getriebeelement 16a und 16b. Daher haben das erste und das zweite Getriebeelement 16a und 16b im wesentlichen die gleiche Geometrie bezüglich auf die inneren und äusseren Zähne. Diese ringförmigen Getriebeelemente 16a sind 16b sind durch einen oder mehrere Verbindungsstifte 18 miteinander verbunden, die an dem zweiten ringförmigen Getriebeelement 16b durch den ringförmigen Hohlraum, der in dem ersten ringförmigen Getriebeelement 16a ausgebildet ist, hindurch befestigt sind. Der ringförmige Hohlraum ist traditionell mit elastischem Matenal ausgefüllt, wie einer zylindrischen Gummibuchse, die durch Vulkanisieren befestigt ist. In alternativer Weise kann, wie auf der Figur 1 dargestellt, eine Mehrzahl von Schraubenfedern 17 in dem ringförmigen Hohlraum vorgesehen werden, wobei die Federn 17 von den Köpfen der Verbindungsstifte 18, die als Federsitze dienen, getragen werden. Wenn das erste und das zweite ringförmige Getriebeelemente 16a und 16b und die Verbindungsstifte 18 zusammengebaut sind, sind das erste und das zweite ringförmige Getriebeelemente 16a und 16b miteinander so verbunden, dass sie leicht gegeneinander versetzt sind. Mit anderen Worten gesagt, ist die winkelförmige Phasenbeziehung zwischen den ringförmigen Getriebeelementen 16a und 16b so bestimmt, dass sie in eine Winkelstellung gebracht werden, in der sie leicht gegenüber einer Winkelstellung versetzt sind, in der die Zahnspuren zwischen den zwei ringförmigen Getriebeelementen 16a und 16b genau miteinander ausgerichtet sind. In diesen baulichen Ausbildungen, wenn das ringförmige Getriebeelement 16 zwischen dem äusseren und dem inneren Zylinder 6 und 12 angebracht ist, kämmen die äussere und die innere Getriebeverzahnung 16d und 16c jeweils mit der inneren Getriebeverzahnung 10 des äusseren Zylinders 6 und der äusseren Getriebeverzahnung 13 des inneren Zylinders 12. Wenigstens eine öer zwei kämmenden Paare von Zähnen (10 und 16d; 13 und 16c) sind spiral- oder schraubenlinienförmig, um eine axiale Gleitbewegung des ringförmigen Getriebes gegenüber der Nockenwelle 1 zu ermöglichen. Ferner,da die Grösse des Versatzes so eingestellt ist, dass sie etwas grösser ist als die des ringförmigen Getriebeglieds, wenn dieses mit seiner verbindenden Getriebeverzahnung kämmt, werden Spiele zwischen den zwei miteinander kämmenden Zahnpaaren (10 und 16d; 13 und 16c) durch die zylindrische Gummibusche oder die Schraubfedern 17, die als Spiel ausschaltende Mittel dienen, vermieden.
Eine ringförmige Endplatte 7 ist durch einen Dichtungsring in das Frontende des äusseren Zylinders 6 in luftdichter Weise eingesetzt. Die Endplatte 7 und der innere Zylinder 12 sind miteinander fest auf dem Flansch 4 der Nockenwelle 1 über eine verhältnismässig dicke flache Ringscheibe 21 mit hoher Steifheit durch einen Befestigungsbolzen 20 verbunden, sodass der Bolzen 20 durch den zylindrischen Hohlraum, der in dem Innenzylinder 12 ausgebildet ist, in ein Gewindeteil der nneren Bohrung 5 im Frontende 1a der Nockenwelle 1 eingeschraubt ist. Wenn der Bolzen 20 in das Frontende 1a der Nockenwelle 1 eingeschraubt ist, ist die ringförmige Endplatte 7 fest auf dem äusseren Zylinder 6 so angebracht, dass die äussere Umfangsfläche der Endplatte 7 mit Preßsitz in die innere Umfangsfläche des Frontendes des äusseren Zylinders 6 eingesetzt ist.
Die Endplatte 7 ist mit einem inneren Rücksprung 7 ausgebildet, der sich entlang der inneren Umfangskante erstreckt. Der Bolzen 20 besitzt einen Kopf 20a, einen mittleren Schaftabschnitt 20b und einen Gewindeabschnitt 20c, der mit dem Gewinde 5a der Nockenwelle 1 zusammenwirkt. Der Bolzen 20 ist ferner mit einem ringförmigen Ansatz 21 und einem ringförmigen Trägerflansch 22 versehen. Der Trägerflansch 22 hat einen umlaufenden Randbereich 22a, der leicht in den Rücksprang 7a eingrift, so dass der äussere Zylinder 6 mit der Endplatte 7 drehfest bezogen auf den Bolzen 20 verbunden ist.
In dieser baulichen Ausgestaltung wird eine Druckkammer 19 durch die Innenwand der Endplatte 7, dem Front-oder Vorderende des ersten ringförmigen Getriebeelements 16a und dem Frontende des inneren Zylinders 12 zur Einführung einer Arbeitsflüssigkeit definiert, die von dem Ölbehälter (nicht dargestellt) über die Maschinenölpumpe (nicht dargestellt) geliefert wird.Wie deutlich aus der Figur hervorgeht, ist die axiale Vorwärtsbewegung des ringförmigen Getriebegliedes 16 durch den Anschlag zwischen der inneren Wand der Endplatte 7 und dem Frontende des ersten ringförmigen Getriebeelementes 16a begrenzt. In entsprechender Weise wird die axiale Rückwärtsbewegung des ringförmiger Getriebeglieds 16 durch den Anschlag zwischen der Frontfläche 14c des Flansches 14 und dem rückwärtigen Ende des zweiten ringförmigen Getriebeelementes 16b begrenzt.
Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ist festzustellen, dass der innere Zylinder 12 und die Nockenwelle 1 miteinander durch einen als Positionierstift dienenden Schlagstift 23 verbunden sind. Der Schlagstift 23 ist mit Preßsitz in ein Loch eingesetzt, das durch das Vorder-oder Frontende 4a des Flansches 4 in axialer Richtung der Nockenwelle gebohrt ist.
Die Phaseneinstellvorrichtung 15 besitzt ferner einen Hydraulikkreis 24 zur Zuführung und Abführung der Arbeitsflüssigkeit von dem Ölbehälter zu der Druckkammer 19, einen Druckring 25 zwischen dem zweiten ringförmigen Getriebeelement 16b und dem Flansch 14, um normalerweise das ringförmige Getriebeelement 16 axial in Vorwärtsrichtung vorzuspannen, und ein elektromagnetisches Flusskontrollventil 25 zur Kontrolle der Arbeitsflüssigkeitsmenge, die durch den Hydraulikkreis 24 fliesst. Wie die Figur 1 zeigt, umfasst der Hydraulikkreis 24 eine Ölzufuhrpassage 27, die durch den Befestigungsbolzen und durch sich axial erstreckende und radiale Wege 29, die sich radial durch den ringförmigen Ansatz 21 erstrecken, definiert wird.
Das Strömungskontrollventil 28 wird von einem Kontrollgerät (nicht dargestellt) gesteuert, das den Arbeitszustand der Maschine auf der Basis von Signalen bestimmt, die von verschiedenen Sensoren geliefert werden, wie einem Kurbelwellenwinkelsensor zur Steuerung eines Kurbelwellenwinkels der Kurbelwelle und einem Luftflussmesser zur Steuerung der Einlassluftmenge, die durch einen Luftreiniger eingeführt wird.
Das Ventilsteuerungsbetätigungssystem für die erfindungsgemässe Kraftmaschine arbeitet in der folgenden Weise.
Wenn die Maschine unter niedriger Last arbeitet, ist das Steuersignal von dem im Vorangehenden beschriebenen Steuergerät im AUS-Zustand, mit dem Ergebnis, dass das Flusskontrollventil 28 den Fluss der Arbeitsflüssigkeit blockiert, die durch die Ölzufuhrpassage 27 zur Druckkammer 19 gefördert wird. Da das Öl in der Druckkammer durch Öffnungen, die zwischen den zwei miteinander kämmenden Paare n von Getriebezähnen (10 and 16d; 13 und 16c) durch die Passage (nicht dargestellt) zu dem Innenraum, der von dem Zylinderkopf 2 und dem Zylinderkopfdeckel definiert wird, ausgelassen wird, wird der Druck in der Druckkammer 19 gering, wodurch die Arbeitsflüssigkeit, die durch die im Vorangehenden erwähnten Öffnungen fliesst, dazu dient, die Phaseneinstellvorrichtung zu schmieren. Dies hat zum Ergebnis, wie in der Figur 1 gezeigt wird, dass das ringförmige Getriebeglied 15 in seiner linken Stellung (siehe Figur 1) durch die Feder 25 positioniert ist. Unter dieser Bedingung ist der relative Phasewinkel zwischen dem Zahnrad 9 und der Nockenwelle 1 eingestellt, um einen vorbestimmten Anfangsphasenwinkel zu haben, bei dem eine Einlass -und Auslassventilzeiteinstellung bezüglich dem Kurbelwellenwinkel initialisiert wird.
Wenn der Arbeitszustand der Maschine vom Niedriglast- zum Hochlastzustand überwechselt, wird in entsprechender Weise das Steuersignal des Steuergerätes in einen EIN-Zustand gebracht, mit dem Ergebnis, dass die unter Druck gesetzte Arbeitsflüssigkeit von der Ölpumpe (nicht dargestellt) durch die Hauptölgalerie, das Flußsteuerventil 28, die Ölzufuhrpassage 27 in dieser Ordnung zur Druckkammer 19 fliesst. Da der Druck in der Druckkammer 19 gross wird, hat dies zum Ergebnis, dass das ringförmige Getriebeglied 16 in die rechte Richtung (Siehe Figur 1) gegen die von der Feder 25 erzeugte Federkraft bewegt wird. Infolgedessen ändert sich der Phasenwinkel zwischen dem äusseren Zylinder 6 und dem inneren Zylinder 1 2 (entsprechend dem Phasenwinkel zwischen dem äusseren Zylinder 6 und dem Nockenwelle 1) relativ zu einem vorbestimmten Phasenwinkel, der einem optimalen Phasenwinkel während hoher Maschinenlastbedingungen entspricht. Auf diese Weise wird die Zeitsteuerung des Einlass- und Auslassventils in Abhängigkeit vom Arbeitszustand der Maschine gesteuert.
Beim Zusammenbau der Vorrichtung zur zeitlichen Steuerung der Ventile, wie im Vorangehenden beschrieben worden ist, kann die Winkelphasenbeziehung zwischen dem Nockenzahnrad 9 und der Nockenwelle 1 anfänglich durch die Verbindung des inneren Zylinders 12, der mit dem äusseren Zylinder 6 zusammengebaut ist, mit dem Frontende der Nockenwelle 1 mit Hilfe des Schlagstiftes 23 eingestellt werden. Dann werden die Phaseneinstellvorrichtung 15 und die Frontplatte 7 zusammengebaut. Danach wird diese Einheit mit Hilfe des Befestigungsbolzens 20 fixiert. Während des Anziehens des Befestigungsbolzens kann die Winkelphasenbeziehung zwischen dem Nockenzahnrad oder dem Nockenzahn 9 und der Nockenwelle 1 beibehalten werden. Im zusammengebauten Zustand ist der Trägerflansch 22 des Befestigungsbolzens 20 in Gleitkontakt mit dem inneren Umfang des Rücksprungs 7a der Frontplatte 7. Die Feineinstellung der Phasenwinkelbeziehung des Nockenzahnrads 9 und der Nockenwelle 1 kann durch Drehung des Bolzens 20 zusammen mit der Nockenwelle und dem inneren Zylinder zur anfänglichen Einstellung vorgenommen werden.
Wie man hieraus schätzen kann, erleichtert die gezeigte Ausführungsform einen bequemen Einbau der Ventilzeitsteuervorrichtung und erlaubt dabei eine präzise Einstellung der Phasenwinkelbeziehung zwischen dem Nockenzahn- oder Zahnrad und der Nockenwelle. Da der äussere Zylinder 6 ständig von dem inneren Zylinder 12 und dem Befestigungsbolzen 20 gehalten wird, ist ferner eine weiche Übertragung des Drehmoments von dem Nockenzahnrad 9 an die Nockenwelle 1 über die Phaseeinstellvorrichtung 15 erhältlich. Da die dargestellte Ausführungsform es erlaubt, den inneren Zylinder 12 mit gleichmässer Zylinderwanddicke auszubilden, kann zusätzlich die äussere Getriebeverzahnung 13 des inneren Zylinders eine gleichförmige Dicke über die gesamte axiale Länge haben. Infolgedessen kann die Abnutzung gleichmässig erfolgen. Ferner erfolgt die Schrumpfung gleichmässig durch den gesamten Körper mit einem bemerkenswert hohen Grad an Schutz, infolge der gleichmässigen Zylinderwanddicke und der äusseren Getriebeverzahnungs-dicke.
Hinzu kommt, dass in der gezeigten baulichen Ausführung das Frontende der Nockenwelle mit einer flachen Fläche ausgebildet werden kann, die Nockenwelle im allgemeinen für die Maschine verwendet werden kann, was durch das Ventilsteuerungs-betätigungssystem nicht vereinfacht wird. Da der innere Zylinder an sich keine Schraubenverbindung mit anderen Bauteilen erfordert, ist er auch einfach herzustellen. Hinzukommt, dass infolge des vereinfachten Aufbaus der Bauteile das Ventilsteuerungssystem in seiner Gesamtheit kompakt mit geringem Gewicht ausgebildet werden kann.
Die Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Ventilsteuerungsbetätigungssystem gemäss der vorliegenden Erfindung. Die gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich prinzipiell von der vorigen Ausführungsform durch die Ausführungsform des Aufbaus der Ölzufuhr. In der gezeigten Ausführungsform besitzt die Phaseeinstellvorrichtung 15 einen Hydraulikkreis 24 zur Zufuhr und Abfuhr der Strömung der Arbeitsflüssigkeit von dem Ölbehälter zu der Druckkammer 19. Wie auf der Figur 2 gezeigt ist, besitzt der Hydraulikkreis 24 eine Ölzufuhrpassage 27a, die sich radial in der Nockenwelle 1 erstreckt, eine mittlere Ölpassage 27b, die zwischen dem äusseren Umfang des Wellenabschnitts 20b des Bolzens 20 und dem inneren Umfang des Innenzylinders 12 und dem Frontende 1a der Nockenwelle 1 definiert ist, und eine Verbindungspassage 29, die sich radial durch den Frontendbereich des inneren Zylinders erstreckt, um eine Fluid-Verbindung zwischen der Ölpassage 27a und der Druckkammer 19 der Phaseneinstellvorrichtung 15 zu erstellen.
Hinzu kommt, dass in der gezeigten Ausführungsform ein Bund 22' verwendet wird, um den Trägerflansch 22 in der vorigen Ausführungsform zu ersetzen.
Wie es aus dem Vorangehenden geschlossen werden kann, erfüllt die vorliegende Erfindung alle Aufgaben und Vorteile, die dafür erwünscht sind.

Claims

1. Ein Ventiisteuerungsbetätigungssystem zum Einstellen der Winkelphasenbeziehung zwischen einem mit dem Motorumlauf synchronen Element und einem Nockenantriebselement (1), mit :

einem dem mit dem Motorumlauf gleichlaufenden Element zugeordneten ersten zylindrischen Bestandteil (6) zur gemeinsamen Drehung mit demselben;

einem zweiten zylindrischen Bestandteil (12), das angepasst ist, um das besagte Nockenantriebselement (1) und den besagten ersten zylindrischen Bestandteil (6) mit dem ersten zylindrischen Bestandteil koaxial und im radialen Abstand drehbar zu verbinden und der einen ein Ende des besagten ersten zylindrischen Bestandteiles tragenden radialen Ansatz (14) hat, wobei der zweite Bestandteil (12) aus einem an dem besagten Nockenantriebselement (1) fest angebrachten zusätzlichen Zylinder (12) besteht;

einem zwischen dem ersten und dem zweiten Bestandteil angeordneten dritten Bestandteil (16), um ein Drehmoment an das besagte Nockenantriebselement (1) über den besagten zweiten zylindrischen Bestandteil (12) zu übertragen, wobei der dritte Bestandteil (16) in bezug auf den ersten und den zweiten zylindrischen Bestandteil (6) und (12) beweglich ist;

einem mit dem besagten dritten Bestandteil (16) zusammenwirkenden vierten Bestandteil (10), um die Axialbewegung des besagten dritten Bestandteiles in eine Winkelphasenverschiebung des einen des besagten ersten und zweiten Bestandteiles in bezug auf den anderen umzuwandeln, um eine Anderung der Winkelphasenbeziehung zwischen dem besagten mit dem Motorumlauf zynchonen Element und dem besagten Nockenantriebselement bei einer vorbestimmten Phasenbeziehung zu verursachen; und

einem fünften Bestandteil, um das Ventilsteuerungsbetätigungssystem in zusammengebauter Form anzubringen, wobei der fünfte Bestandteil Mittel (22) zum Tragen des anderen Endes des besagten ersten Bestandteiles (6) umfasst, die in diesem eine die Axialbewegung des besagten dritten Bestandteiles (16) über Fluiddruck bewirkende Druckkammer (19) abgrenzen und um eine Axialbewegung des letzteren (16) zu beschränken, wobei die besagten Trägermittel (22) einen relativen Gleitkontakt zwischen dem besagten ersten zylindrischen Bestandteil (6) und dem besagten zweiten zylindrischen Bestandteil (12) herstellen, um eine relative Winkelverschiebung zwischen dem besagten ersten zylindrischen Bestandteil (6) und dem besagten Nockenantriebselement (1) zu gestatten,

dadurch gekennzeichnet, dass

der besagte fünfte Bestandteil einen axialen

Befestigungsbolzen (20) aufweist, der schraubengewindemässig in einer in einem Ende des besagten Nockenantriebselementes (1) gebildeten axialen Bohrung (20c) aufgenommen wird und mittels welchen der besagte zweite zylindrische Bestandteil (12) an dem besagten Nockenantriebselement (1) fest angebracht ist,

der besagte fünfte Bestandteil ausserdem eine etwa ringförmige Endplatte (7) aufweist, die an dem ausmündenden Ende des ersten zylindrischen Bestandteiles (6) in abdichtender Weise fest angebracht ist, wobei der innere Teil (7a) der besagten ringförmigen Endplatte (7) mit einer entweder an einem Flansch (22) des axialen Befestigungsbolzen (20) oder an einem Bund (22) des zweiten zylindrischen Bestandteiles (12) vorgesehenen äusseren Umfangsfläche (22a) gleitend in solcher Weise zusammenwirkt, dass die ringförmige Endplatte (7) in bezug auf den Befestigungsbolzen (20) und den zusätzlichen Zylinder (12) des zweiten Bestandteiles drehbar angeordnet ist.

2. Ein wie im Anspruch 1 dargelegtes Ventilsteuerungbestätigungssystem, bei welchem der besagte erste zylindrische Bestandteil mit inneren Getriebezähnen versehen ist, die mit an dem dritten Bestandteil gebildeten äusseren Getriebezähnen in gegenseitigen Eingriff sind und der besagte dritte Bestandteil ebenfalls mit inneren Getriebezähnen versehen ist, die mit äusseren Getriebezähnen des zweiten zylindrischen Bestandteiles kämmen, um das Drehmoment zu übertragen.

3. Ein wie im Anspruch 2 dargelegtes Ventilsteuerungsbetätigungssystem, bei welchem der besagte dritte Bestandteil als hohler Zylinder gestaltet ist, der die besagten äusseren und inneren Getriebezähne an dem inneren und äusseren Umfang desselben hat und wobei der besagte dritte zylindrische Bestandteil mit dem ersten und zweiten zylindrischen Bestandteil koaxial angeordnet ist.

4. Ein wie im Anspruch 3 dargelegtes Ventilsteuerungsbetätigungssystem, das ferner ein den besagten dritten Bestandteil zugeordnetes Beaufschlagungsmittel zum Hückstellen des letzteren in eine axiale Anfangsstellung und ein Betätigungsmittel umfasst, das eine Betätigungskraft entgegen der besagten Rückstellkraft des besagten Beaufschlagungsmittels ausübt, um eine axiale Verschiebung des besagten dritten Bestandteiles zu verursachen, so dass eine Winkelphasenverschiebung zwischen dem besagten mit dem Motorumlauf synchronen Element und dem besagten Nockenantriebselement verursacht wird.

5. Ein wie im Anspruch 4 dargelegtes Ventilsteuerungsbetätigungssystem, bei welchem das besagte Betätigungsmittel ein hydraulisches Mittel umfasst, zur Anderung eines auf den besagten dritten Bestandteil in einer Richtung ausgeübten hydraulischen Druckes, der der Richtung, in welcher die Rückstellkraft des besagten Beaufschlagungsmittels ausgeübt wird, entgegengesetzt ist und das besagte hydraulische Mittel im hydraulischen Druck in Abhängigkeit eines Steuerungszustandes des Motors veränderlich ist.

6. Ein wie im Anspruch 1 dargelegtes Ventilsteuerungs betätigungssystem, bei welchem das besagte Halterungsmittel einen mit dem besagten fünften Bestandteil einstückig gebildeten ringförmigen flanschförmigen Teil aufweist.

7. Ein wie im Anspruch 1 dargelegtes Ventilsteuerungsbetätigungssystem, bei welchem das besagte Trägermittel einen sich radial nach innen erstreckenden radialen Ansatz umfasst, der mit einem inneren Umfangsrand in gleitender Berührung mit dem Aussenumfang des besagten zweiten zylindrischen Bestandteiles steht.

8. Ein wie im Anspruch 6 oder 7 dargelegtes Ventilsteuerungsbetätigungssystem, bei welchem der besagte erste zylindrische Bestandteil mit inneren Getriebezähnen versehen ist, die mit an dem besagten dritten Bestandteil gebildeten äusseren Getriebezähnen im gegenseitigen Eingriff sind und der besagte dritte Bestandteil ebenfalls mit inneren Getriebezähnen versehen ist, die mit äusseren Getriebezähnen des besagten zweiten zylindrischen Bestandteiles kämmen, um das Drehmoment zu übertragen.

9. Ein wie im Anspruch 8 dargelegtes Ventilsteuerungsbetätigungssystem, bei welchem der besagte dritte Bestandteil als hohler Zylinder ausgebildet ist, der die besagten äusseren und inneren Getriebezähne an dem Innen-und Aussenumfang desselben hat und wobei der besagte dritte zylindrische Bestandteil mit dem ersten und dem zweiten zylindrischen Bestandteil koaxial angeordnet ist.

10. Ein wie im Anspruch 9 dargelegtes Ventilsteuerungsbetätigungssystem, das ferner ein dem besagten dritten Bestandteil zugeordnetes Beaufschlagungsmittel zur Rückstellung des letzteren in eine axiale Anfangsstellung und ein eine Betätigungskraft entgegen der besagten Rückstellkraft des besagten Beaufschlagungsmittels ausübendes Betätigungsmittel umfasst, um eine axiale Verschiebung des besagten dritten Bestandteiles zu verursachen, so dass eine Winkelphasenverschiebung zwischen dem besagten mit dem Motorumlauf synchronen Element und dem besagten Nockenantriebselement verursacht wird.

11. Ein wie im Anspruch 10 dargelegtes Ventilsteuerungsbetätigungssystem, bei welchem das besagte Betätigungsmittel ein hydraulisches Mittel aufweist, zur Veränderung eines auf den besagten dritten Bestandteil in einer Richtung ausgeübten hydraulischen Druckes, die der Richtung, in welcher die Rückstellkraft des besagten Beaufschlagungsmittels ausgeübt wird, entgegengesetzt ist und das besagte hydraulische Mittel in Abhängigkeit eines Motorsteuerungszustandes im hydraulischen Druck veränderlich ist.